鑄件和鍛件的超聲波探傷方法應(yīng)用

1、第六章第六章 鍛件與鑄件超聲波探傷鍛件與鑄件超聲波探傷 第一節(jié)第一節(jié) 鍛件超聲波探傷鍛件超聲波探傷 一、鍛件加工及常見缺陷：一、鍛件加工及常見缺陷： 加工：由熱態(tài)鋼錠經(jīng)鍛壓而成。加工：由熱態(tài)鋼錠經(jīng)鍛壓而成。 為改善鍛件組織性能，鍛后要進(jìn)行正火，為改善鍛件組織性能，鍛后要進(jìn)行正火，退火或調(diào)質(zhì)等熱處理。退火或調(diào)質(zhì)等熱處理。 缺陷：鑄造缺陷：縮孔殘余、疏松、夾雜、缺陷：鑄造缺陷：縮孔殘余、疏松、夾雜、裂紋等。裂紋等。 縮孔和縮管是鍛錠時(shí)，因冒口切除不當(dāng)，縮孔和縮管是鍛錠時(shí)，因冒口切除不當(dāng)，鑄模設(shè)計(jì)不良以及鍛造條件（溫度、澆注鑄模設(shè)計(jì)不良以及鍛造條件（溫度、澆注速度、澆注方法、熔煉方法等）不良所產(chǎn)速度

2、、澆注方法、熔煉方法等）不良所產(chǎn)生的縮孔沒有被鍛合而遺留下來的缺陷，生的縮孔沒有被鍛合而遺留下來的缺陷，是由于鍛造時(shí)切頭留量不足殘留下來的，是由于鍛造時(shí)切頭留量不足殘留下來的，多見于鍛件端部，故也稱縮孔殘余。多見于鍛件端部，故也稱縮孔殘余。 非金屬夾雜物是由熔燒不良及鑄錠不良，非金屬夾雜物是由熔燒不良及鑄錠不良，混進(jìn)硫化物和氧化物等非金屬夾雜物，或混進(jìn)硫化物和氧化物等非金屬夾雜物，或者混進(jìn)耐火材料等造成的缺陷。者混進(jìn)耐火材料等造成的缺陷。 疏松是由鋼錠凝固時(shí)形成的不致密和孔穴，疏松是由鋼錠凝固時(shí)形成的不致密和孔穴，鍛造時(shí)鍛壓比不夠未全熔合造成，主要存鍛造時(shí)鍛壓比不夠未全熔合造成，主要存在于鋼錠

3、中心及頭部。鑄造引起裂紋主要在于鋼錠中心及頭部。鑄造引起裂紋主要是指鍛鋼件表面上出現(xiàn)的較淺的龜狀表面是指鍛鋼件表面上出現(xiàn)的較淺的龜狀表面缺陷也稱龜裂，是由于原材料成份不當(dāng)，缺陷也稱龜裂，是由于原材料成份不當(dāng)，表面狀況不好，加熱溫度和加熱時(shí)間不合表面狀況不好，加熱溫度和加熱時(shí)間不合適等原因產(chǎn)生。適等原因產(chǎn)生。 鍛造缺陷：折疊、白點(diǎn)、裂紋等。鍛造缺陷：折疊、白點(diǎn)、裂紋等。 鍛造裂紋可出現(xiàn)在工件中不同位置，可由縮孔殘鍛造裂紋可出現(xiàn)在工件中不同位置，可由縮孔殘余在鍛造時(shí)擴(kuò)大產(chǎn)生，表面下氣泡鍛造產(chǎn)生，柱余在鍛造時(shí)擴(kuò)大產(chǎn)生，表面下氣泡鍛造產(chǎn)生，柱狀晶粗大引起，軸芯晶間裂紋鍛造時(shí)引起，非金狀晶粗大引起，軸芯

4、晶間裂紋鍛造時(shí)引起，非金屬夾雜物引起，鍛造加熱不當(dāng)引起，鍛造變形不屬夾雜物引起，鍛造加熱不當(dāng)引起，鍛造變形不當(dāng)引起，經(jīng)鍛溫度過低等原因引起。當(dāng)引起，經(jīng)鍛溫度過低等原因引起。 白點(diǎn)是因鋼中含氫量較高時(shí)由鍛造過程中白點(diǎn)是因鋼中含氫量較高時(shí)由鍛造過程中殘余應(yīng)力熱加工后的相變應(yīng)力和熱應(yīng)力等殘余應(yīng)力熱加工后的相變應(yīng)力和熱應(yīng)力等原因產(chǎn)生，是一種細(xì)微的氫裂紋，在白點(diǎn)原因產(chǎn)生，是一種細(xì)微的氫裂紋，在白點(diǎn)縱向斷口上呈銀白色的園點(diǎn)或橢圓形斑點(diǎn)，縱向斷口上呈銀白色的園點(diǎn)或橢圓形斑點(diǎn)，故稱白點(diǎn)。故稱白點(diǎn)。 熱處理缺陷：裂紋。由熱處理工藝參數(shù)熱處理缺陷：裂紋。由熱處理工藝參數(shù)不良引起。不良引起。 二、探傷方法概述二、探

5、傷方法概述 軸類鍛件探傷軸類鍛件探傷縱波（直探頭）可在軸的園周方向和軸端部探縱波（直探頭）可在軸的園周方向和軸端部探測。測。 當(dāng)軸很長時(shí)在軸端部方向一般不查只在軸當(dāng)軸很長時(shí)在軸端部方向一般不查只在軸園周方向查。園周方向查。 帶中心孔鍛件只在軸園周方向探。帶中心孔鍛件只在軸園周方向探。橫波斜探頭：橫波斜探頭：不般周向不查。不般周向不查。周向檢測應(yīng)順、逆時(shí)針二個方向探。周向檢測應(yīng)順、逆時(shí)針二個方向探。但但只能探外表面附近部分內(nèi)部探測不到。只能探外表面附近部分內(nèi)部探測不到。軸向檢測應(yīng)正、反二個方向檢測可探測鍛軸向檢測應(yīng)正、反二個方向檢測可探測鍛件全體，且至少探測園周方向件全體，且至少探測園周方向18

6、0范圍。范圍。2.具有平行平面和園盤形餅類鍛件。具有平行平面和園盤形餅類鍛件。具有平行平面鍛件和餅型鍛件采用縱波在具有平行平面鍛件和餅型鍛件采用縱波在兩個平行面探測，當(dāng)厚度較大時(shí)也可在鍛兩個平行面探測，當(dāng)厚度較大時(shí)也可在鍛件厚度方向側(cè)面探測。件厚度方向側(cè)面探測。3.碗型鍛件：采用縱波檢驗(yàn)，探頭可置于碗型鍛件：采用縱波檢驗(yàn)，探頭可置于碗形鍛件內(nèi)部或外部探測。碗形鍛件內(nèi)部或外部探測。4.筒型鍛件。筒型鍛件。縱波：縱波：單探頭探測時(shí)，探頭置于筒形鍛件外園面、單探頭探測時(shí)，探頭置于筒形鍛件外園面、內(nèi)園面和端部探測。內(nèi)園面和端部探測。 三、探測條件選擇三、探測條件選擇 1.探頭選擇：探頭選擇： 頻率：雙

7、晶直探頭為頻率：雙晶直探頭為5MHZ，單晶直探頭為，單晶直探頭為2MHZ5MHZ，對晶粒粗大鍛件可適當(dāng)降，對晶粒粗大鍛件可適當(dāng)降低頻率，可用低頻率，可用12.5MHZ。 晶片尺寸：晶片尺寸：1425mm，常用，常用20mm。 雙晶直探頭雙晶直探頭檢測近表面缺陷。探頭晶檢測近表面缺陷。探頭晶片面積不小于片面積不小于150mm2。 斜探頭斜探頭晶片面積為晶片面積為140mm2400mm2，頻率為，頻率為2.5MHZ。探測與表面垂。探測與表面垂直缺陷宜用直缺陷宜用K1（45），必要時(shí)用），必要時(shí)用6070相當(dāng)于相當(dāng)于K2。2.表面要求與耦合劑：表面要求與耦合劑：表面要求：檢測面表面要求平整，最好經(jīng)表

