铸件和锻件的超声波探伤方法应用

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1、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。缩孔和缩管是锻锭时，因冒口切除不当，铸模设计不良以及锻造条件（温度、浇注速度、浇注方法、熔炼方法等）不良所产生的缩孔没有被锻合而遗留下来的缺陷，是由于锻造时切头留量不足残留下来的，多见于锻件端部，故也称缩孔残余。非金属夹杂物是由熔烧不良及铸锭不良，混进硫化物和氧化物等非金属夹杂物，或者混进耐火材料等造成的缺陷。疏松是由钢锭凝

2、固时形成的不致密和孔穴，锻造时锻压比不够未全熔合造成，主要存在于钢锭中心及头部。铸造引起裂纹主要是指锻钢件表面上出现的较浅的龟状表面缺陷也称龟裂，是由于原材料成份不当，表面状况不好，加热温度和加热时间不合适等原因产生。锻造缺陷：折叠、白点、裂纹等。锻造裂纹可出现在工件中不同位置，可由缩孔残余在锻造时扩大产生，表面下气泡锻造产生，柱状晶粗大引起，轴芯晶间裂纹锻造时引起，非金属夹杂物引起，锻造加热不当引起，锻造变形不当引起，经锻温度过低等原因引起。白点是因钢中含氢量较高时由锻造过程中残余应力热加工后的相变应力和热应力等原因产

3、生，是一种细微的氢裂纹，在白点纵向断口上呈银白色的园点或椭圆形斑点，故称白点。热处理缺陷：裂纹。由热处理工艺参数不良引起。二、探伤方法概述轴类锻件探伤①纵波（直探头）可在轴的园周方向和轴端部探测。当轴很长时在轴端部方向一般不查只在轴园周方向查。带中心孔锻件只在轴园周方向探。②横波斜探头：不般周向不查。周向检测应顺、逆时针二个方向探。△但只能探外表面附近部分内部探测不到。轴向检测应正、反二个方向检测可探测锻件全体，且至少探测园周方向180°范围。2.具有平行平面和园盘形饼类锻件。具有平行平面锻件和饼型锻件采用纵波在两个平行

4、面探测，当厚度较大时也可在锻件厚度方向侧面探测。3.碗型锻件：采用纵波检验，探头可置于碗形锻件内部或外部探测。4.筒型锻件。纵波：单探头探测时，探头置于筒形锻件外园面、内园面和端部探测。三、探测条件选择1.探头选择：频率：双晶直探头为5MHZ，单晶直探头为2MHZ～5MHZ，对晶粒粗大锻件可适当降低频率，可用1～2.5MHZ。晶片尺寸：Ф14～25mm，常用Ф20mm。双晶直探头——检测近表面缺陷。探头晶片面积不小于150mm2。斜探头——晶片面积为140mm2～400mm2，频率为2.5MHZ。探测与表面垂直缺陷宜用K

5、1（45°），必要时用60°～70°相当于K2。2.表面要求与耦合剂：表面要求：检测面表面要求平整，最好经机加工，表面粗糙度Ra应小于6.3μm，□工件表面应去除氧化皮、污物等附着物。耦合剂：机油、浆糊、甘油等。3.扫查方式：——互相垂直两个方向100%扫查直探头双晶直探头斜探头：周向、轴向各正、反二个方向。扫查复盖面积探头直径尺寸15%。扫查速度≤150mm/s。——互相垂直两个方向4.材质衰减测定在锻件上选定三处有代表性部位（完好部位）测出第一次底波B1和第二次底波B2的波高分界值。则这里X≥3N，为单程声程（厚度或

6、直径）这里X<3N，且满足5.试块①纵波直探头：□JB/T4730-2005标准规定CSⅠ型标准试块。②双晶直探头试块：JB/T4730-2005标准规定CSⅡ型标准试块。适用距离为深度小于45mm。③探测曲面工件时，应使用曲面试块，曲面试块为JB/T4730-2005标准规定的CSⅢ型试块曲率R与工件曲率关系为：JB/T4730-2005规定试块曲率半径R为工件曲率半径的0.9～1.5倍。GB/T6420-91标准规定工件曲率半径为试块曲率半径R的0.7～1.1倍。6.探伤时机：热处理后，槽、孔、台阶等机加工前。如热处

7、理前检验（对锻件形状不合适热处理后检验的），则在热处理后仍要再进行检测。四、扫描速度和灵敏度调节(一)扫描线比例调节纵波直探头：①试块上调节：要求试块材质和工件相同或相近。扫描比例要求第一次工件底波在水平满刻度80%左右。②利用工件调节：可利用工件上二个已知厚度值部位调节。如某实心轴直径400mm，轴劲部位直径为200mm，则分别将轴身和轴劲部位底波调在4格和8格，每格水平距离代表50mm。Δ也可用二次底波B1和B2调。工件只有一个厚度，如某饼型锻件厚300mm，直径很大，可利用始波T和B1调（但不太准）因T对零，B1对

8、某刻度，如8格，此时忽略了探头中引起混响和保护膜引起的延迟，严格说调好后始波不在零位，而是略后左移。双晶直探头：可在JB/T4730-2005双晶直探头标准试块上调节，使始波对零，深45mm平底孔在第8格以内。横波斜探头：以横孔试块按深度比例调节。（二）探伤灵敏度JB/T4730-2005：不低于最大检测距离Ф2m