Although the study of the interaction of acoustic and elastic waves with periodic surfaces and structures has a rich history dating back to Lord Rayleigh, it has recently been attracting new research efforts due to its value in the study of phononic crystals and in methods for ultrasonic non-destructive evaluation (NDE). The objective of the research described in this thesis is to provide new numerical and experimental tools capable of capturing important features that occur due to the diffraction of ultrasound on periodic solid surfaces. This thesis is divided into four main parts. First, the Rayleigh-Fourier (R-F) method will be used to simulate diffracted fields generated by structures containing multiple periodic surfaces and/or multiple solid layers. The second part of this thesis examines diffraction effects and compares ultrasonic NDE techniques for surfaces with imperfect periodicities. The third portion of this thesis focuses on one unusual phenomenon that has been observed on periodic surfaces, namely the lateral backward displacement of a bounded ultrasonic beam along the surface. This effect is currently understood to occur due to backward propagating surface waves that result from diffraction and mode conversion on the surface. The fourth and final part of this thesis describes the diffraction of bulk ultrasonic waves that can occur on the surfaces of phononic crystals.

Ein großer Vorteil von Kunststoffbauteilen ist neben funktionellen Vorzügen die Kosten- und Gewichtsreduzierung durch integrale Gestaltungsmöglichkeiten. Es können Geometrien umgesetzt werden, die mit metallischen Werkstoffen nur unter hohem Aufwand realisierbar sind. Insbesondere im Bereich der Faser-Kunststoff-Verbunde (FKV) gibt es hohen Forschungsbedarf hinsichtlich Reduzierung von Herstellungskosten, Erhöhung der Langlebigkeit aber auch der Reparaturfähigkeit. Die Erkennung von Defekten ist dabei eine grundlegende Voraussetzung. Für einen FKV-Serieneinsatz im Automobilbau gibt es jedoch kein bekanntes und ausreichendes Prüfkonzept der Schadenserkennung für die geforderten Stückzahlen. Die aus der Luft- und Raumfahrt bekannten Methoden lassen sich aufgrund ihres hohen apparativen Aufwandes und der eingeschränkten Tauglichkeit bezüglich geometrisch komplexer Bauteile nicht unmittelbar übernehmen. Es bestehen andere Anforderungen an ein Prüfkonzept für FKV-Bauteile im Automobilbau. Im Rahmen dieser Arbeit wurden zerstörungsfreie Prüfmethoden hinsichtlich ihrer Eignung zur Detektion nicht sichtbarer Schäden systematisch untersucht und bewertet. Der Fokus lag dabei auf Bauteilen aus kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen des Automobils, die sowohl eine flächige als auch eine mehrfach gekrümmte Bauteilstruktur mit nicht-homogenen Wanddicken aufweisen können. In Abhängigkeit von der Art der Schädigung, etwa Einschlüsse, Zwischenfaserrisse oder Delaminationen wurden die unterschiedlichen Verfahren vergleichend in Hinblick auf Detektionssicherheit, -grenzen und Einschränkungen durch gegebene geometrische sowie werkstoffliche Bauteilausführungen bewertet und ein Konzept für eine fertigungsbegleitende Qualitätssicherung entwickelt.

The development of structural monitoring systems is a critical research area because of the age and sustainment costs associated with many aircraft in use today. Specifically, integrated structural health monitoring (SHM) systems are advantageous because they allow for automated, near real-time assessment of the state of the structure, where the automation improves both the accuracy of the measurements and allows for more frequent system interrogation than possible with traditional nondestructive evaluation methods. Ultrasonic techniques are particularly well-suited for SHM systems because of their potential to detect and track damage well before structural failure using in situ sensors. The research problem considered in this thesis is detection and tracking of fatigue cracks emanating from fastener holes in metallic structural components. The sensing method utilizes attached ultrasonic transducers, and tracking of damage is achieved by employing a state estimation framework that incorporates a well-known empirical model for crack growth and a measurement model relating the ultrasonic response to crack size. The state estimation process is preceded by an automated crack detection algorithm, and can be followed by a prediction of remaining life assuming future usage. The state estimation framework provides a better estimate of crack size than either the ultrasonic measurement model or crack growth model alone. Although the example application is monitoring of fastener holes, the general approach is applicable to a variety of SHM problems.