8、面要求：檢測面表面要求平整，最好經(jīng)機(jī)加工，表面粗糙度機(jī)加工，表面粗糙度Ra應(yīng)小于應(yīng)小于6.3m，工件表面應(yīng)去除氧化皮、污物等附著物。工件表面應(yīng)去除氧化皮、污物等附著物。耦合劑：機(jī)油、漿糊、甘油等。耦合劑：機(jī)油、漿糊、甘油等。3.掃查方式：掃查方式：互相垂直兩個方向互相垂直兩個方向100%掃查掃查直探頭直探頭 雙晶直探頭雙晶直探頭斜探頭：周向、軸向各正、反二個方向。斜探頭：周向、軸向各正、反二個方向。掃查復(fù)蓋面積探頭直徑尺寸掃查復(fù)蓋面積探頭直徑尺寸15%。掃查速度掃查速度150mm/s?；ハ啻怪眱?個方向4.材質(zhì)衰減測定材質(zhì)衰減測定在鍛件上選定三處有代表性部位（完好部在鍛件上選定三處有代表性部位

9、（完好部位）測出第一次底波位）測出第一次底波B1和第二次底波和第二次底波B2的波高分界值。的波高分界值。則則 這里這里X3N，為單程聲程（厚度或直徑），為單程聲程（厚度或直徑）這里這里X3N，且滿足，且滿足)/(2621mmdBXBB)/()(26mmdBXnmBBmnnmTNn2,35.試塊試塊縱波直探頭：縱波直探頭：JB/T4730-2005標(biāo)準(zhǔn)規(guī)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定定CS型標(biāo)準(zhǔn)試塊。型標(biāo)準(zhǔn)試塊。雙晶直探頭試塊：雙晶直探頭試塊：JB/T4730-2005標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定規(guī)定CS型標(biāo)準(zhǔn)試塊。型標(biāo)準(zhǔn)試塊。適用距離為深度小于適用距離為深度小于45mm。 探測曲面工件時(shí)，應(yīng)使用曲面試塊，曲探測曲面工件時(shí)，應(yīng)使用曲

10、面試塊，曲面試塊為面試塊為JB/T4730-2005標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的CS型試塊曲率型試塊曲率R與工件曲率關(guān)系為：與工件曲率關(guān)系為： JB/T4730-2005規(guī)定試塊曲率半徑規(guī)定試塊曲率半徑R為工件為工件曲率半徑的曲率半徑的0.91.5倍。倍。 GB/T6420-91標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定工件曲率半徑為試標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定工件曲率半徑為試塊曲率半徑塊曲率半徑R的的0.71.1倍。倍。 6.探傷時(shí)機(jī)：探傷時(shí)機(jī)： 熱處理后，槽、孔、臺階等機(jī)加工前。熱處理后，槽、孔、臺階等機(jī)加工前。 如熱處理前檢驗(yàn)（對鍛件形狀不合適熱處如熱處理前檢驗(yàn)（對鍛件形狀不合適熱處理后檢驗(yàn)的），則在熱處理后仍要再進(jìn)行理后檢驗(yàn)的），則在熱處理后仍

11、要再進(jìn)行檢測。檢測。 四、掃描速度和靈敏度調(diào)節(jié)四、掃描速度和靈敏度調(diào)節(jié) (一一)掃描線比例調(diào)節(jié)掃描線比例調(diào)節(jié) 縱波直探頭：縱波直探頭：試塊上調(diào)節(jié)：要求試塊材質(zhì)和工件相同或相近。試塊上調(diào)節(jié)：要求試塊材質(zhì)和工件相同或相近。 掃描比例要求第一次工件底波在水平滿刻掃描比例要求第一次工件底波在水平滿刻度度80%左右。左右。利用工件調(diào)節(jié)：利用工件調(diào)節(jié)：可利用工件上二個已知厚度值部位調(diào)節(jié)?？衫霉ぜ隙€已知厚度值部位調(diào)節(jié)。如某實(shí)心軸直徑如某實(shí)心軸直徑400mm，軸勁部位直徑，軸勁部位直徑為為200mm，則分別將軸身和軸勁部位底，則分別將軸身和軸勁部位底波調(diào)在波調(diào)在4格和格和8格，每格水平距離代表格，每格水

12、平距離代表50mm。 也可用二次底波也可用二次底波B1和和B2調(diào)。工件只有一調(diào)。工件只有一個厚度，如某餅型鍛件厚個厚度，如某餅型鍛件厚300mm，直徑很，直徑很大，可利用始波大，可利用始波T和和B1調(diào)（但不太準(zhǔn)）因調(diào)（但不太準(zhǔn)）因T對零，對零，B1對某刻度，如對某刻度，如8格，此時(shí)忽略了探格，此時(shí)忽略了探頭中引起混響和保護(hù)膜引起的延遲，嚴(yán)格頭中引起混響和保護(hù)膜引起的延遲，嚴(yán)格說調(diào)好后始波不在零位，而是略后左移。說調(diào)好后始波不在零位，而是略后左移。 雙晶直探頭：雙晶直探頭： 可在可在JB/T4730-2005雙晶直探頭標(biāo)準(zhǔn)試塊雙晶直探頭標(biāo)準(zhǔn)試塊上調(diào)節(jié)，使始波對零，深上調(diào)節(jié)，使始波對零，深45mm

13、平底孔在平底孔在第第8格以內(nèi)。格以內(nèi)。 橫波斜探頭：橫波斜探頭： 以橫孔試塊按深度比例調(diào)節(jié)。以橫孔試塊按深度比例調(diào)節(jié)。 （二）探傷靈敏度（二）探傷靈敏度 JB/T4730-2005：不低于最大檢測距離：不低于最大檢測距離2mm平平底孔當(dāng)量直徑。底孔當(dāng)量直徑。 GB/T6402-91標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)1級級2mm平底孔當(dāng)量直徑。平底孔當(dāng)量直徑。 GB/T6402-91標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)2級級4mm平底孔當(dāng)量直徑。平底孔當(dāng)量直徑。 GB/T6402-91標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)3級級8mm平底孔當(dāng)量直徑。平底孔當(dāng)量直徑。 GB/T6402-91標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)4級級16mm平底孔當(dāng)量直徑。平底孔當(dāng)量直徑。 具體根據(jù)檢驗(yàn)要求定。具體根據(jù)檢驗(yàn)要

14、求定。 調(diào)節(jié)方法：調(diào)節(jié)方法： 1.底波調(diào)節(jié)法：底波調(diào)節(jié)法： 實(shí)心園柱體，上、下底面平實(shí)心園柱體，上、下底面平行（鍛件）行（鍛件） （空心園鍛件）（空心園鍛件）22lg20XdBRrXdBlg102lg202 要求：要求：X3N “+”外園徑向探測內(nèi)孔凸柱面外園徑向探測內(nèi)孔凸柱面反射，反射，“-”內(nèi)孔徑向探測外園內(nèi)孔徑向探測外園 凹柱面反射。實(shí)際調(diào)節(jié)時(shí)，將探頭置于工凹柱面反射。實(shí)際調(diào)節(jié)時(shí)，將探頭置于工件表面，使底面回波調(diào)至基準(zhǔn)波高，再提件表面，使底面回波調(diào)至基準(zhǔn)波高，再提高按上述相應(yīng)公式計(jì)算得到高按上述相應(yīng)公式計(jì)算得到dB數(shù)，即調(diào)數(shù)，即調(diào)好了檢測靈敏度。好了檢測靈敏度。 2.試塊調(diào)節(jié)法：試塊調(diào)節(jié)

15、法： 用于用于X3N遠(yuǎn)場的計(jì)算公式為：遠(yuǎn)場的計(jì)算公式為： 對平行平面工件及實(shí)心園柱體，缺陷當(dāng)量。對平行平面工件及實(shí)心園柱體，缺陷當(dāng)量。 空心園柱體工件缺陷當(dāng)量：空心園柱體工件缺陷當(dāng)量： “+”外向內(nèi)探測，外向內(nèi)探測，“-”內(nèi)向外探測。內(nèi)向外探測。BfBfffXXXXB22lg2022BfBfffXXDdXXB2lg102lg2022 當(dāng)量曲線法：當(dāng)量曲線法： a.面板曲線法面板曲線法 將不同直徑，不同聲程將不同直徑，不同聲程平底孔波高繪制曲平底孔波高繪制曲線放在面板上，當(dāng)缺陷波高與某平底孔回線放在面板上，當(dāng)缺陷波高與某平底孔回波高一致時(shí)，即為該缺陷當(dāng)量。波高一致時(shí)，即為該缺陷當(dāng)量。 b.相對曲

