(2) 相對(duì)衰減法  相對(duì)衰減法是將待測(cè)材料的衰減與參考材料衰減進(jìn)行比較的方法。該方法可以看做是衰減法的拓寬。相對(duì)衰減法的優(yōu)點(diǎn)在于它最大限度消除了絕對(duì)衰減法中耦合、衍射修正造成的誤差，對(duì)衰減的測(cè)量更加精確，因此對(duì)試樣平均晶粒度的估計(jì)也有了很大改進(jìn)。在早些時(shí)候的測(cè)量中，需要一套已知平均晶粒度的參考試樣來建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圖。僅僅需要考慮一次底面回波信號(hào)，但要求被測(cè)試樣的平均晶粒度應(yīng)該在同一個(gè)數(shù)量級(jí)上。

先檢測(cè)具有細(xì)小晶粒度的參考試樣，它的底面回波是最高的，選擇一次底面回波信號(hào)并調(diào)節(jié)探傷儀的增益，使回波高度為熒光屏滿刻度的90%。然后在其他試樣上重復(fù)該步驟并觀察一次底面回波，確定待測(cè)試樣與參考試樣一次底面回波高度的相對(duì)值。圖8-11給出了利用相對(duì)衰減法與金相法分別得到的晶粒尺寸(粗晶材料在散射帶內(nèi)的衰減隨晶粒尺寸的增加而增加)。

如果待測(cè)試樣的化學(xué)成分與參考試樣相同，但其晶粒度未知，就可以通過考查其相對(duì)衰減繼而利用標(biāo)準(zhǔn)圖來確定平均晶粒度。在某些情況下，對(duì)于厚度相同的兩個(gè)未知試樣，還可以直接繪制所有一次底面回波的高度與晶粒尺寸之間的標(biāo)準(zhǔn)圖。

(3）衰減譜法  衰減譜法是用一系列探頭或頻率響應(yīng)范圍很寬的一個(gè)探頭在晶粒度已知的標(biāo)樣(標(biāo)準(zhǔn)試樣)上進(jìn)行檢測(cè)，以獲得如圖8-12所示的頻率和衰減測(cè)量值的關(guān)系曲線。如果晶粒大小和波長(zhǎng)比值處于瑞利散射范圍，則頻率的對(duì)數(shù)值與衰減系數(shù)之間成線性關(guān)系(見圖8-12)。

由圖可知，對(duì)于粗糙晶粒(≥120μm)、中等晶粒(60~ 120μm)以及小晶粒(≤60μm)的試樣，直線的斜率差別很大。平均晶粒尺寸越大，對(duì)應(yīng)的直線斜率越大。如果有一個(gè)化學(xué)成分與樣品相同但晶粒度未知的試樣，可以利用圖8-12測(cè)出其平均晶粒度。為達(dá)到該目的，衰減譜法需要繪制出在一定頻率范圍內(nèi)的衰減值，以便依據(jù)直線斜率對(duì)晶粒尺寸進(jìn)行計(jì)算。

用相似的理論，可用譜分析法對(duì)晶粒度進(jìn)行測(cè)量。原理是：一次底面回波信號(hào)的自功率譜峰值頻率的變化，以及1/2譜峰極大值處對(duì)應(yīng)的頻帶寬度( Full Width Half Maximum, FWHM)與晶粒尺寸相關(guān)。圖8-13為在5mm厚的試樣上峰值頻率及FWHM與D-1/2之間良好的線性關(guān)系。

 

圖8-13同時(shí)說明了屈服強(qiáng)度與D-1/2的關(guān)系。因此，當(dāng)沒有其他微觀結(jié)構(gòu)的變化影響屈服強(qiáng)度時(shí)，峰值頻率和FWHM不僅可用于確定晶粒度大小，還可以用來確定屈服強(qiáng)度。另外，頻諧分析法在普通的PC機(jī)上就能應(yīng)用，非常適用于對(duì)試樣晶粒變化情況進(jìn)行在線監(jiān)控。

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