This thesis describes the design and implementation of a control system for testing line using ultrasonic testing and magnetic particle testing. The test line is designed for non-destructive testing of railway wheels with detection and localization of surface and subsurface defects. The thesis describes the design and operating principles of the test line. On this basis, the design of a control system that controls various processes throughout the test line is clearly described. The proposed control system was implemented in the industrial application.

Die Ansteuerung von Ultraschall-Phased-Arrays basiert auf zwei Vereinfachungen. Zum einen wird davon ausgegangen, dass das Schwingungsverhalten aller Einzelelemente synchron und gleichmäßig ist. Zum anderen erfolgt die Berechnung der Ansteuerungszeiten, den sogenannten Focal Laws, auf dem Ansatz der geometrischen Akustik. Beide Aspekte werden in dieser Arbeit ausführlich analysiert und neue Vorschläge für eine optimale Ansteuerung ausgearbeitet und simulativ sowie messtechnisch bewertet. Das individuelle Schwingungsverhalten der Einzelelemente von Phased Arrays liegt in einer Vielzahl von Toleranzen der Einzelkomponenten und der Fertigungsschritte begründet. Für die quantitative Bewertung kann die mechanische Auslenkung mittels Laser-Doppler-Vibrometrie lokal erfasst und evaluiert werden. Die Kompensation individueller Latenzzeiten im Ansprechverhalten führt dann unmittelbar zu einem höheren Summensignal im anvisierten Fokuspunkt. Um den Einfluss der tatsächlichen Aperturgeometrie von Einzelelementen auf die Qualität des Summensignals des Phased Arrays zu untersuchen, wurde außerdem eine Simulationsumgebung (4D-CEFIT-PSS) entwickelt. Damit ist die Wellenausbreitung unter Berücksichtigung aller wellenphysikalischer Effekte im Halbraum möglich. Somit wurden verschiedene Aperturmodelle erstellt und sowohl im Zeit- als auch im Frequenzbereich analysiert. Die wellenphysikalische Simulation ermöglicht die Berechnung modifizierter Focal Laws, die immer zu einer Verbesserung des Summensignals im Vergleich zum Ansatz mit geometrischer Akustik führen. / Ultrasonic linear phased array probes consist of several single elements. By exciting each element at a certain time wave fronts can be tilted, focused or both combined. This is accomplished by a set of delays which is called "focal law". Hence, the shape and the quality of the resulting wave front depends significantly on focal law calculation. This state-of-the-art method is based on two simplifications: firstly on the assumption that each single element has identical vibration behaviour, and secondly on the simple geometrical approximation of the signal propagation time. In this work both aspects will be investigate in detail. For characterization of the individual vibration behaviour the most important transducer parts and theirs acoustical properties will be presented. The theoretical view on the inner structure is completed by two measuring methods: scanning acoustic microscopy as well as computed tomography. Furthermore, the effective mechanical displacement of the transducer interface will be analyzed by Laser Doppler vibrometry. Hence, the individual vibration behaviour of the single elements can be compensated which yields an optimized superposition. To investigate the second assumption the 4D-CEFIT-PSS simulation environment has been developed. The combination of CEFIT (cylindric elasto dynamic finite integration technique) and PSS (point source synthesis) considers all effects of wave physics. A comprehensive parametric study shows the effects of geometrical aperture size concerning resulting signals in decided focal points. The differences of wave propagation in the time and frequency domain will be pointed out. Concluding, focal laws were calculated with the geometrical and the simulation based approach. The resulting wave propagation is simulated for selected focal points. The results were compared both ways, qualitatively and quantitatively. Hereby the difference between both methods was distinguishable. The outcome is a method for modified focal law calculation. Both, the consideration of the individual vibration characteristics and the application of the new focal laws result in higher signal-to-noise ratios for linear phased arrays.