16、線相對曲線 dB當(dāng)量缺陷當(dāng)量缺陷 利用衰減器，將某孔（平底孔）作出距利用衰減器，將某孔（平底孔）作出距離離波幅曲線，探傷時(shí)將所有缺陷波均波幅曲線，探傷時(shí)將所有缺陷波均調(diào)到基準(zhǔn)波。然后根據(jù)衰減器得出讀數(shù)，調(diào)到基準(zhǔn)波。然后根據(jù)衰減器得出讀數(shù)，再在再在dB當(dāng)量曲線上查出缺陷當(dāng)量。當(dāng)量曲線上查出缺陷當(dāng)量。 AVG曲線定量法（第二章中已介紹）曲線定量法（第二章中已介紹） 2.缺陷長度測量法缺陷長度測量法 6dB（半波高）測長法，對平板工件、（半波高）測長法，對平板工件、探頭移動長度即為缺陷指示長度，對園形探頭移動長度即為缺陷指示長度，對園形鍛件，進(jìn)行周向探測時(shí)，探頭移動長度比鍛件，進(jìn)行周向探測時(shí)，探頭移

17、動長度比缺陷指示長度大，要進(jìn)行修正。缺陷指示長度大，要進(jìn)行修正。 全波消失法。全波消失法。 平面工件指示長度平面工件指示長度Lf： Lf=L-2Xftg 為探頭半擴(kuò)散角。為探頭半擴(kuò)散角。 園柱空心工件：外面探測缺陷長園柱空心工件：外面探測缺陷長Lf為：為： Lf= 內(nèi)園探，缺陷長內(nèi)園探，缺陷長Lf為：為： Lf= Xf缺陷聲程，缺陷聲程，R外半徑，外半徑，r內(nèi)內(nèi)半徑。半徑。tgXXRRLff2tgXXrrLff2 3.比例作圖法比例作圖法 在超聲波探傷時(shí)，有時(shí)會遇到較大的，形在超聲波探傷時(shí)，有時(shí)會遇到較大的，形狀復(fù)雜的各類缺陷，用當(dāng)量法很難全面而狀復(fù)雜的各類缺陷，用當(dāng)量法很難全面而完整地測定缺

18、陷的大小，更難以判別缺陷完整地測定缺陷的大小，更難以判別缺陷的性質(zhì)和狀態(tài)。對此問題作圖法將顯示出的性質(zhì)和狀態(tài)。對此問題作圖法將顯示出一定的優(yōu)點(diǎn)，它能將缺陷形象而直觀地顯一定的優(yōu)點(diǎn)，它能將缺陷形象而直觀地顯露出來，以便于確定缺陷的大小和估判的露出來，以便于確定缺陷的大小和估判的性質(zhì)?，F(xiàn)以軸類探傷為例，說明作圖法的性質(zhì)。現(xiàn)以軸類探傷為例，說明作圖法的應(yīng)用。應(yīng)用。 （一）比例作圖法簡介（一）比例作圖法簡介 在超聲波探傷中，探頭在工件表面上移動，如果在超聲波探傷中，探頭在工件表面上移動，如果一段較長距離內(nèi)熒光屏上一直出現(xiàn)連續(xù)不斷的缺一段較長距離內(nèi)熒光屏上一直出現(xiàn)連續(xù)不斷的缺陷信號進(jìn)，這時(shí)可將探頭以一定

19、的間隔在工件表陷信號進(jìn)，這時(shí)可將探頭以一定的間隔在工件表面上作逐點(diǎn)探測，并詳細(xì)記錄各探測點(diǎn)的缺陷深面上作逐點(diǎn)探測，并詳細(xì)記錄各探測點(diǎn)的缺陷深度，缺陷波的大小以及對底波的影響等參量變化度，缺陷波的大小以及對底波的影響等參量變化情況。把這些參量繪制在與實(shí)際工件大小成比例情況。把這些參量繪制在與實(shí)際工件大小成比例的圖紙上，最后便能顯示出缺陷的大小、形狀和的圖紙上，最后便能顯示出缺陷的大小、形狀和狀態(tài)。這種測量缺陷的方法叫作比例作圖法。狀態(tài)。這種測量缺陷的方法叫作比例作圖法。 （二）比例作圖法的進(jìn)行步驟（二）比例作圖法的進(jìn)行步驟 1.起始測定點(diǎn)的選擇起始測定點(diǎn)的選擇 如果探頭在工件的某一部位發(fā)現(xiàn)了缺陷

20、則如果探頭在工件的某一部位發(fā)現(xiàn)了缺陷則左右移動探頭，若缺陷信號均由最高趨向左右移動探頭，若缺陷信號均由最高趨向消失，這時(shí)就取缺陷消失的某一點(diǎn)為起始消失，這時(shí)就取缺陷消失的某一點(diǎn)為起始測定點(diǎn)。如果探測對象為實(shí)心軸，當(dāng)探頭測定點(diǎn)。如果探測對象為實(shí)心軸，當(dāng)探頭沿整個圓周移動時(shí)，缺陷波均不消失，那沿整個圓周移動時(shí)，缺陷波均不消失，那就任選一點(diǎn)作起始測定點(diǎn)。就任選一點(diǎn)作起始測定點(diǎn)。 2.逐點(diǎn)測量逐點(diǎn)測量 從起始測定點(diǎn)開始，沿著出現(xiàn)缺陷波方向，從起始測定點(diǎn)開始，沿著出現(xiàn)缺陷波方向，以一間隔選擇測量點(diǎn)，進(jìn)行逐點(diǎn)測量。間以一間隔選擇測量點(diǎn)，進(jìn)行逐點(diǎn)測量。間隔選取越小，測定點(diǎn)越多，準(zhǔn)確性越高。隔選取越小，測定點(diǎn)

21、越多，準(zhǔn)確性越高。 3.記錄內(nèi)容記錄內(nèi)容 應(yīng)記錄各測定點(diǎn)的間隔大小，缺陷反射信應(yīng)記錄各測定點(diǎn)的間隔大小，缺陷反射信號的高度，相對應(yīng)的缺陷深度以及對底波號的高度，相對應(yīng)的缺陷深度以及對底波的影響情況等。的影響情況等。 4.繪制截面圖繪制截面圖 按一定比例在座標(biāo)紙上畫出工件有缺陷部按一定比例在座標(biāo)紙上畫出工件有缺陷部位的截面圖。位的截面圖。 5.描出缺陷描出缺陷 把工件表面上的測定點(diǎn)標(biāo)在比例截面圖上，把工件表面上的測定點(diǎn)標(biāo)在比例截面圖上，并以各測定點(diǎn)為圓心，以各測定點(diǎn)所對應(yīng)并以各測定點(diǎn)為圓心，以各測定點(diǎn)所對應(yīng)的缺陷深度為半徑劃弧。由各測定點(diǎn)所劃的缺陷深度為半徑劃弧。由各測定點(diǎn)所劃弧線的交點(diǎn)，即可顯

22、示缺陷輪廓?；【€的交點(diǎn)，即可顯示缺陷輪廓。 圖圖6-1是在軸類工件上利用作圖法描繪缺陷是在軸類工件上利用作圖法描繪缺陷的示意圖。的示意圖。)探頭缺陷圖6-1 比例作圖法示意圖 六、缺陷回波判別六、缺陷回波判別 1. 單個缺陷回波單個缺陷回波-如單個夾層，裂紋等。如單個夾層，裂紋等。 定義：間隔大于定義：間隔大于50mm，波高大于，波高大于2當(dāng)量。當(dāng)量。 測：位置、當(dāng)量，用測：位置、當(dāng)量，用6dB測長。測長。 2. 分散回波：工件中分布面廣，缺陷間距分散回波：工件中分布面廣，缺陷間距大，在大，在505050mm3立體內(nèi)少于立體內(nèi)少于5個，個，波高大于波高大于2。 測：當(dāng)量、位置。如分散性夾層、夾

