在添加制造的Ti-5V-5Al-5Mo-3Cr合金中检测近表面的亚毫米空隙,使用发射接收流探测器

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 非破坏性测试是指非破坏性测试.
• 航空航天工程 航空航天工程

背景情况:

• 增材制造 (AM),特别是直接激光制造 (DLF),越来越多地用于从Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr (Ti5553) 合金生产飞机部件.
• 增材制造工艺可以引入关键的表面和近表面缺陷,如孔隙和空隙,损害组件完整性,并导致潜在的故障.
• 可靠的非破坏性测试 (NDT) 方法对于这些先进的航空航天部件的质量保证至关重要.

研究的目的:

• 开发和评估一个旋流测试 (ECT) 探头,用于检测DLF Ti5553组件的地下缺陷.
• 具体目标是检测500微米直径的缺陷,在表面以下1毫米的深度.
• 为了评估探头的性能与模拟和实际的制造缺陷.

主要方法:

• 用有限元法 (FEM) 模拟来优化发送接收旋流线圈设计.
• 基于模拟结果和先前研究的实验数据,构建了一个优化的探头.
• 该探测器在Ti5553样本上进行了测试,其中含有人工地下空洞,侧孔和穿孔.

主要成果:

• 开发的旋流探测器成功检测到80%的目标地下空洞.
• 确定了一些局限性,包括对样品边缘附近缺陷的敏感性降低,以及对表面粗度的敏感性.
• 在处理表面粗时,多频混合将信号噪声比提高了平均22%.

结论:

• 优化的旋流探测器显示了在增材制造的Ti5553组件中检测关键地下缺陷的巨大潜力.
• 这些发现表明,ECT可以成为通过DLF制造的航空航天零件生产中质量保证的宝贵工具.
• 针对边缘检测和表面粗度灵敏度的进一步开发可以提高探头在工业环境中的应用性.