《超声检测应》ppt课件

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1、2-2-4超声检测应用(1)锻件检测锻件中缺陷大致分为由铸锭中缺陷引起的和锻造过程中所产生的两种类型，常见缺陷如下。A缩孔铸锭冷却收缩时形成的孔洞，锻造前切头量不足而残留下来，常见于轴类锻件一端、并位于横截面中心，具有较大的体积和轴向长度。B缩松铸锭冷却收缩时形成不致密和小孔穴，单个尺寸很小，呈弥散分布，当锻件锻压比不足时未能焊合，这种缺陷一般也在锻件中心。C夹杂物根据其来源和牲质可分为：内在非金属夹杂物、外来非金属夹杂物和金属夹杂物。内在非金属夹杂物尺寸较小，常被钢液漂浮、位于钢锭的最后凝固区域。外来非金属夹杂物尺寸较大，位置不固定。D裂纹裂纹种类

2、甚多，形成的原因不一，有的是缩孔残余在锻造时扩大而形成的裂纹，有的是锻造加热不当或工艺不当(如加热温度过高，加热速度过快，变形不均匀等)而形成的裂纹。有的是热处理过程中形成的裂纹，如淬火时加热温度过高，使钢的组织粗大，淬火时可能产生裂纹。冷却不当也容易引起开裂，淬火后不及时回火或回火不妥也产生裂纹，甚至在严重时会自行炸裂。锻件的超声波检测，可分为早期检测、验收检测和维护性检测3种。早期检测，是在锻坯经粗加工后，全面或在容易产生缺陷的部位上进行。验收性检测，是在加工、热处理后全面进行。维护性检测，是工件使用运行一定时间后，定期在应力最大部位上进行。出于

3、锻件在使用过程中一般所承担的负荷都很高，因此对探伤要求比较严格。为了确保探头和工件表面接触良好，被探表面最好经过机械加工，使表面粗糙度达到要求。如不能进行机械加工，工件的被检表面也应该用砂轮或其它工具打磨，除掉表面的氧化皮、油污、锈蚀和斑痕等不利于超声检测的障碍物。在锻件超声检测中，发现缺陷的能力与缺陷在工件中的取向关系极大，在检测前必须熟悉锻件的加工艺，分析缺陷在锻件中存在的形式，并选取最佳探测面。一般锻件中的缺陷方向与锻压方向垂直，对于轴类锻件主要以圆周方向探测为主，必要时也可从两端面探测。对于方形锻件，必须在互为90o的两个面上进行探测。大型锻

4、件的最佳探测面与锻压方向的关系如图所示。大型锻件在热处理前由于晶粒粗大，只能采用频率为0.5～1MHz的探头检测，而淬火、回火后则可用2～5MHz频率。国内常用的检测频率是2.5MHz，国外常用的为2～2.5MHz。用得最广泛的探伤方法是纵波脉冲反射法，必要时对径向缺陷也可用斜探头作横波检测。对于加工中的锻件，应在尚为简单形状时进行主要的检测工作，也即在切削出轮廓、沟槽加工和多道加工等工序前进行检测。锻件中最常见的缺陷是非金属夹杂与裂纹，这两种缺陷在检测中仅用反射波高度和缺陷深度指示比较难以区分，还必须从移动探头时得到的图形变化来补充。夹杂物一般位于

5、锻件中心部位或环状部位，其波型大多表现为数量很多、大小不一的密集反射波。裂纹一般更规则、更分散，其大小比非金属夹杂物均匀，而且与锻造方向有关。与夹杂物相比，裂纹反射波间的基线明显地分开。裂纹区的反射波衰减显著，为了使差异更明显，有时采用5MHz频率。轴类锻件、运转时转速很高，承受较大载荷的如发动机主轴、汽轮机及发电机的转子轴以及柴油机曲轴等。为保证轴类锻能正常工作，必须用超声检测其内部缺陷，所用频率通常为2.5MHz，用直探头在轴的圆周上进行检测，可有效地检测轴的内部缺陷。当用斜探头在圆周方向检测时，可以有效地发现径向缺陷，特别是接近轴表面的裂纹。为

6、了便于维护检测，常用直探头在轴的端面探测，但有时要配合小角度纵波探头，可以取得较满意的结果。大型锻件生产工序多，周期长，如能用毛面探伤判定其成废，则可节约大量机加工工时和及早重新投料。若能查明其规律和性质，及时采取措施，以便在以后的加工中去掉这些缺陷，及时挽救有缺陷的产品，则有很大意义。锻件毛面探伤的困难在于表面有较厚的氧化皮和表面粗糙度已超过声波波长，造成超声散射。解决的办法是采用非接触的电磁超声检测或采用低频和大直径聚焦声束法。(2)铸件检测铸件缺陷大多是在凝固过程不同阶段产生，在凝固时从金属液中排出的气体以及从铸型中发生的气体进入铸件形成针孔和

7、气孔。针孔和气孔一般都发生在其吸附物或发生源附近，也有是因浇注不善引起的。金属凝固时，由于收缩会形成缩孔和缩松，缩孔是因金属液不能充分补充而产生的。缩松是分散的缩孔，在工件中表现为多孔性疏松部分。砂眼与渣眼大多是由于浇注系统设计不当形成的，砂型不均匀、浇注时除渣不够、操作不当等也都可能形成砂眼或渣眼。铸件各部分冷却速度不同，其热应力超过材料强度时铸件产生裂纹，裂纹发生在应力最大的部位，可能在表面，也可能在内部。与锻件相比，铸件内部晶粒一般比较粗大，组织不均匀、不致密。所以超声波在铸件中传播时衰减比较大，穿透性能较差。由于粗大晶粒对超声波的散射作用，在

8、荧光屏上会出观很多杂乱的晶界反射。铸件的铸态表面比较粗糙，不容易得到良好的声耦合，因此铸件的检测灵敏度比较低