激光超声无损测量40Cr钢渗氮层深度的实验研究

摘要

现有的硬度法和金相法无法满足40Cr钢产品渗氮层深度的全覆盖检测的需求,故提出一种利用激光超声技术进行渗氮层深度无损测量的方法。首先,利用脉冲激光在不同渗层深度的40Cr钢表面激励出表面波,通过激光干涉仪接收表面波,从而实现表面波信号的非接触激励和接收。然后,采用二维傅里叶变换(2D-FFT)方法提取出表面波的频散曲线。实验结果表明:随着渗层深度的增加,表面波的相速度也随之增加;表面波在低频时有较大的频散特性,而在高频范围内表面波的传播速度变化较小;当渗氮层深度达到394μm时,表面波速度的变化趋势不明显;表面波的频散曲线和渗氮层深度有一定的对应关系,通过测量表面波的频散曲线可近似得到渗氮层的深度。激光超声技术是一种潜在的40Cr钢渗氮层深度的无损测量方法,具有一定的工程应用价值。