23、雜等。測：當(dāng)量、位置。如分散性夾層、夾雜等。 3. 密集缺陷密集缺陷-可能是疏松、非金屬夾雜、可能是疏松、非金屬夾雜、白點(diǎn)或成群小裂紋。白點(diǎn)或成群小裂紋。 定義：定義：JB/T4730-2005標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語和定義第標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語和定義第3.16條規(guī)定。條規(guī)定。 在熒光屏掃描線上相當(dāng)于在熒光屏掃描線上相當(dāng)于50mm聲程范圍聲程范圍內(nèi)有內(nèi)有5個或個或5個以上缺陷反射信號，或在個以上缺陷反射信號，或在50mm50mm檢測面上發(fā)現(xiàn)在同一深度范檢測面上發(fā)現(xiàn)在同一深度范圍內(nèi)有圍內(nèi)有5個或個或5個以上缺陷反射信號。其反個以上缺陷反射信號。其反射波幅均大于某一特當(dāng)量基準(zhǔn)反射波幅射波幅均大于某一特當(dāng)量基準(zhǔn)反射波幅（如均大

24、于（如均大于2平底孔當(dāng)量）。平底孔當(dāng)量）。 GB/T6402-91鋼鍛件超聲波檢驗(yàn)方法（國鋼鍛件超聲波檢驗(yàn)方法（國標(biāo)）定義為：在邊長標(biāo)）定義為：在邊長50mm立方體內(nèi)，有立方體內(nèi)，有5個以上缺陷波高，超過產(chǎn)品技術(shù)條件規(guī)定個以上缺陷波高，超過產(chǎn)品技術(shù)條件規(guī)定值的值的-6dB。 4. 游動回波游動回波 定義：當(dāng)探頭在工件表面探測移動時(shí)，熒定義：當(dāng)探頭在工件表面探測移動時(shí)，熒光屏掃描線上缺陷波會隨之游動，這說明光屏掃描線上缺陷波會隨之游動，這說明缺陷波相對于檢測點(diǎn)至缺陷反射面位置缺陷波相對于檢測點(diǎn)至缺陷反射面位置（即深度或聲程）在不斷變化，這種波稱（即深度或聲程）在不斷變化，這種波稱游動回波，在軸類

25、工件中常見。游動回波，在軸類工件中常見。 游動波產(chǎn)生原因：（當(dāng)出現(xiàn)游動回波，可游動波產(chǎn)生原因：（當(dāng)出現(xiàn)游動回波，可考慮中心附近危險(xiǎn)性缺陷）考慮中心附近危險(xiǎn)性缺陷） 隨探頭移動，不同波束射至缺陷，中心波隨探頭移動，不同波束射至缺陷，中心波束射至缺陷，回波高，聲程小，邊緣波束束射至缺陷，回波高，聲程小，邊緣波束射至缺陷，回波低，聲程大，在掃描線上射至缺陷，回波低，聲程大，在掃描線上游動范圍達(dá)游動范圍達(dá)25mm，利用游動波的包絡(luò)線，利用游動波的包絡(luò)線，可判斷缺陷形狀。可判斷缺陷形狀。 游動波形及缺陷的定性分析游動波形及缺陷的定性分析 超聲波探傷是通過對熒光屏所顯示的波形的觀察，超聲波探傷是通過對熒光

26、屏所顯示的波形的觀察，分析來確定缺陷的位置、大小和性質(zhì)的。尤其是分析來確定缺陷的位置、大小和性質(zhì)的。尤其是對缺陷的定性分析，更依賴于對波形變化的觀察。對缺陷的定性分析，更依賴于對波形變化的觀察。在超聲波探傷中，常常會遇到這樣的情況：當(dāng)探在超聲波探傷中，常常會遇到這樣的情況：當(dāng)探頭沿著某一方向連續(xù)移動時(shí)，熒光屏上的缺陷波頭沿著某一方向連續(xù)移動時(shí)，熒光屏上的缺陷波會隨之移動，通常我們稱它為會隨之移動，通常我們稱它為“游動波形游動波形”。出。出現(xiàn)這種游動的波形的原因是由于熒光屏上水平掃現(xiàn)這種游動的波形的原因是由于熒光屏上水平掃描線是一個與時(shí)間有關(guān)的座標(biāo)，因而它對應(yīng)著被描線是一個與時(shí)間有關(guān)的座標(biāo)，因而

27、它對應(yīng)著被探工件的不同深度，探工件的不同深度， 所以所以“游動波形游動波形”的出現(xiàn)即說明有一個相對于檢的出現(xiàn)即說明有一個相對于檢測點(diǎn)的深度在不斷變化的缺陷。這種特殊的波形測點(diǎn)的深度在不斷變化的缺陷。這種特殊的波形信號，尤以在軸類工件的探測中，當(dāng)探頭沿周向信號，尤以在軸類工件的探測中，當(dāng)探頭沿周向移動時(shí)最常見。在帶有中心孔的軸上，這種波形移動時(shí)最常見。在帶有中心孔的軸上，這種波形出現(xiàn)得更為奇特，往往會從出現(xiàn)得更為奇特，往往會從“底波底波”（即中心孔（即中心孔的反射波）前出現(xiàn)，穿過的反射波）前出現(xiàn)，穿過“底波底波”游動到底波的游動到底波的后面。這種現(xiàn)象初看起來似乎不可理解，因此，后面。這種現(xiàn)象初看

28、起來似乎不可理解，因此，為能較清楚地介紹鍛件中缺陷的存在形式與缺陷為能較清楚地介紹鍛件中缺陷的存在形式與缺陷波形之間的聯(lián)系，下面將通過一些游動波形圖來波形之間的聯(lián)系，下面將通過一些游動波形圖來加以說明：加以說明： 1.對有中心孔的軸類，中心孔壁上的徑向缺對有中心孔的軸類，中心孔壁上的徑向缺陷以圖陷以圖6-2所示。此種缺陷波的游動規(guī)律一所示。此種缺陷波的游動規(guī)律一般表現(xiàn)為：般表現(xiàn)為： （1）隨著探頭在工件表面上沿周向移動，）隨著探頭在工件表面上沿周向移動，缺陷波在缺陷波在“底波底波”前后連續(xù)游動。前后連續(xù)游動。 （2）當(dāng)缺陷波與）當(dāng)缺陷波與“底波底波”重合時(shí)，探頭聲重合時(shí)，探頭聲束軸向與缺陷取向

29、之間的夾角一般在束軸向與缺陷取向之間的夾角一般在55左右。左右。 （3）缺陷波在）缺陷波在“底波底波”之后將逐漸增大，之后將逐漸增大，其波幅達(dá)最大值的位置常處于探頭聲束軸其波幅達(dá)最大值的位置常處于探頭聲束軸向與缺陷取向有向與缺陷取向有80左右夾角的位置。左右夾角的位置。圖6-2 中心孔壁上的徑向缺陷和缺陷波的流動規(guī)律人為徑向缺陷05 5.8BFT50TB,F506.2TBF 2.在有中心孔的軸類中，距中心孔一定距離在有中心孔的軸類中，距中心孔一定距離的體積型缺陷如圖的體積型缺陷如圖6-3所示。此種缺陷波的所示。此種缺陷波的游動規(guī)律一般表現(xiàn)為：游動規(guī)律一般表現(xiàn)為： （1）隨著探頭在工件表面上沿周

30、向移動，）隨著探頭在工件表面上沿周向移動，缺陷波在缺陷波在“底波底波”前后連續(xù)游動。前后連續(xù)游動。 （2）最大缺陷波出現(xiàn)的位置無一定規(guī)律，）最大缺陷波出現(xiàn)的位置無一定規(guī)律，它取決于缺陷表面的反射條件。如果缺陷它取決于缺陷表面的反射條件。如果缺陷表面的反射條件各向同性，則最大缺陷波表面的反射條件各向同性，則最大缺陷波常出現(xiàn)在常出現(xiàn)在“底波底波”前深度最小的位置上。前深度最小的位置上。 （3）當(dāng)探頭從最大缺陷波的位置沿著工件）當(dāng)探頭從最大缺陷波的位置沿著工件表面作周向移動時(shí)，缺陷波向表面作周向移動時(shí)，缺陷波向“底波底波”靠靠近，并穿過近，并穿過“底波底波”，缺陷波的高度隨之，缺陷波的高度隨之下降直

