锻件与铸件超声检测

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1、第8章锻件与铸件超声检测8.1锻件超声检测8.1.1锻件加工及常见缺陷锻压过程：加热、形变、冷却。锻造方式：镦粗、拔长、滚压。热处理：正火、退火或调质。缺陷来源：铸锭中缺陷引起的缺陷；锻造过程及热处理中产生的缺陷。常见缺陷：缩孔、缩松、夹杂物、裂纹、折叠、白点。缺陷特点：与形成过程有关。除裂纹外，多数缺陷常常是沿金属流线方向分布。锻件金相低倍图锻件金相低倍图8.1.2检测方法概述检测方法：采用接触法或水浸法。可应用较高的检测频率，以满足高分辨力检测要求和实现对较小尺寸缺陷检测的目的。声束入射面和入射方向选择：考虑锻造变形工艺和流线方向，应尽可能使超声声束方向与锻造流线

2、方向垂直。检测时机：原则上应选择在热处理后，冲孔、开槽等精加工之前进行。检测技术：纵波直入射检测、纵波斜入射检测、横波检测。1.轴类锻件的检测方法锻造工艺以拔长为主，缺陷取向大部分与轴线平行，并会有其他的分布及取向。检测方法：（1）直探头径向和轴向检测；（2）斜探头周向及轴向检测。2.饼类、碗类锻件的检测锻造工艺以镦粗为主，缺陷取向以平行于端面分布为主。检测方法：用直探头在端面检测。对于重要件或厚度大的锻件，应从两个端面进行检测，有时需从外圆面进行径向检测。3.筒形或环形锻件的检测锻造工艺是先镦粗，后冲孔，再滚压。缺陷的取向复杂。检测方法：（1）直探头从筒体外圆面或端

3、面检测；（2）双晶探头从筒体外圆面或端面检测；（3）斜探头轴向和周向检测。8.1.3检测条件的选择1.探头的选择纵波直入射法选用单晶直探头，频率和晶片尺寸与被检材料有关。单晶直探头：a.低碳钢或低合金钢：检测频率2～5MHz，晶片尺寸Φ14mm～Φ25mm。b.奥氏体钢：检测频率0.2～2MHz，晶片尺寸Φ14mm～Φ30mm。双晶探头：频率5MHz。横波斜探头：折射角K=1.0。2.耦合选择检测面要求：表面粗糙度Ra≤６.３μm，表面平整均匀，无划伤、油垢、污物、氧化皮、油漆等。耦合损失补偿：在试块上调节检测灵敏度时，注意补偿试块与工件之间因曲率半径和表面粗糙度不同

4、引起的耦合损失。耦合剂：常用机油、糨糊、甘油等，表面较粗糙时选用黏度更大的水玻璃。水浸法检测，对表面粗糙度的要求低于接触法。３.纵波直入射法检测面的选择原则上应从两个相互垂直的方向进行检测。并尽可能地检测到锻件的全体积。４.材质衰减系数的测定参见６.４.１节４.５.试块选择根据探头和检测面的情况选择试块。单晶直探头检测：采用CSⅠ标准试块；双晶直探头检测：工件检测距离小于45mm时，采用CSⅡ标准试块。曲面检测面：采用CSⅢ标准试块测定因曲率不同引起的耦合损失。8.1.4扫描速度和灵敏度的调节1.扫描速度的调节在试块上或在锻件上已知尺寸的部位上调节扫描速度。2.检测灵

5、敏度的调节扫查灵敏度不低于最大检测距离处的Φ2mm平底孔当量直径。（1）底波调节法应用条件:锻件的被探部位厚度x≥3N，且具有平行底面或圆柱曲底面。1）计算：a.大平底或实心圆柱体底面，同距离处底波与平底孔回波的分贝差为：b.空心圆柱体，同距离处圆柱曲底面与平底孔回波分贝差为：2）基准灵敏度的调节：探头对准完好区的底面，调“增益”使底波B1达到基准高，然后用“衰减器”增益ΔdB。扫查灵敏度:在基准灵敏度的基础上提高5～10dB。（2）试块调试法1）单直探头检测当锻件的厚度x＜3N或由于几何形状所限或底面粗糙时，根据检测要求选择相应的平底孔试块（CSⅠ、CSⅡ）调节检测

6、灵敏度。调节“增益”将试块平底孔的最大回波达到基准高。注意：当试块表面形状、粗糙度与锻件不同时，需进行耦合补偿。当试块与工件的材质相差较大时，还应考虑介质衰减补偿。2）双晶直探头检测根据检测要求选择相应的平底孔试块（CSⅡ），测试一组距离不同直径相同的平底孔距离——波幅曲线，作为检测灵敏度。8.1.5缺陷位置和大小的测定1.缺陷位置的测定平面位置为探头中心处，缺陷深度xf为：xf＝nτf2.缺陷大小的测定（1）当量法：缺陷尺寸小于声束截面。a.当量计算法、当量AVG曲线法：缺陷位于x≥3N区域内；b.试块比较法：缺陷位于x＜3N区域内。（2）测长法：缺陷尺寸大于声束截

7、面。a.6dB法：扫查过程中缺陷反射波只有一个高点情况；b.端点6dB法：扫查过程中缺陷反射波有多个高点情况。缺陷的指示长度:平面工件检测中，缺陷测长时，探头移动距离。圆柱体工件的周向检测：外圆周向测长时，缺陷的指示长度Lf为：内孔周向测长时，缺陷的指示长度Lf为：（3）底波高度法：确定缺陷的相对大小。8.1.6缺陷回波的判断1.单个缺陷单个缺陷：指与邻近缺陷间距大于50mm，回波高不小于Φ2mm的缺陷。缺陷的位置和大小测定：当缺陷较小时，用当量法定量，当缺陷较大时，用6dB法测定其边界与面积范围。单个缺陷类型：夹杂、裂纹等2.分散缺陷分散缺陷：工件