高合金铸钢件超声波检测及波形识别.pdf

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1、2016年第6期铸造设备与工艺兰Q!鱼堡!兰旦塑型堕旦垦羔垦Q堕!里堕垦塑!垒盥望里垦丛堕Q塑曼羔望!!：兰Q!鱼些·应用研究·doi：10．166660．cnki．issnl004—6178．2016．06．013高合金铸钢件超声波检测及波形识别拓凌玺，李飞。李磊，苏星星(共享铸钢有限公司，宁夏银川750021)摘要：对高舍金铸钢件超声波检测的方法、典型缺陷及实际检测中缺陷波形的特征，进行了总结，可供同行参考。关键词：高合金；超声波检测；铸钢件；缺陷波形中图分类号：TG247文献标识码：A文章编号：1674—6694(2016)06—0041—03UltrasonicTes

2、tandWaveformRecognitionforHighAHoySteelCastingDefectsTALing-xi，LIFei，LILei，SUXing-xing(KocelSteelFoundryCO．，LTD．，YinchuanNingxia750021，China)Abstract：Thepaperreviewsultrasonictestmethods，typicaldefectsandcharacteristicsofdefectswaveformduringpracticaldetectionforsteelcasting，whichmayprovide

3、areferenceforothercounterparts，Keywords：highalloy，ultrasonictesting，steelcasting，defectwaveform随着国家对能源设备质量要求越来越高，国家质量以及行业标准要求，能源设备必须进行超声检测以保证质量安全。本文主要介绍与能源设备有关的高合金铸钢件的不同缺陷所对应的超声波形特征。在材料学领域中规定：钢铁中只要有一种合金元素的含量在lO％I)X上的合金钢就被称为高合金钢。超声检测主要是基于超声波在工件中的传播特性以及在遇到声阻抗不同的两种介质分界面时会发生反射n，从而可以检测出缺陷。超声波以耦合

4、剂为中介进入铸钢件内部，如果遇到工件内的缺陷(如裂纹、气孔、夹渣等)其声阻抗会发生变化，从而使超声波的传播方向和特征被改变，改变后的超声波通过检测设备被接收并对其进行处理和分析。检测人员可以根据回波的特征，评估工件内部是否存在缺陷以及缺陷危害程度，同时可以结合铸造工艺对缺陷的大小、位置和性质做进一步判断。1高合金铸钢件常规缺陷的来源高合金铸钢件的常规缺陷主要分为5大类，分别是：缩松、缩孔、裂纹(热裂和冷裂)、夹渣、以及气收稿日期：2016—07—07作者简介：拓凌玺(1979一)，男，助理工程师，主要从事无损检测及研究工作。孔等。裂纹分为热裂与冷裂两大类，两者的主要区别就是裂

5、纹出现时机不同。热裂主要发生在工件凝固后期，而冷裂是在铸造过程中产生的。经过大量实验发现高合金铸钢件相对碳钢来说后期更容易出现冷裂现象。缩松是铸钢件内外表面存在的一种大量的密集且分散的小缩孔，缩孔处晶粒粗大，超声底波损失严重。形成的原因：主要是液态合金充满模型腔后，最外层液态合金向模型壁散热较快，因此外壁合金很快凝固。铸钢件最后凝固的地方，温度差异几乎没有，所有液态合金几乎同时凝固，因而各处液态合金收缩得不到外部补偿，各晶粒之间就形成了许多密集小孔洞。这些缺陷常发生在铸件内浇道附近、冒口根部、厚大部位以及铸件大截面或铸件截面结构发生变化的部位。缩孔集中在铸件上部和最后凝固的部

6、位，通常隐藏在在铸件内，有时缩孔也会出现在在铸件的上表面，呈明显凹坑。缩孔的特征是：形状不规则，多数近于倒圆锥形，内表面粗糙[21。夹杂主要来源于两个方面：第一，钢水的纯净度以及返回料的比例；第二，模型中型砂表面强度及型腔的干净程度。气孑L的形成原因是：①模具排气系统设计不良，导致气体不能顺利排出。②模型上的涂料性能·41·Dec．2016N06铸造设备与工艺2016年第6期不好，本身排气性不佳甚至自身挥发出气体，导致成形后内部存在气孔。我们只有了解了高合金铸钢件缺陷产生的原因，才能更好地通过超声波形判定缺陷种类以及危害程度。2铸钢件超声检测方案当量法是超声波检测铸件缺陷时常

7、用的方法，根据行业标准及客户对产品的质量要求来确定当量。根据缺陷定量方法，当量法可以分为当量试块比较法、当量计算法和当量AVG曲线法三种。1)当量试块比较法是利用加工有人工缺陷的标准试块，通过人工缺陷波高与被检缺陷波高的比对，用实测方法完成对缺陷的定量。2)当量计算法利用缺陷波高与人工缺陷波高的差异，通过计算完成对缺陷的定量，定量当量计算可以利用平底孔与平底孔的换算，也可以利用平底孔与大平底的换算。3)当量AVG曲线法综合了当量试块比较法和当量计算法，通过图表的方法完成对缺陷的定量。2．1距离波幅曲线法