Ein großer Vorteil von Kunststoffbauteilen ist neben funktionellen Vorzügen die Kosten- und Gewichtsreduzierung durch integrale Gestaltungsmöglichkeiten. Es können Geometrien umgesetzt werden, die mit metallischen Werkstoffen nur unter hohem Aufwand realisierbar sind. Insbesondere im Bereich der Faser-Kunststoff-Verbunde (FKV) gibt es hohen Forschungsbedarf hinsichtlich Reduzierung von Herstellungskosten, Erhöhung der Langlebigkeit aber auch der Reparaturfähigkeit. Die Erkennung von Defekten ist dabei eine grundlegende Voraussetzung. Für einen FKV-Serieneinsatz im Automobilbau gibt es jedoch kein bekanntes und ausreichendes Prüfkonzept der Schadenserkennung für die geforderten Stückzahlen. Die aus der Luft- und Raumfahrt bekannten Methoden lassen sich aufgrund ihres hohen apparativen Aufwandes und der eingeschränkten Tauglichkeit bezüglich geometrisch komplexer Bauteile nicht unmittelbar übernehmen. Es bestehen andere Anforderungen an ein Prüfkonzept für FKV-Bauteile im Automobilbau. Im Rahmen dieser Arbeit wurden zerstörungsfreie Prüfmethoden hinsichtlich ihrer Eignung zur Detektion nicht sichtbarer Schäden systematisch untersucht und bewertet. Der Fokus lag dabei auf Bauteilen aus kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen des Automobils, die sowohl eine flächige als auch eine mehrfach gekrümmte Bauteilstruktur mit nicht-homogenen Wanddicken aufweisen können. In Abhängigkeit von der Art der Schädigung, etwa Einschlüsse, Zwischenfaserrisse oder Delaminationen wurden die unterschiedlichen Verfahren vergleichend in Hinblick auf Detektionssicherheit, -grenzen und Einschränkungen durch gegebene geometrische sowie werkstoffliche Bauteilausführungen bewertet und ein Konzept für eine fertigungsbegleitende Qualitätssicherung entwickelt.

Classical fatigue models teach that there is an intrinsic fatigue limit for steels, representing a level of stress that is too low for regular crack growth where every cyclic load propagates a fatigue crack through the material. Modern application with extreme lifetimes has shown that fatigue will still take place in steels with stress levels well below the expected fatigue limit. This relatively new area of study has been named Very High Cycle Fatigue, or VHCF, and describes fatigue failures with a number of load cycles exceeding 107. Fractography of steels that has suffered VHCF tends to reveal an especially rough crack surface adjacent to where the fatigue crack originates, which is typically some form of defect in the bulk of the steel. This area is believed to be critical for VHCF and has been referred to in a number of ways by different studies, but will herein be called Fine Granular Area, or FGA. The aim of this study is to try and get a better understanding of VHCF. This was done by fractography analysis of test specimens of high strength tool steel that suffered fatigue failure at lifetimes ranging from about 106 cycles to 1,9x109 cycles. The lower lifetimes were achieved using hydraulic testing equipment, while the specimens in the VHCF range suffered fatigue failure in ultrasonic testing equipment allowing the application of a cyclic stress at a rate of 20 000 Hz. The resulting fracture surfaces were then investigated using a scanning electron microscope, or SEM, taking special note of the fatigue initiating defects and, in the case of VHCF, the rough area found adjacent to it. In combination with the SEM an elemental analysis of the fatigue initiating defects as well as the bulk of the material was done using energy-dispersive X-ray spectroscopy, or EDS. This was done to find out what the defects consisted of; confirming that they were slags and checking that the composition of the material of the bulk of the specimen matches what was expected. Using light optical microscopy in combination with acid etching of the surface of samples cut out of the test specimens the structure of the steel was investigated. Calculating the local stresses at the location of the fatigue initiating defect was done using FEM in combination with displacement amplitude gathered from the ultrasonic testing equipment. The data gathered was then measured and compared to that of previous studies, using models of prediction and seeing how they match the experimental results. The results suggest that the stress intensity factor at the internal slags is critical for VHCF and that with lower stress intensity factors one can expect longer lifetimes. Another observation is a relatively consistent stress intensity factor at the edge of the FGA combined with the original defect, likely signifying the transition from the creation of FGA to traditional crack propagation. There also seems to be a connection between the size of the FGA and the number of cycles to failure, with larger FGA with increasing lifetimes. The most glaring shortcoming of this study is the amount satisfactory tests conducted, and thus amount of data points, is very low due to the majority of specimens suffered failure at the threading used to connect them to the ultrasonic testing equipment at lifetimes far too low to be relevant. / Klassiska utmattningsmodeller lär ut att det finns en utmattningsgräns för stål, vilket representerar en spänningsnivå som är för låg för regelbunden sprickväxt där varje