31、至消失。下降直至消失。 3.實(shí)心軸類中體積型缺陷的波形游動規(guī)律：實(shí)心軸類中體積型缺陷的波形游動規(guī)律： （1）實(shí)心軸中，當(dāng)缺陷距中心的距離為）實(shí)心軸中，當(dāng)缺陷距中心的距離為0dRtg時(shí)，如圖時(shí)，如圖6-5所示。此種缺陷波的游所示。此種缺陷波的游動規(guī)律一般表現(xiàn)為：動規(guī)律一般表現(xiàn)為： 1）缺陷波游動的范圍有兩個，相互間相差）缺陷波游動的范圍有兩個，相互間相差180。如圖。如圖6-4所示的所示的A區(qū)和區(qū)和B區(qū)。區(qū)。 2）探頭在）探頭在A、B兩區(qū)內(nèi)檢測時(shí)，缺陷波的兩區(qū)內(nèi)檢測時(shí)，缺陷波的動態(tài)情況很相似，都有一最大值。而當(dāng)探動態(tài)情況很相似，都有一最大值。而當(dāng)探頭沿周向左右移動時(shí)，缺陷波均逐漸降低，頭沿周向左

32、右移動時(shí)，缺陷波均逐漸降低，直至消失。一般情況下直至消失。一般情況下B區(qū)波幅要比區(qū)波幅要比A區(qū)稍區(qū)稍低些。低些。圖6-5 當(dāng)dRtg體積型缺陷的波形流動規(guī)律 ?10人工孔ATBFBB區(qū)A區(qū)TFB 無論是無論是0dRtg的情的情況，由缺陷波所表明的深度可以估計(jì)體積況，由缺陷波所表明的深度可以估計(jì)體積性缺陷沿徑向的厚度。例如：在性缺陷沿徑向的厚度。例如：在dRtg的的情況下，如果缺陷波具有最大深度和最小情況下，如果缺陷波具有最大深度和最小深度時(shí)的探頭位置處在實(shí)心軸圓周的兩個深度時(shí)的探頭位置處在實(shí)心軸圓周的兩個相對位置上，即相差相對位置上，即相差 180，而且兩缺陷，而且兩缺陷波所顯示的深度之和又恰

33、恰等于被檢軸直波所顯示的深度之和又恰恰等于被檢軸直徑的大小，此時(shí)即表明：徑的大小，此時(shí)即表明： 缺陷本身的厚度不大；如果兩缺陷波所顯缺陷本身的厚度不大；如果兩缺陷波所顯示的深度之和小于被檢軸的直徑，那末期示的深度之和小于被檢軸的直徑，那末期差值即可被認(rèn)為是缺陷本身的厚度。在實(shí)差值即可被認(rèn)為是缺陷本身的厚度。在實(shí)際探傷過程中，一個正確的結(jié)論還應(yīng)根據(jù)際探傷過程中，一個正確的結(jié)論還應(yīng)根據(jù)波形的變化，波形的數(shù)量，判定是單個缺波形的變化，波形的數(shù)量，判定是單個缺陷還是多個缺陷以后才能作出上述決定。陷還是多個缺陷以后才能作出上述決定。 通過上述對圖示的分析，可以定性地理解通過上述對圖示的分析，可以定性地理

34、解鍛件中缺陷存在的形式與探傷時(shí)缺陷波表鍛件中缺陷存在的形式與探傷時(shí)缺陷波表現(xiàn)形式之間的一些聯(lián)系。一般認(rèn)為：探傷現(xiàn)形式之間的一些聯(lián)系。一般認(rèn)為：探傷時(shí)熒光屏上出現(xiàn)了游動波形，則表明鍛件時(shí)熒光屏上出現(xiàn)了游動波形，則表明鍛件中可能存在有危險(xiǎn)性缺陷，例如中心孔上中可能存在有危險(xiǎn)性缺陷，例如中心孔上的徑向裂紋，因此必須引起重視。然而，的徑向裂紋，因此必須引起重視。然而，在判定時(shí)，還必須認(rèn)真分析波形的變化規(guī)在判定時(shí)，還必須認(rèn)真分析波形的變化規(guī)律，游動的距離，與底波的關(guān)系以及最大律，游動的距離，與底波的關(guān)系以及最大缺陷波顯示的位置等等，綜合考慮后才能缺陷波顯示的位置等等，綜合考慮后才能得出正確的結(jié)論。得出正

35、確的結(jié)論。 5. 底面回波底面回波 1.底波消失，缺陷很高或缺陷波出現(xiàn)多次反底波消失，缺陷很高或缺陷波出現(xiàn)多次反射，大多為與探測面平行的大面積缺陷，射，大多為與探測面平行的大面積缺陷，如縮孔、夾層、大裂紋等。如縮孔、夾層、大裂紋等。 2.底波消失或很低，缺陷波很低或無缺陷，底波消失或很低，缺陷波很低或無缺陷，可能是靠近探測面很近的大面積缺陷，或可能是靠近探測面很近的大面積缺陷，或與探測面傾斜的大缺陷。與探測面傾斜的大缺陷。 3.出現(xiàn)密集的互相此起彼落的缺陷回波。底出現(xiàn)密集的互相此起彼落的缺陷回波。底波明顯下降或消失為密集缺陷，如缺陷面波明顯下降或消失為密集缺陷，如缺陷面積遠(yuǎn)大于聲束截面，當(dāng)量非

36、常小，底波降積遠(yuǎn)大于聲束截面，當(dāng)量非常小，底波降低不多，大多為金屬夾雜物。低不多，大多為金屬夾雜物。 如缺陷波密集，面積成片，缺陷波當(dāng)量較如缺陷波密集，面積成片，缺陷波當(dāng)量較大，底波下降很快，大多為白點(diǎn)。大，底波下降很快，大多為白點(diǎn)。 4.JB/T4730-2005中，底面回波訂到標(biāo)準(zhǔn)中，中，底面回波訂到標(biāo)準(zhǔn)中，術(shù)語和定義第術(shù)語和定義第3.17條規(guī)定：靠近缺陷處的條規(guī)定：靠近缺陷處的無缺陷完好區(qū)內(nèi)第一次底波幅度無缺陷完好區(qū)內(nèi)第一次底波幅度BG與缺陷與缺陷區(qū)域內(nèi)的第一次底波幅度區(qū)域內(nèi)的第一次底波幅度BF之比用聲壓級之比用聲壓級（dB）值表示，即）值表示，即BG/BF（dB）來評定鍛）來評定鍛件質(zhì)

37、量等級。件質(zhì)量等級。 6. 幾種典型缺陷波型幾種典型缺陷波型 縮孔和縮管縮孔和縮管 縮孔和縮管都是在澆注鋼錠的過程中形成縮孔和縮管都是在澆注鋼錠的過程中形成的。當(dāng)液體金屬注入鋼錠模后，其凝固過的。當(dāng)液體金屬注入鋼錠模后，其凝固過程是從四周向中心，由底部向上部逐漸進(jìn)程是從四周向中心，由底部向上部逐漸進(jìn)行的，同時(shí)發(fā)生體積收縮。行的，同時(shí)發(fā)生體積收縮。 如果在冷卻過程中不能隨時(shí)補(bǔ)充液體金屬，如果在冷卻過程中不能隨時(shí)補(bǔ)充液體金屬，那么將在最后凝固的鋼錠上部冒口部位形那么將在最后凝固的鋼錠上部冒口部位形成空洞，空洞一般呈嗽叭口狀，此空洞即成空洞，空洞一般呈嗽叭口狀，此空洞即稱縮孔。當(dāng)縮孔比較嚴(yán)重，具有較

38、大的長稱縮孔。當(dāng)縮孔比較嚴(yán)重，具有較大的長度時(shí)，又稱為縮管。度時(shí)，又稱為縮管。 用超聲波檢查鍛件中的縮孔，已不是它的用超聲波檢查鍛件中的縮孔，已不是它的原始形態(tài)，而是在鍛造后未完全切除的殘?jiān)夹螒B(tài)，而是在鍛造后未完全切除的殘余縮孔。因此位置都處于冒口端的鍛件中余縮孔。因此位置都處于冒口端的鍛件中心部位，從一端向鍛件內(nèi)部延伸。在鍛造心部位，從一端向鍛件內(nèi)部延伸。在鍛造時(shí)隨著金屬的延伸而被拉長，有時(shí)在鍛件時(shí)隨著金屬的延伸而被拉長，有時(shí)在鍛件中可長達(dá)中可長達(dá)2米之多。米之多。 用超聲波檢查時(shí)，反射信號很強(qiáng)，并且軸用超聲波檢查時(shí)，反射信號很強(qiáng)，并且軸向連續(xù)存在。當(dāng)縮孔較大時(shí)，底波有嚴(yán)重向連續(xù)存在。當(dāng)縮

