锻件、铸件超声波探伤应用技术

大型铸件和锻件在机床制造、汽车制造、造船、电站、兵器工业、钢铁制造等领域发挥着重要作用。作为非常重要的零部件,其体积和重量较大,技术和加工也比较复杂。该工艺通常在熔炼钢锭后使用,锻造或重新熔炼铸造,通过高频加热机获得所需的形状尺寸和技术要求,以满足其使用条件的需要。由于其加工工艺特点,铸锻件超声波探伤有一定的应用技巧。
一、铸件超声波探伤
由于铸件晶粒粗大、透声性差、信噪比低,当高频声能的声束在铸件内传播时,遇到内部缺陷时,利用高频声能很难检测出缺陷。表面或缺陷,发现缺陷。反射的声能的量是内表面或缺陷的方向性和特性以及这种反射体的声阻抗的函数。因此,可以利用各种缺陷或内表面的反射声能来检测缺陷的位置、壁厚或表面下缺陷的深度。超声波检测作为一种广泛应用的无损检测手段,其主要优点是:检测灵敏度高,可检测细微裂纹;具有较大的穿透能力,可检测厚断面铸件。其主要局限性在于:轮廓尺寸复杂、方向性差的断线缺陷反射波形难以判读;不需要的内部结构,例如晶粒尺寸、微观结构、孔隙率、夹杂物含量或细小的分散沉淀物,也会阻碍波形解释。此外,还需要参考标准试块。

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2、锻件超声波探伤
(1)锻造加工以及常见缺陷
锻件由热钢锭制成锻造。这锻造工艺包括加热、变形和冷却。锻件缺陷可分为铸造缺陷、锻造缺陷以及热处理缺陷。铸造缺陷主要有缩松残留、疏松、夹杂、裂纹等。锻造缺陷主要有折叠、白斑、裂纹等。热处理的主要缺陷是裂纹。
缩孔残留是钢锭在锻造时头部不够时残留的缩孔,多见于锻件的尾部。
疏松是钢锭凝固收缩形成的不致密而孔洞,锻造时由于锻造比不足而未充分溶解,主要发生在钢锭中心和头部。e
夹杂物有内部夹杂物、外部非金属夹杂物和金属夹杂物。内部夹杂物主要集中在铸锭的中心和头部。
裂纹包括铸造裂纹、锻造裂纹和热处理裂纹。奥氏体钢的晶间裂纹是由铸造引起的。锻造和热处理不当会在锻件表面或心部形成裂纹。
白点是锻件含氢量高,锻后冷却过快,钢中溶解的氢来不及逸出,导致应力过大而引起开裂。白点主要集中在锻件大截面的中心。白点在钢材中总是成群出现。* x- H9 [:
(2)探伤方法概述
根据探伤时间分类,锻件探伤可分为原材料探伤及制造过程探伤、产品检验和在役检验。
对原材料和制造过程进行缺陷检测的目的是尽早发现缺陷,以便及时采取措施,避免缺陷发展扩大而导致报废。产品检验的目的是保证产品质量。在役检查的目的是监督运行后可能出现或发展的缺陷,主要是疲劳裂纹。+ 1. 轴类锻件的检验
轴类锻件的锻造工艺主要以拉拔为主,因此大多数缺陷的取向是平行于轴线的。此类缺陷的检测效果最好采用从径向方向进行的纵波直探头。考虑到缺陷会有其他分布和方位,因此轴锻件探伤时,还应辅以直探头轴向检测和斜探头周向检测和轴向检测。
2、饼类、碗类锻件的检验
饼碗类锻件的锻造工艺主要是镦粗,缺陷分布与端面平行,因此端面直探头检测缺陷是最好的方法。
3、气缸锻件的检验
筒体锻件的锻造工艺为镦锻、冲孔、滚压。因此,缺陷的取向比轴类锻件和饼类锻件更为复杂。但由于冲孔时质量最差的钢锭中心部分已被去除,所以气缸锻件的质量一般较好。缺陷的主要取向仍平行于缸外圆柱面,因此圆柱形锻件仍以直探头检测为主,但对于厚壁的圆柱形锻件,应增设斜探头。
(3)检测条件的选择
探头选择
锻件超声波探伤,主要采用纵波直接探头,晶圆尺寸为φ14~φ28mm,常用的是φ20mm。为了小锻件考虑到近场和耦合损耗,一般采用片式探头。有时为了检测具有一定角度的检测面的缺陷,也可以采用一定K值的倾斜探头进行检测。由于直接探头盲区和近场区的影响,常采用双晶直接探头来检测近距离缺陷。
锻件的晶粒一般较小,因此可选择较高的探伤频率,通常为2.5~5.0MHz。对于少数晶粒粗大、衰减严重的锻件,为避免“森林回波”,提高信噪比,应选择较低的频率,一般为1.0~2.5MHz。


发布时间:2021年12月22日