cyklisk belastning sprider en utmattningsspricka genom materialet. Moderna applikation med extrema livstider har visat att utmattning fortfarande äger rum i stål med spänningsnivåer långt under den förväntade utmattningsgränsen. Detta relativt nya studieområde har fått namnet Very High Cycle Fatigue, eller VHCF, och beskriver utmattningsfall med ett antal belastningscykler som överstiger 107. Fraktografi av stål som har drabbats av VHCF tenderar att ha en särskilt gropig sprickyta som ligger intill där utmattningssprickan har sitt ursprung, vilket typiskt är någon form av defekt i stålets bulk. Detta område tros vara kritiskt för VHCF och har hänvisats till på ett antal sätt av olika studier, men kommer här att kallas Fine Granular Area eller FGA. Syftet med denna studie är att försöka få en bättre förståelse för VHCF. Detta gjordes genom fraktografianalys av testprover av verktygsstål med hög hållfasthet som drabbades av utmattningsbrott vid livstider från cirka 106 cykler till 1,9x109 cykler. De lägre livslängderna uppnåddes med hjälp av hydraulisk testutrustning, medan proverna i VHCF-området drabbades av utmattningsbrott i ultraljudstestutrustning som klarar att applicera en cyklisk stress med en frekvens på 20 kHz. De resulterande sprickytorna undersöktes sedan med hjälp av ett svepelektronmikroskop, eller SEM, med särskild fokus på utmattningsinitierande defekter och, i fallet med VHCF, det grova området som hittades intill det, FGA. I kombination med SEM utfördes en elementanalys av utmattningsinitierande defekter liksom huvuddelen av materialet med energidispersiv röntgenspektroskopi, eller EDS. Detta gjordes för att ta reda på vad inneslutningarna bestod av för att bekräfta att de var slagg samt kontrollera att sammansättningen av materialet i huvuddelen av provet matchar det som förväntades. Med användning av optisk ljusmikroskopi i kombination med syraetsning av ytan på prover som skars ut ur testproverna undersöktes stålets struktur. Beräkning av de lokala spänningarna på platsen för den utmattningsinitierande defekten gjordes med hjälp av FEM i kombination med förskjutningsamplituden som samlats från ultraljudsutrustningen. De insamlade uppgifterna mättes sedan och jämfördes med tidigare studier genom att använda diverse modeller och se hur de matchar de experimentella resultaten. Resultaten antyder att stressintensitetsfaktorn vid inneslutningarna är kritisk för VHCF och att man med lägre stressintensitetsfaktorer kan förvänta sig längre livstid. En annan observation är en relativt konsekvent stressintensitetsfaktor vid kanten av FGA, vilket sannolikt markerar övergången från skapandet eller utbredning av FGA till traditionell sprickutbredning. Det verkar också finnas en koppling mellan storleken på FGA och antalet cykler till fel, med större FGA med ökande livslängd. Den mest uppenbara bristen i denna studie är mängden tillfredsställande tester som genomförts. Därmed är mängden datapunkter mycket låg, detta på grund av att majoriteten av proverna misslyckades vid gängningen som användes för att ansluta dem till ultraljudstestutrustningen vid livstider alltför låga för att vara relevanta.

O aço SAE 1552 modificado é um desenvolvimento recente da família do aço carbono manganês ligado ao silício, sendo utilizado para confecção de grampo U que tem como finalidade prender o feixe de molas no eixo do veículo. A somatória das fases de produção dessa matéria prima introduz os limites de resistência mecânica final necessária para atender a classe de resistência normativa. A peça produzida com esse aço tem alcançado crescimento de utilização na indústria automotiva devido à mesma apresentar propriedades mecânicas que atendem a requisitos normativos de classe de resistência e com vantagem de evitar tratamento térmico na fase de confecção do grampo e sendo esse processo realizado a frio em todas as suas fases. O objetivo desse trabalho foi estudar falha de grampo na etapa do processo de dobramento em forma de U e aplicar ensaios como: programa de simulação de tratamento térmico Stecal 3.0, ultrassom, fadiga, teste de cela e análise de fratura para solucionar essas falhas. Também foi realizado ensaios para prever fraturas catastróficas como: elementos finitos através de programa de computador Abaqus, ensaio de extensometria, tenacidade a fratura e medições de tensões residuais através de técnica de difração de raios-x. Foi concluído através dos resultados dos estudos de microestrutura resultante de tratamento térmico da matéria prima que o processo com resfriamento controlado em esteira é mais adequado para a produção do aço para confecção de grampo. O ensaio de ultrassom antes e após ensaio de fadiga possibilitou dimensionar o crescimento da profundidade da trinca em cotovelo de grampo e através de elementos finitos e extensometria associado com mecânica da fratura foi possível conhecer as tensões em ponto de estudo e entender o motivo de não ocorrer falha catastrófica. O ensaio de difração de raios-x permitiu o entendimento das tensões residuais introduzidas na peça de estudo. / SAE 1552 steel modified is a recent development of manganese carbon steel group linked to silicon, which is used to manufacture u-bolt that aims to fix leaf spring at vehicle axle in the back part. The sum of production stages of this raw material introduces the final mechanical resistance limits to meet class rules resistance. The piece produced with this steel has achieved growth of use in the automotive industry due to the mechanical properties it presents, which meet regulatory requirements for strength class and the advantage of avoiding heat treatment during manufacturing of the u-bolt and all the phases of this process are carried out in cold. This work aims to study the u-bolt failure during the folding process in the form of U and apply tests such as heat treatment simulation -Stecal 3.0, ultrasonic test, fatigue test, cell testing and analysis of crack. Other tests have been carried out to predict catastrophic fractures such as: finite element through computer program called Abaqus, extensometry testing, toughness testing for fracture and residual stress measurement by X ray diffraction technique. Results of heat treatment studies, by microstructure analysis, allowed choosing appropriate process for steel production. Ultrasonic testing before and after fatigue testing enabled to measure growth of crack depth on u-bolt elbow, and through finite element and extensometry testing associated with Mechanical of Fracture it was possible to know the stress concentrated at a point and to understand why catastrophic failure did not occur. Residual stress understanding has provided overall vision of u-bolt studied and contributed to have precision in measurement at inner and outer part of the u-bolt elbow.

En sciences et dans l’industrie pour limiter le nombre de maquettes expérimentales dans les projets R&D afin de mieux comprendre et de bien interpréter les phénomènes ultrasonores complexes observés sur site, des simulations de contrôles ultrasonores sont effectuées. Ces simulations sont d’autant plus réalistes que la description des structures à contrôler est précise, en particulier au niveau des constantes d’élasticité et d’atténuation intrinsèque. Les objectifs de cette étude sont d’améliorer d’une part les connaissances sur l’influence des caractéristiques métallurgiques des matériaux anisotropes et hétérogènes sur la propagation ultrasonore et d’autre part les performances des codes de calcul (logiciel ATHENA d’EDF) qui nécessitent de disposer des données d’entrée pertinentes, notamment en ce qui concerne les constantes d’élasticité et l’atténuation ultrasonore. Cette étude est dédiée à la caractérisation des matériaux à gros grains, comme les aciers austéno-ferritiques moulés par centrifugation et les soudures en acier inoxydable austénitique ou en alliages à base nickel. Un système expérimental unique permettant de mesurer les constantes d’élasticité et l’atténuation en incidence oblique à été mis au point. Le point fort de ce dispositif est qu’il permet de travailler au-delà de l’angle critique longitudinal et donc de mesurer les propriétés d’atténuation des ondes transversales. Les constantes d’élasticité sont déduites des vitesses ultrasonores à partir d’un processus d’optimisation basé sur la résolution de problème inverse. Nous avons montré les potentialités d’algorithmes d’optimisation globaux tels que les algorithmes génétiques moins susceptibles de converger vers des minima locaux de la fonction à minimiser. Les résultats obtenus à partir des mesures expérimentales sont en accord avec la littérature. Des résultats de l’atténuation des ondes longitudinales et transversales par décomposition du faisceau en spectre d’ondes planes sont présentés. / In industry, to limit the number of experimental models in R&D projects, to better understand and to well interpret the complex ultrasonic phenomena observed du ring controls on site, simulations of ultrasonic controls are carried out. These simulations are all the more realistic as the description of structures to control is accurate, especially in terms of elastic constants, and intrinsic attenuation. The objectives of this study are firstly to improve knowledge about the influence of the metallurgical properties of anisotropie and heterogeneous materials on the ultrasonic propagation and secondly the performance of the computation codes (software ATHENA EDF) which need to have the relevant inputs, particularly as regards the elastic constants and ultrasonic attenuation. This study is dedicated to the characterization of coarse materials such as austenitic-ferritic steel centrifugally cast and the welding in steel austenitic stainless or in alloy nickel-based. A unique experimental system for measuring the elastic constants and attenuation at oblique incidence has been developed. The strong point of this device is that it can work beyond the longitudinal critical angle and thus to measure the attenuation properties of transversal waves. The elastic constants are deduced from ultrasonic speed from an optimization process based on the resolution of Inverse problems. We have shown the potential of global optimization algorithms such as genetic algorithms Jess likely to converge to local minima of the function to minimize. The results obtained from experimental measurements are in agreement with literature. Results of the attenuation of the longitudinal and transverse waves by beam decomposition into spectrum of plane waves are represented.

La thèse a mis en œuvre deux méthodes inverses pour l’évaluation non destructive d’un milieu multicouche anisotrope : la microscopie acoustique et les courants de Foucault. Pour la microscopie acoustique, nous avons adapté un modèle de propagation de l'onde acoustique dans un milieu multicouche, en calculant les coefficients de réflexion et de transmission d’un revêtement multicouche sur un substrat et en modélisant la réponse acoustique V(z) propre à la microscopie acoustique. Une méthode inverse utilisant l’algorithme de Levenberg-Marquardt donne accès à l’épaisseur, au module de Young et à la densité du revêtement. Pour les courants de Foucault, une méthode inverse similaire basée sur le formalisme de Tree a été mise au point, qui donne accès à l’épaisseur, à la conductivité électrique et à la perméabilité magnétique du revêtement. Après des vérifications de l’algorithme sur des matériaux massifs de référence, nous avons appliqué ces méthodes à un métal revêtu pour tuyauteries de centrale thermique : de l’acier inoxydable austénitique type 304 revêtu par pulvérisation thermique de superalliage Hastelloy C22 à base de nickel. La corrosion sèche sous l’effet des gaz chauds (air contenant du gaz SO2) amincit graduellement la paroi des tubes, ce qui peut les rendre dangereux. Il a fallu tenir compte de l’effet du grenaillage préalable à la pulvérisation, qui crée une mince couche de martensite à laquelle les courants de Foucault sont très sensibles : un modèle à trois couches substrat / martensite / revêtement a été utilisé. Nous avons caractérisé des échantillons de métal avant et après exposition à l’air avec ou sans SO2 à 650°C. Les deux méthodes d’évaluation non destructive permettent une détermination très satisfaisante de l’épaisseur de revêtement et se complètent bien. L’évaluation des caractéristiques physiques (acoustiques et électromagnétiques) met en évidence des hétérogénités du revêtement liées à son mode d’élaboration et des évolutions au cours du temps. Des pistes d’amélioration des méthodes sont proposées. / In the current work, we investigate the nondestructive evaluation of a thermal sprayed coating (Hastelloy C22 Ni-based alloy) on substrate (type 304 austenitic stainless steel) using acoustic microscopy and ECT method. Two models were built for the evaluation of this kind of material: one is for acoustic V(z) measurement and the other is for swept eddy current measurement. The implementation of these two models is used for the evaluation and properties measurement of the thermal sprayed coatings, such as elastic properties, electromagnetic properties. In particular, the main achievements and results are as follows: 1. Acoustic wave propagation in an anisotropic multilayered medium was investigated. The formula for calculating the reflection and transmission coefficients of the multilayered medium on or without a substrate were derived, which is necessary for the modeling of acoustic V(z) measurement of the thermal sprayed coating on substrate. 2. A model was built for the acoustic V(z) measurement of the thermal sprayed coatings on substrate, which can deal with anisotropic multilayered media. Specifically, we used a model of multilayered coatings with graded properties on substrate to calculate the acoustic reflection coefficient of our sample. Treating the thermal sprayed coating, deposited on a 304 steel substrate, as FGMs, we evaluated the coating thickness and the Young’s modulus evolution along the depth of the coating. 3. A model was built for the swept eddy current measurement of the thermal sprayed coatings. Since before the spraying process, the surface of the substrate is usually shot-peened (SP), the coated material is considered as a three-layer medium. The coating thickness and electromagnetic properties of each of the 3 layers were determined by an effective reverse process. 4. The thermal sprayed coated material after exposure in different conditions, i.e., as-received, heat-treated in air and heat-treated in SO2 environment, and after different exposure time was evaluated by the integrity of acoustic microscopy and ECT method. The coating thickness and the electromagnetic properties of the coated material under different conditions were measured.