39、孔較大時(shí)，底波有嚴(yán)重的衰減甚至消失。的衰減甚至消失。 疏松疏松 疏松形成的機(jī)理和縮孔相同，也是由于金疏松形成的機(jī)理和縮孔相同，也是由于金屬在凝固過程中因體積的收縮而造成的。屬在凝固過程中因體積的收縮而造成的。所謂疏松，其本質(zhì)就是固態(tài)金屬的多孔或所謂疏松，其本質(zhì)就是固態(tài)金屬的多孔或不致密。與形成縮孔原因所不同的就是冷不致密。與形成縮孔原因所不同的就是冷凝速度的差別。當(dāng)冷凝速度快時(shí)，金屬便凝速度的差別。當(dāng)冷凝速度快時(shí)，金屬便不能產(chǎn)生集中的體積收縮，因而形成了彌不能產(chǎn)生集中的體積收縮，因而形成了彌散的多孔性。在鑄造過程中，往往疏松伴散的多孔性。在鑄造過程中，往往疏松伴隨縮孔同時(shí)存在。隨縮孔同時(shí)存在。

40、 經(jīng)鍛造之后，往往疏松情況能夠得到不同經(jīng)鍛造之后，往往疏松情況能夠得到不同程度的改善。圖程度的改善。圖6-6示出了鍛件中的疏松及示出了鍛件中的疏松及探傷波形。探傷波形。 夾雜物夾雜物 材料中的夾雜物種類很多，但按其來源大材料中的夾雜物種類很多，但按其來源大體上可分為兩類體上可分為兩類 內(nèi)在夾雜物內(nèi)在夾雜物材料在冶煉、澆鑄過程中，由于內(nèi)部各材料在冶煉、澆鑄過程中，由于內(nèi)部各成分間或金屬與爐氣、容器等接觸所引成分間或金屬與爐氣、容器等接觸所引起的化學(xué)反應(yīng)而形成的產(chǎn)物。這類夾雜起的化學(xué)反應(yīng)而形成的產(chǎn)物。這類夾雜物顆粒非常小，而且呈彌散分布，一般物顆粒非常小，而且呈彌散分布，一般超聲波較難發(fā)現(xiàn)。但在澆

41、注時(shí)由于這類超聲波較難發(fā)現(xiàn)。但在澆注時(shí)由于這類夾雜物和金屬的熔點(diǎn)不同，在冷凝過程夾雜物和金屬的熔點(diǎn)不同，在冷凝過程中將集中于鋼錠中心或鋼錠的某些區(qū)域中將集中于鋼錠中心或鋼錠的某些區(qū)域內(nèi)，這種現(xiàn)象稱為區(qū)域偏析。內(nèi)，這種現(xiàn)象稱為區(qū)域偏析。B圖6-6 鍛件中疏松及波形 在鍛件中最常見的偏析區(qū)有兩種：一種是在鍛件中最常見的偏析區(qū)有兩種：一種是密集于鍛件中心部位，稱為中心夾雜物；密集于鍛件中心部位，稱為中心夾雜物；一種是離開鍛件的中心部位，而呈方錐形，一種是離開鍛件的中心部位，而呈方錐形，稱方形偏析。稱方形偏析。 按偏析區(qū)出現(xiàn)的部位不同，從鋼錠的縱剖按偏析區(qū)出現(xiàn)的部位不同，從鋼錠的縱剖面看又可分為：（面

42、看又可分為：（1）出現(xiàn)在鋼錠上部的）出現(xiàn)在鋼錠上部的“V型偏析型偏析”；（；（2）出現(xiàn)在鋼錠下部的）出現(xiàn)在鋼錠下部的“型偏析型偏析”。 在偏析區(qū)中由于夾雜物過于集中，顆粒較在偏析區(qū)中由于夾雜物過于集中，顆粒較大，對于這類缺陷超聲波探傷有時(shí)是能夠大，對于這類缺陷超聲波探傷有時(shí)是能夠發(fā)現(xiàn)的。發(fā)現(xiàn)的。 對于中心夾雜物，缺陷反射信號在熒光屏對于中心夾雜物，缺陷反射信號在熒光屏上相對于鍛件的中心位置呈叢狀波形，如上相對于鍛件的中心位置呈叢狀波形，如圖圖6-7所示。缺陷當(dāng)量一般均不太大，最大所示。缺陷當(dāng)量一般均不太大，最大約為約為3、4左右。左右。 對于方形偏析，缺陷的反射信號在熒光屏對于方形偏析，缺陷的

43、反射信號在熒光屏上將出現(xiàn)以中心對稱的兩叢波形，如圖上將出現(xiàn)以中心對稱的兩叢波形，如圖6-8所示。所示。外來夾雜物外來夾雜物這種夾雜物一般是從煉鋼爐、鋼包或其它設(shè)備這種夾雜物一般是從煉鋼爐、鋼包或其它設(shè)備上掉下來的耐火材料。這種夾雜物體積較大，上掉下來的耐火材料。這種夾雜物體積較大，雖然在鍛造時(shí)，有可能被粉碎成較小顆?；驂弘m然在鍛造時(shí)，有可能被粉碎成較小顆粒或壓成薄片狀。但這類缺陷仍很容易被超聲波探傷成薄片狀。但這類缺陷仍很容易被超聲波探傷所發(fā)現(xiàn)。這種缺陷的出現(xiàn)和分布無一定規(guī)律，所發(fā)現(xiàn)。這種缺陷的出現(xiàn)和分布無一定規(guī)律，所以探傷時(shí)缺陷出現(xiàn)的位置也無規(guī)律可尋，缺所以探傷時(shí)缺陷出現(xiàn)的位置也無規(guī)律可尋，

44、缺陷反射信號大小也不一樣。如果在某一區(qū)域發(fā)陷反射信號大小也不一樣。如果在某一區(qū)域發(fā)現(xiàn)了缺陷，往往不只是一個，而是多個群集?，F(xiàn)了缺陷，往往不只是一個，而是多個群集。圖6-7 鍛件中的中心夾雜物及其波形B圖6-8 鍛件中的方形偏析及其波形B 裂紋裂紋 金屬在鍛造和熱處理等加工過程中，由于金屬在鍛造和熱處理等加工過程中，由于鍛造溫度不適當(dāng)，加熱溫度不均勻；加熱、鍛造溫度不適當(dāng)，加熱溫度不均勻；加熱、冷卻的速度不適宜，以及施加的壓力不適冷卻的速度不適宜，以及施加的壓力不適當(dāng)或不均勻都將引起金屬的局當(dāng)或不均勻都將引起金屬的局 部破裂，形成裂紋。部破裂，形成裂紋。 裂紋的種類很多，在工件中的分布位置也裂紋

45、的種類很多，在工件中的分布位置也很廣。例如在工件表面、近表面及內(nèi)部都很廣。例如在工件表面、近表面及內(nèi)部都可能產(chǎn)生?，F(xiàn)將鍛件中最典型的中心鍛造可能產(chǎn)生?，F(xiàn)將鍛件中最典型的中心鍛造裂紋敘述如下：裂紋敘述如下： 這種裂紋的產(chǎn)生主要有三個方面的原因：這種裂紋的產(chǎn)生主要有三個方面的原因： （1）鍛造前工件加熱不均勻或不足，俗稱）鍛造前工件加熱不均勻或不足，俗稱沒有燒透；沒有燒透； （2）停鍛溫度過底，工件外部冷卻快，心）停鍛溫度過底，工件外部冷卻快，心部冷卻慢，溫差過大；部冷卻慢，溫差過大； （3）由于高熔點(diǎn)或低熔點(diǎn)的夾雜物在晶界）由于高熔點(diǎn)或低熔點(diǎn)的夾雜物在晶界上密集析出。在上述三種情況下，金屬在上密

