在添加制造的金属Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr中使用总聚焦方法增强近表面缺陷检测
Kate van Herpt1, Mohammad E Bajgholi1,2, P Ross Underhill3
1Department of Physics, Engineering Physics and Astronomy, Queen's University, Kingston, ON K7L 3N6, Canada.
Sensors (Basel, Switzerland)
|October 29, 2025
概括
使用全矩阵捕捉 (FMC) 的总聚焦方法 (TFM) 可靠地检测增材制造部件的浅缺陷. TFM的性能优于传统的分相阵列超声波测试 (PAUT),用于对合金近表面缺陷的评估.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 非破坏性的评价
- 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造
背景情况:
- 增材制造 (AM) 创造了复杂的部件,但由于快速固化和热梯度,可以引入表面附近的缺陷,如多孔性和微裂.
- 传统的超声波技术由于前墙干扰,表面粗性和异构性而难以在AM元件中接近表面的缺陷检测.
研究的目的:
- 评估使用全矩阵捕获 (FMC) 的总聚焦方法 (TFM) 在激光粉末床融合 (LPBF) AM元件中检测近表面缺陷的有效性.
- 为了比较TFM与分相阵列超声波测试 (PAUT) 的性能,用于浅缺陷检测.
主要方法:
- 在AM Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr (Ti-5553) 材料中利用地下侧孔 (SDH) 作为参考反射器.
- 通过FMC和PAUT在同样的条件下实现TFM进行比较分析.
- 评估了在表面下不同深度的浅缺陷的检测能力.
主要成果:
- 与PAUT相比,TFM显示出更高的空间分辨率和更可靠的浅缺陷检测.
- TFM成功地发现了在表面以下0.40 ± 0.05毫米浅的缺陷.
- PAUT的检测能力仅限于更深的深度,无法检测到最浅的缺陷.
结论:
- TFM是一种高效可靠的非破坏性评估方法,用于识别AM部件的浅缺陷.
- 这项研究为TFM和PAUT在检测LPBF合金中的浅缺陷方面的性能提供了有价值的比较数据集.
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