超音波測技術開發- 硬化層深度確認

一般構件「表面硬化層」品質是以試片來檢測，耗時、耗費而且無法完整確認。因此開發不需破壞工件的硬化層深度確認技術有利基及必要性。

現行「硬化層深度評估」方法包括：導磁性差異法、音波速度測、及背面散射回波法三種，其中第一種最有效。原理是藉工件表面至該介面處的音波傳遞時間，乘以組織材料的音波速度，輔以三角函數角度計算所得。

工件硬化處理後，材料內部組織改為較細緻的「麻田散鐵」。高頻音波經過此區不易產生明顯散射與衰減。音波到達硬化層過渡區(Transition Zone)工件材料硬度漸降，組織慢慢變回粗晶粒的肥粒「波來鐵組織」。音波因晶粒結構變化而產生明顯散射，但這一類散射原始訊號由強烈的雜射波組成，如附圖需要透過有效處理才行。

技術開發是利用「水浸式設備」測試調整直束探頭偏敍角度，找出最佳入射角。再配合頻率與音波晶片尺寸。經過一系列不同硬化層試片，分別用不同的探頭與偏敍角度測試，找出最適角度讓橫波音波在硬化層處散射回波能量最高，就可以明顯量出硬化層界面回波。

總之，結合探頭與「壓克力契型模」維持正確折射角度，確保探頭接觸良好及方便更換，這項技術便能快速而精準用於工作硬化深度確認。(技術報導462)

資料來源- P.4中鋼半月刊(103.10.16出刊)