46、集析出。在上述三種情況下，金屬在承受壓力加工時(shí)，由于各種塑性變形不同，承受壓力加工時(shí)，由于各種塑性變形不同，在其交界面上將產(chǎn)生滑移甚至撕裂。最典在其交界面上將產(chǎn)生滑移甚至撕裂。最典型的中心鍛造幅度變化很大，而且波形在型的中心鍛造幅度變化很大，而且波形在熒光屏上游動。熒光屏上游動。 白點(diǎn)白點(diǎn) 在某些金屬斷口上，有時(shí)會發(fā)現(xiàn)圓形和橢在某些金屬斷口上，有時(shí)會發(fā)現(xiàn)圓形和橢圓形，表面光滑呈銀白色的斑點(diǎn)，直徑大圓形，表面光滑呈銀白色的斑點(diǎn)，直徑大小不等，從零點(diǎn)幾毫米到十幾毫米。這種小不等，從零點(diǎn)幾毫米到十幾毫米。這種缺陷稱為白點(diǎn)，如圖缺陷稱為白點(diǎn)，如圖6-9所示。所示。圖6-9 中心鍛造裂紋 實(shí)質(zhì)上白點(diǎn)就是

47、裂紋，它嚴(yán)重的影響金屬實(shí)質(zhì)上白點(diǎn)就是裂紋，它嚴(yán)重的影響金屬材料的延伸率、收縮率及韌性。白點(diǎn)最易材料的延伸率、收縮率及韌性。白點(diǎn)最易產(chǎn)生在以鎳鉻錳為合金元素的合金結(jié)構(gòu)鋼產(chǎn)生在以鎳鉻錳為合金元素的合金結(jié)構(gòu)鋼中、低合金結(jié)構(gòu)鋼，碳素結(jié)構(gòu)中、低合金結(jié)構(gòu)鋼，碳素結(jié)構(gòu) 鋼有時(shí)也會產(chǎn)生白點(diǎn)，但比較少見。在奧鋼有時(shí)也會產(chǎn)生白點(diǎn)，但比較少見。在奧氏體鋼及萊氏體鋼中沒有發(fā)現(xiàn)過白點(diǎn)。氏體鋼及萊氏體鋼中沒有發(fā)現(xiàn)過白點(diǎn)。 關(guān)于白點(diǎn)形成的原因，尚未得出更確切的關(guān)于白點(diǎn)形成的原因，尚未得出更確切的結(jié)論。目前都認(rèn)為氫和組織應(yīng)力是形成白結(jié)論。目前都認(rèn)為氫和組織應(yīng)力是形成白點(diǎn)的主要原因。在冶煉和澆鑄過程中進(jìn)入點(diǎn)的主要原因。在冶煉和

48、澆鑄過程中進(jìn)入金屬液體中的氫氣是以原子狀態(tài)存在的，金屬液體中的氫氣是以原子狀態(tài)存在的，在以后的熱加工過程中，如果在以后的熱加工過程中，如果 緩慢冷卻，原子氫有從金屬內(nèi)部向外擴(kuò)散緩慢冷卻，原子氫有從金屬內(nèi)部向外擴(kuò)散的趨勢，如果冷卻過快，原子氫來不及從的趨勢，如果冷卻過快，原子氫來不及從金屬內(nèi)擴(kuò)散出去。而在金屬內(nèi)逐漸聚積并金屬內(nèi)擴(kuò)散出去。而在金屬內(nèi)逐漸聚積并結(jié)合成氫分子。氫分子很難從金屬中向外結(jié)合成氫分子。氫分子很難從金屬中向外擴(kuò)散，在其聚積的地方將造成巨大的局部擴(kuò)散，在其聚積的地方將造成巨大的局部應(yīng)力，隨使金屬破裂。應(yīng)力，隨使金屬破裂。 白點(diǎn)在形成時(shí)由于有擴(kuò)散現(xiàn)象，因此在鍛白點(diǎn)在形成時(shí)由于有擴(kuò)散

49、現(xiàn)象，因此在鍛件中形成的位置有差別，對于小截面鍛件，件中形成的位置有差別，對于小截面鍛件，冷卻快，來不及擴(kuò)散，所以一般均在中心冷卻快，來不及擴(kuò)散，所以一般均在中心部位形成。超聲波探傷時(shí)，在相對于鍛件部位形成。超聲波探傷時(shí)，在相對于鍛件中心的部位出現(xiàn)林狀波。中心的部位出現(xiàn)林狀波。 對于較大截面的鍛件，加熱后冷卻較慢，對于較大截面的鍛件，加熱后冷卻較慢，存在著明顯地?cái)U(kuò)散現(xiàn)象，白點(diǎn)呈輻射狀分存在著明顯地?cái)U(kuò)散現(xiàn)象，白點(diǎn)呈輻射狀分布在鍛件圓周的某一深度范圍內(nèi)。超聲波布在鍛件圓周的某一深度范圍內(nèi)。超聲波探傷時(shí)，將出現(xiàn)對稱于中心的兩處林狀波，探傷時(shí)，將出現(xiàn)對稱于中心的兩處林狀波，而且較淺的一處缺陷反射幅度高

50、，較深的而且較淺的一處缺陷反射幅度高，較深的一處缺陷反射幅度低。白點(diǎn)缺陷的超聲波一處缺陷反射幅度低。白點(diǎn)缺陷的超聲波探傷波形見圖探傷波形見圖6-10。 在超聲波探傷中，有時(shí)白點(diǎn)波形和中心夾在超聲波探傷中，有時(shí)白點(diǎn)波形和中心夾雜物、雜物、“V形偏析形偏析”、“方形偏析方形偏析”等缺陷等缺陷信號，在熒光屏上的分布位置容易混淆，信號，在熒光屏上的分布位置容易混淆，這時(shí)可按以下三個方面區(qū)分：這時(shí)可按以下三個方面區(qū)分： 白點(diǎn)多出現(xiàn)在鍛件的大截面段，而中心白點(diǎn)多出現(xiàn)在鍛件的大截面段，而中心夾雜物和各種偏析，只出現(xiàn)在鍛件的某一夾雜物和各種偏析，只出現(xiàn)在鍛件的某一端。端。白點(diǎn)為清晰的林狀波；而中心夾雜物和白點(diǎn)

51、為清晰的林狀波；而中心夾雜物和各種偏析則為連續(xù)起伏的叢狀波。各種偏析則為連續(xù)起伏的叢狀波。白點(diǎn)對超聲波反射強(qiáng)烈，所以對底波影白點(diǎn)對超聲波反射強(qiáng)烈，所以對底波影響大；而中心夾雜物和各種偏析，因透聲響大；而中心夾雜物和各種偏析，因透聲性較好，所以對底波影響小。性較好，所以對底波影響小。圖6-10鍛件中的白點(diǎn)及其探傷波形圖6-11 晶粒粗大的波形 晶粒粗大晶粒粗大 晶粒粗大對超聲波的吸收和散射影響甚大，晶粒粗大對超聲波的吸收和散射影響甚大，在探傷中將引起超聲能量的強(qiáng)烈衰減，而在探傷中將引起超聲能量的強(qiáng)烈衰減，而且還會引起很多雜亂的反射信號，圖且還會引起很多雜亂的反射信號，圖6-11即為晶粒粗大所引起

52、的超聲波波形，這對即為晶粒粗大所引起的超聲波波形，這對超聲波探傷十分不利。超聲波探傷十分不利。 此種波形在熒光屏上出現(xiàn)是有一定規(guī)律的，此種波形在熒光屏上出現(xiàn)是有一定規(guī)律的，不論探頭放在工件表面的什么位置上，不論探頭放在工件表面的什么位置上， 反反射信號都出現(xiàn)在相對于鍛件近表面的一段射信號都出現(xiàn)在相對于鍛件近表面的一段區(qū)域里，并且波形呈自由衰減形式。區(qū)域里，并且波形呈自由衰減形式。 六、非缺陷回波（在通用技術(shù)中已講）此六、非缺陷回波（在通用技術(shù)中已講）此略。略。 七、鍛件質(zhì)量評定七、鍛件質(zhì)量評定按標(biāo)準(zhǔn)評按標(biāo)準(zhǔn)評 1斷定為危害性缺陷，如白點(diǎn)、裂紋等一斷定為危害性缺陷，如白點(diǎn)、裂紋等一律最低級為不合

