一种球铁件射线检测疑似缺陷影像的探讨.pdfVIP

设计研究 铁道机车车辆_T-人 第2期2011年2月 文章编号：1007—6042(2011)02—0010—03 一 种球铁件射线检测疑似缺陷影像的探讨 郑小康 钱政平 章文显 刘仕远 陈小华 (南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司 江苏 常州 ：213011) 摘 要 ：在球墨铸铁件的射线检测中，发现 了一种 阴影 图像 ，与疏松影像具有一 定的相似性 ，但经渗透检测 、金相分析发现铸件 内部并非疏松 缺陷，而是 由于铸 件 内部组织的石 墨状态不 同导致。 关键词：球 墨铸铁 ；射 线检测 ；疏松 ；石墨 ；衰减 中图分类号 ：TL84 文献标识码 ：B 1 问题 的提 出 对于球墨铸铁件的内部缺陷，一般采用射线方法进行检测。当射线人 射到工件时 ，射线的光子将与工件的物质原子发生一系列相互作用，发生衰 减。被透射物的材质 、厚度 、密度不同，射线衰减的程度不同，穿透物体后的 强度也就不同。在射线照相检测过程中，穿透：【件后射线强度的不同反映 在底片J-，产生 厂底片黑度的差异 。例如，工件局部区域存在缺陷，它改变 _r1L件对射线的衰减，在底片上出现黑色阴影，以记录缺陷。 在．次球铁件射线检测 中，发现底片j一出现了一些 阴影图像 ，类似于疏 松缺陷影像 ，但是与背景的黑度差比一般疏松缺陷影像与背景的黑度差小 ， 彤貌与疏松影像也存在一定的差别 ，如图 1、图2所示。 图 1 疑似缺陷影像 图2 普通疏松缺陷影像 2 原因分析 2．1 渗透检测 一 lO — 设计研究 铁道机车车辆工人 第2期2011年2月 出现疑似缺陷影像的区域位于球铁件的 101／1rll薄壁处 ，该区域为热侧 冒口的冒口颈处 ，冒口尺寸为 10mm×50mm，该 区域铸件组织状态与其他 处存在一定的不同。取两个存在同样 问题的铸件 ，首先找到射线检测有阴 影的部位 ，在实物上作标记 ，分别进行纵 向和横 向切片，并对所切片状样件 两侧表面实施着色渗透检测，并未发现缺陷痕迹显示。由此可以判定，该阴 影不是由疏松缺陷产生，如图3、图4所示。 图 3 切 片渗透检测结果 图 4 一般疏松缺陷渗透检测结 果 2．2 金相分析 对纵向切片进行金相 (X25)分析 ，发现纵向分布方向金相存在 明显的 分界线 (见图5)，并且与底片上阴影部位有很好的吻合 。对纵向切片进行 金相 (X100)分析，发现非阴影区域金相 良好 ，石墨球细小 、圆整 ，石墨球数 量多(见图6)；阴影区域金相照片中主要是一些 中间状石墨和碎块状石墨 ， 外加少量球状石墨，石墨球数量少，如图7所示。 图6非阴影 区域金相 ×1O0 图7阴影 区域金相 ×100 设计研 究 铁道机车车辆工人 第2期2011年2月 结合射线检测 、渗透检测和金相分析结果可知 ，此疑似缺陷影像并非疏 松缺陷，而是由于石墨情况不一样导致的，材料组织情况不同使得射线的衰 减程度不一致，形成 了底片上的影像。进一步研究发现 ，疑似缺陷影像位置 为热侧 冒口的冒口颈处。浇注后 ，此处凝 固速度慢，热侧 冒口颈处属于热集 中区，热学过冷度低 ，石墨与奥 氏体的相关性 由非偶合过渡到松散偶合状 态。松散偶合不像片墨那种紧密的共生关系 ，而是在石墨的周 围存在不易 凝固的液态区域，为7了墨分枝生长提供空问，使石墨有可能在一次分枝上进 行再分枝 ；使小角分叉变为大角度分枝 ，破坏了球形晶的生长条件 ，所以最 终石墨生长成了中问状石墨，甚至碎块状石墨 ，如图8所示。 锅 辨块状 图8 碎块状石墨的生长模型 3 工艺改进 以及效果 向铸造人员反馈了检测信息以及分析结果 ，铸造人员在随后的浇铸过 程中取消此处热侧冒口，改用冷铁 。随后，连续射线检测 了一批采用新工艺 后生产的铸件，未再发现