毛汉颖 邹志强 张宏献 付俊程 颜昌祥

摘 要：腐蚀会显著降低金属零件的使用性能，检测金属零件的腐蚀程度对确保其安全使用具有重要意义。超声非线性技术已被应用于检测材料微损伤、残余应力和黏结状态等方面，其能否用于检测腐蚀程度倍受关注。本文搭建了基于超声非线性技术的临界折射纵波（criticalrefraction longitudinal wave，简称LCR波）混频检测系统，检测不同腐蚀程度的45号钢试件的非线性系数，随后根据超声非线性效应的机理结合材料的微观形貌对差频非线性系数的变化原因进行分析。实验结果表明：差频非线性系数对材料腐蚀程度十分敏感，随着45号钢试件腐蚀程度增加，差频非线性系数随之增加。超声非线性技术可以有效地实现对金属材料腐蚀程度的表征。

关键词：腐蚀；共线混频；非线性超声；临界折射纵波

中图分类号：TG115.285 DOI：10.16375/j.cnki.cn45-1395/t.2024.03.013

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腐蚀是金属在接触介质的作用下，发生化学或者电化学反应，由单质转化为离子状态的过程，对金属本身的结构产生不可弥补的影响。金属零件的腐蚀情况若无法被及时发现，在使用中可能造成零件结构的破坏，引发严重后果[1-2]。据世界腐蚀组织（WCO）估计，全球每年总腐蚀成本达到2.5万亿美元，约占工业化国家生产总值（GDP）的3.4%[3-4]。因此，研究一种可以快速且准确地掌握金属腐蚀程度的检测方式具有重大的社会和经济意义。

目前在腐蚀程度的无损检测方面的研究主要分为非破坏性的电化学检测方法及传统无损检测方法，非破坏性的电化学检测方法主要有开路电位法（OCP）[5]、电化学阻抗谱（EIS）[6]、线性极化法（LPR）[7]和电化学噪声法[8]等；……