53、格。即評為律最低級為不合格。即評為級級 2對非危害性缺陷，按單個缺陷表對非危害性缺陷，按單個缺陷表7、密、密集缺陷表集缺陷表8（按面積百分比），和底波降低（按面積百分比），和底波降低量表量表6三個方面獨(dú)立評定。三個方面獨(dú)立評定。 鍛件最終等級按最低級評定。鍛件最終等級按最低級評定。第二節(jié)第二節(jié) 鑄件超聲波探傷鑄件超聲波探傷一一.鑄件中常見缺陷：鑄件中常見缺陷：1.氣孔：金屬液含氣量過多，模型潮濕，氣孔：金屬液含氣量過多，模型潮濕，透氣性不佳等原因，在熔化的金屬凝固透氣性不佳等原因，在熔化的金屬凝固時(shí)，氣體來不及逸出。形成的空洞，有時(shí)，氣體來不及逸出。形成的空洞，有單個、密集。單個、密集。2.縮

54、孔：澆鑄金屬液過程中冷卻收縮得縮孔：澆鑄金屬液過程中冷卻收縮得不到補(bǔ)縮而形成的空隙。多位于澆冒口不到補(bǔ)縮而形成的空隙。多位于澆冒口處。處。 3.夾雜：夾雜： 外來的非金屬夾雜：型砂、耐火材料也有外來的非金屬夾雜：型砂、耐火材料也有夾砂。夾砂。 內(nèi)部的非金屬夾雜：澆鑄金屬與氣體反應(yīng)內(nèi)部的非金屬夾雜：澆鑄金屬與氣體反應(yīng)形成物。或熔渣沒有與鐵水分離形成。形成物?；蛉墼鼪]有與鐵水分離形成。 金屬夾雜：其它異種金屬落入溶池形成。金屬夾雜：其它異種金屬落入溶池形成。 4.裂紋：由于材質(zhì)和鑄件形狀不適當(dāng)，產(chǎn)生裂紋：由于材質(zhì)和鑄件形狀不適當(dāng)，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力或截面突變，應(yīng)力集中形成裂紋。內(nèi)應(yīng)力或截面突變，應(yīng)力集中形

55、成裂紋。高溫下產(chǎn)生的稱熱裂紋，低溫下產(chǎn)生的稱高溫下產(chǎn)生的稱熱裂紋，低溫下產(chǎn)生的稱冷裂紋。冷裂紋。 在鑄件探傷中把缺陷分為二類：在鑄件探傷中把缺陷分為二類： 1. 平面型缺陷：平面型缺陷： 在超聲檢測中，只能測出缺陷的兩維尺寸，在超聲檢測中，只能測出缺陷的兩維尺寸，稱平面型缺陷。稱平面型缺陷。 屬于這類缺陷有：裂紋、未熔合等。屬于這類缺陷有：裂紋、未熔合等。 2. 非平面型缺陷：非平面型缺陷： 超聲檢測中，能測出三維尺寸，稱非平面超聲檢測中，能測出三維尺寸，稱非平面型缺陷，屬于這類缺陷有：氣孔、型缺陷，屬于這類缺陷有：氣孔、 縮孔、縮孔、夾砂、夾渣夾砂、夾渣（即為夾雜）。（即為夾雜）。二二.鑄件

56、探傷的特點(diǎn)鑄件探傷的特點(diǎn)1.透聲性差：由以下三方面引起透聲性差：由以下三方面引起鑄件各部分冷卻速度不同引起，組織不鑄件各部分冷卻速度不同引起，組織不均勻。均勻。鑄件樹枝狀結(jié)晶引起，組織不致密性。鑄件樹枝狀結(jié)晶引起，組織不致密性。鑄件由高溫冷卻凝固緩慢引起組織晶粒鑄件由高溫冷卻凝固緩慢引起組織晶粒粗大。粗大。 2.聲耦合差：由表面粗糙引起。聲耦合差：由表面粗糙引起。 3.干擾雜波多：由下面三方面形成：干擾雜波多：由下面三方面形成： 粗晶和組織不均引起散亂反射，草狀回粗晶和組織不均引起散亂反射，草狀回波使信噪比下降，高頻時(shí)尤為嚴(yán)重。波使信噪比下降，高頻時(shí)尤為嚴(yán)重。 輪廓回波和退到變型非缺陷波。輪廓

57、回波和退到變型非缺陷波。 粗糙表面使入射到鑄件中聲波發(fā)散產(chǎn)生粗糙表面使入射到鑄件中聲波發(fā)散產(chǎn)生表面干擾波。表面干擾波。三三.鑄鋼件探測條件的選擇：鑄鋼件探測條件的選擇：1.儀器、探頭儀器、探頭儀器符合儀器符合JB/T10061-1999（A型脈沖反型脈沖反射式超聲波探傷儀通用技術(shù)條件）。射式超聲波探傷儀通用技術(shù)條件）。 探頭：探頭： 縱波直探頭縱波直探頭22.5MHZ：直徑：直徑1030mm，對粗糙表面用軟保護(hù)膜直探頭。對粗糙表面用軟保護(hù)膜直探頭。橫波斜探頭橫波斜探頭0.52MHZ：K1，1.5，2，2.5，3或或=45、60、70。 縱波雙晶探頭縱波雙晶探頭22.5MHZ：兩晶片之間聲：兩晶

58、片之間聲絕緣必須良好。絕緣必須良好。 儀器、探頭系統(tǒng)性能：用儀器、探頭系統(tǒng)性能：用JB/T10062-1999測試方法。測試方法。 靈敏度余量：縱波直探頭靈敏度余量：縱波直探頭30dB f=2-2.5MHZ。 橫波斜探頭橫波斜探頭50dB f=2-2.5MHZ。 分辨力：分辨力：縱波直探頭f3MHZ20dB橫波斜探頭F=2512dB 2.試塊：試塊： ZGZ系列平底孔試塊為縱波直探頭試塊系列平底孔試塊為縱波直探頭試塊三種。平底孔直徑為三種。平底孔直徑為3、4、6。 探測面到平底孔深度探測面到平底孔深度L=25、50、75、100、150、200，6種。種。 對試塊要求：對試塊要求： a.不允許

59、存在等于或大于不允許存在等于或大于2平底孔當(dāng)量缺平底孔當(dāng)量缺陷。陷。 b.用鑄鋼或低合金鋼材料做，超聲衰減系用鑄鋼或低合金鋼材料做，超聲衰減系數(shù)應(yīng)與被探傷鑄鋼件材衰減系數(shù)相同或相數(shù)應(yīng)與被探傷鑄鋼件材衰減系數(shù)相同或相近。近。 c.試塊側(cè)面要標(biāo)明：名稱，編號，材質(zhì)，透試塊側(cè)面要標(biāo)明：名稱，編號，材質(zhì)，透聲性。聲性。 ZGZ用途：調(diào)探傷靈敏度、測試距離用途：調(diào)探傷靈敏度、測試距離波波幅曲線。幅曲線。 ZGZ系列雙晶探頭用試塊：系列雙晶探頭用試塊： 9個個3mm平底孔，每孔相距平底孔，每孔相距25mm，9個個孔位于孔位于50mm寬試塊中心，寬試塊中心，9個個3mm平底孔平底孔離探測面距離分別為離探測面

60、距離分別為5mm、10、15、20、25、30、35、40、45mm。 3.探測表面與耦合劑探測表面與耦合劑 探測面光潔度：鑄造表面：探測面光潔度：鑄造表面：Ra12.5m。 探測面粗糙度：機(jī)加工表面：探測面粗糙度：機(jī)加工表面：Ra10m。 探傷面和工件背后清除影響超聲檢測雜探傷面和工件背后清除影響超聲檢測雜污物。污物。 耦合劑：可選用粘度較大耦合劑。耦合劑：可選用粘度較大耦合劑。 如機(jī)油，機(jī)油和黃甘油混合劑，漿糊等以如機(jī)油，機(jī)油和黃甘油混合劑，漿糊等以20號號40號機(jī)油為好。號機(jī)油為好。 調(diào)整儀器，校驗(yàn)儀器和檢測鑄鋼件必須調(diào)整儀器，校驗(yàn)儀器和檢測鑄鋼件必須使用同種耦合劑。使用同種耦合劑。 4