ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 28 № 2 2026 180 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ имеет критическое значение в литейном производстве и при контроле качества. Традиционно степень сфероидизации и характеристики микроструктуры оценивают с помощью металлографического анализа. Этот метод подразумевает вырезку образцов, их шлифовку и микроскопические исследования. Несмотря на точность результатов, металлография является разрушающим методом и требует значительных временных затрат, что делает ее непригодной для использования в реальном времени в процессе производства. Из-за этих ограничений исследователи изучают различные методы неразрушающего контроля (НК) для оценки микроструктуры и механических свойств чугунов [5, 6]. Ультразвуковой метод измерения скорости распространения волн предлагает неразрушающую альтернативу, позволяя проводить быструю и объективную оценку без потери материала [5, 6]. Ультразвуковой контроль как один из методов НК широко изучается в материаловедении. Границы зерен, неметаллические включения и сфероиды графита являются примерами внутренних неоднородностей, с которыми ультразвуковые волны могут взаимодействовать при распространении в твердом теле. Поскольку характер распространения ультразвуковых волн зависит от упругих свойств и внутренней структуры материала, то такие параметры, как скорость распространения ультразвуковых колебаний и затухание ультразвуковых волн, могут предоставить важную информацию о микроструктуре и механических свойствах. Благодаря способности ультразвуковых волн проходить через материалы и регистрироваться ультразвуковым оборудованием, можно оценивать физические свойства, включая упругость материала. Для оценки механических свойств и микроструктуры материалов в практических условиях разработаны различные методы и приборы ультразвуковых измерений [7]. Важно отметить, что большинство исследователей используют данные о скорости распространения ультразвуковых колебаний и их затухании для корреляции ультразвуковых измерений с микроструктурой и показателями механических свойств. На практике ультразвуковые методы успешно применяются для решения разнообразных задач по исследованию материалов. Они включают в себя определение модуля объемного сжатия, модуля сдвига, модуля Юнга и других упругих констант металлов [8, 9]. Ультразвуковые методы также используются для оценки микроструктурных характеристик, таких как размер зерна и его рост в процессе обработки [10]. Данные ультразвуковых исследований также могут применяться для оценки механических свойств, например твердости [11] и предела текучести [12]. Более того, исследователи пользуются ультразвуковыми методиками для контроля параметров обработки, таких как рекристаллизация при термической обработке и глубина упрочненного слоя при поверхностной обработке [13]. Эти особенности сделали ультразвуковой контроль одним из наиболее широко используемых методов НК в инженерной отрасли. В последние годы возможности ультразвуковых методов контроля расширились благодаря ряду технологических достижений. Ультразвуковой контроль (дефектоскопия) методом фазированных решеток (Phased Array Ultrasonic Testing, PAUT), дифракционно-временной метод (Time-of-Flight Diff raction, TOFD), полный матричный сбор данных (Full Matrix Capture, FMC) и автоматизированный ультразвуковой контроль (Automated Ultrasonic Testing, AUT) являются примерами передовых методов, которые повышают эффективность обнаружения дефектов, позволяют получать изображения внутренних дефектов и проводить автоматизированный контроль сложных геометрических форм [14]. Эти разработки дают возможность характеризовать внутреннюю структуру и дефекты в конструкционных материалах с большей точностью. Помимо ультразвукового контроля изучались и другие неразрушающие методы оценки степени сфероидизации в чугунах. Электромагнитные методы, такие как вихретоковый контроль, позволяют обнаруживать изменения магнитных и электрических свойств, вызванные микроструктурными изменениями. Аналогично резонансные методы измеряют собственную частоту колебаний компонента для оценки его упругих свойств. Несмотря на полезность этих подходов, ультразвуковые методы лучше подходят для литейного производства, поскольку их проще применять для толстостенных отливок и они часто обладают более высокой чувствительностью к внутренним микроструктурным изменениям [15, 16].
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1