On the propagation of elastic waves in acoustically anisotropic austenitic materials and at their boundaries during non-destructive inspection with ultrasound

In this work the propagation behaviour of ultrasound in austenitic weld metal has been analyzed by the time-harmonic plane wave approach. Bounded beam and pulse propagation as occurring in ultrasonic testing can be sufficiently dealt with by this approach. More sophisticated approaches principally do not offer any improvements in the results of plane wave modeling except for diffraction and aperture effects and, therefore, the subject matter of this work has been limited to plane wave propagation in the bulk of the medium and at different types of interfaces. Inspite of the fact, that the individual columnar grains of the weld metal have cubic symmetry, the austenitic weld metal as a whole exhibits cylinder-symmetrical texture, as substantiated by metallurgical examination, and therefore has been treated as an anisotropic poly-crystalline medium with transverse isotropic symmetry. (orig.)In der vorliegenden Arbeit wird die Ultraschallausbreitung in akustisch anisotropen, homogenen Werkstoffen mit stengelkristalliner Textur wie austenitischen Plattierungen und Schweissverbindungen, austenitischem Guss oder geschweissten Komponenten aus austenitischem Guss modelliert. Wie die in dieser Arbeit referierten metallurgischen Untersuchungen gezeigt haben, koennen austenitisches Schweissgut und stengelkristallin erstarrter austenitischer Guss makroskopisch als polykristallines Medium mit zylindersymmetrischer Textur behandelt werden, also als Medium mit transversal isotroper Symmetrie, obwohl mikroskopisch die einzelnen Stengelkristallite kubische Symmetrie aufweisen. Die Schallausbreitung wird mit Hilfe des Ansatzes ebener Wellen modelliert. Obwohl bei der Ultraschallpruefung gepulste und begrenzte Schallbuendel verwendet werden, liefert dieser Ansatz die bei der Ultraschallpruefung beobachteten Wellenarten mit Geschwindigkeiten und Polarisationen, Schallbuendelablenkung und Reflexion und Brechnung nach Richtung und Amplitude, so dass ueber das Modell der ebenen Welle hinausgehende Ansaetze - auch fuer die Behandlung der Ultraschallstreuung an den Korngrenzen - nicht in Betracht gezogen werden mussten. Die Auswerteprogramme zur numerischen Bestimmung von Reflexions- und Brechungskoeffizienten, Schallstrahlverlaeufen und Schwaechungskoeffizienten wurden in FORTRAN 77 mit integrierter Graphikausgabe geschrieben.Die Ergebnisse dieser Arbeit dienen als Vorgabe fuer Pruefanweisungen und Regelwerke, die besser als bisher an den Pruefgegenstand angepasst sind. (orig.)SIGLEAvailable from TIB Hannover: RA 2565(249) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekDEGerman