第六章 锻件与铸件超声波探伤.ppt

第六章 锻件与铸件超声波探伤 第一节 锻件超声波探伤 一、锻件加工及常见缺陷： 加工：由热态钢锭经锻压而成。 为改善锻件组织性能，锻后要进行正火，退火或调质等热处理。 缺陷：铸造缺陷：缩孔残余、疏松、夹杂、裂纹等。 2）探头在A、B两区内检测时，缺陷波的动态情况很相似，都有一最大值。而当探头沿周向左右移动时，缺陷波均逐渐降低，直至消失。一般情况下B区波幅要比A区稍低些。 无论是0dRtgθ的情况还是dRtgθ的情况，由缺陷波所表明的深度可以估计体积性缺陷沿径向的厚度。例如：在dRtgθ的情况下，如果缺陷波具有最大深度和最小深度时的探头位置处在实心轴圆周的两个相对位置上，即相差 180°，而且两缺陷波所显示的深度之和又恰恰等于被检轴直径的大小，此时即表明： 缺陷本身的厚度不大；如果两缺陷波所显示的深度之和小于被检轴的直径，那末期差值即可被认为是缺陷本身的厚度。在实际探伤过程中，一个正确的结论还应根据波形的变化，波形的数量，判定是单个缺陷还是多个缺陷以后才能作出上述决定。 通过上述对图示的分析，可以定性地理解锻件中缺陷存在的形式与探伤时缺陷波表现形式之间的一些联系。一般认为：探伤时荧光屏上出现了游动波形，则表明锻件中可能存在有危险性缺陷，例如中心孔上的径向裂纹，因此必须引起重视。然而，在判定时，还必须认真分析波形的变化规律，游动的距离，与底波的关系以及最大缺陷波显示的位置等等，综合考虑后才能得出正确的结论。 5. 底面回波 1.底波消失，缺陷很高或缺陷波出现多次反射，大多为与探测面平行的大面积缺陷，如缩孔、夹层、大裂纹等。 2.底波消失或很低，缺陷波很低或无缺陷，可能是靠近探测面很近的大面积缺陷，或与探测面倾斜的大缺陷。 3.出现密集的互相此起彼落的缺陷回波。底波明显下降或消失为密集缺陷，如缺陷面积远大于声束截面，当量非常小，底波降低不多，大多为金属夹杂物。 如缺陷波密集，面积成片，缺陷波当量较大，底波下降很快，大多为白点。 4.JB/T4730-2005中，底面回波订到标准中，术语和定义第3.17条规定：靠近缺陷处的无缺陷完好区内第一次底波幅度BG与缺陷区域内的第一次底波幅度BF之比用声压级（dB）值表示，即BG/BF（dB）来评定锻件质量等级。 6. 几种典型缺陷波型 ①缩孔和缩管 缩孔和缩管都是在浇注钢锭的过程中形成的。当液体金属注入钢锭模后，其凝固过程是从四周向中心，由底部向上部逐渐进行的，同时发生体积收缩。 如果在冷却过程中不能随时补充液体金属，那么将在最后凝固的钢锭上部冒口部位形成空洞，空洞一般呈嗽叭口状，此空洞即称缩孔。当缩孔比较严重，具有较大的长度时，又称为缩管。 用超声波检查锻件中的缩孔，已不是它的原始形态，而是在锻造后未完全切除的残余缩孔。因此位置都处于冒口端的锻件中心部位，从一端向锻件内部延伸。在锻造时随着金属的延伸而被拉长，有时在锻件中可长达2米之多。 用超声波检查时，反射信号很强，并且轴向连续存在。当缩孔较大时，底波有严重的衰减甚至消失。 ②疏松 疏松形成的机理和缩孔相同，也是由于金属在凝固过程中因体积的收缩而造成的。所谓疏松，其本质就是固态金属的多孔或不致密。与形成缩孔原因所不同的就是冷凝速度的差别。当冷凝速度快时，金属便不能产生集中的体积收缩，因而形成了弥散的多孔性。在铸造过程中，往往疏松伴随缩孔同时存在。 经锻造之后，往往疏松情况能够得到不同程度的改善。图6-6示出了锻件中的疏松及探伤波形。 ③夹杂物 材料中的夹杂物种类很多，但按其来源大体上可分为两类 ㈠内在夹杂物 材料在冶炼、浇铸过程中，由于内部各成分间或金属与炉气、容器等接触所引起的化学反应而形成的产物。这类夹杂物颗粒非常小，而且呈弥散分布，一般超声波较难发现。但在浇注时由于这类夹杂物和金属的熔点不同，在冷凝过程中将集中于钢锭中心或钢锭的某些区域内，这种现象称为区域偏析。 在锻件中最常见的偏析区有两种：一种是密集于锻件中心部位，称为中心夹杂物；一种是离开锻件的中心部位，而呈方锥形，称方形偏析。 按偏析区出现的部位不同，从钢锭的纵剖面看又可分为：（1）出现在钢锭上部的“V型偏析”；（2）出现在钢锭下部的“^型偏析”。 在偏析区中由于夹杂物过于集中，颗粒较大，对于这类缺陷超声波探伤有时是能够发现的。 对于中心夹杂物，缺陷反射信号在荧光屏上相对于锻件的中心位置呈丛状波形，如图6-7所示。缺陷当量一般均不太大，最大约为Φ3、Φ4左右。 对于方形偏析，缺陷的反射信号在荧光屏上将出现以中心对称的两丛波形，如图6-8所示。 ㈡外来夹杂物 这种夹杂物一般是从炼钢炉、钢包或其它设备上掉下来的耐火材料。这种夹杂物体积较大，虽然在锻造时，有可能被粉碎成较小颗粒或压成薄片状。但这类缺陷仍很容易被超声波探伤所发现。这种缺陷