锻件超声检测及常见缺陷特征

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一白点 》白点是锻件在锻后冷却过程中产生的一
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≯自点的波形特征：白点是由于氢的存在 而产生的小裂纹。超声波波形反映了缺 陷的分布情况，缺陷波孤立、尖锐，一 般波形不高，典型分布为中。＆，２／３直径的 环形分布，见图５，对底波的影响情况与 缺陷的大小和多少有关，多数情况底波
＞横向裂纹：横向裂纹为垂赢于轴向的裂
纹，典型的横向裂纹在使用直探头从轴 的端头检测时，表现出与纵向裂纹相似 的波形特征，即波形反射较强，可出现 缺陷的多次反射，见图８。但是，在轴的 端头不能接近时，只有使用横波斜探头 才能发现此类缺陷，缺陷波随着探头的
前后移动在显示屏上左右游动。
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损失较大。
种内部缺陷。白点多星放射状分布在从 中心到２／３Ｒ区，也有里同心圆状分布在 从中。＆，至Ｕ２／３Ｒ区。
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＿裂纹
≯裂纹种类多，产生的原因也不都一样， 典型表现有纵向裂纹和横向裂纹，裂纹 可能产生在铸锭阶段、锻造阶段以及后
续的热处理阶段。
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》轴类锻件由于制造工艺的原因，也可能 存在上述方法难以发现其它类型的缺陷， 当锻件要求较赢时，可以辅以横波斜入
射的轴向、周向扫查、表面波扫查或小
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・筒类或环形锻件超声检测 》筒类锻件由于工艺过程复杂，造成其内 部缺陷的取向复杂｝，选取的检测方案也 就更复杂些。
角度入射等多种方式进行检测。
・疏松 ＞在锻件的中心部位，往往因锻比小而产 生疏松，表现为组织不致密。 ≯疏松的波形特征：其波形一般不高，呈 密集状分布于锻件的中心部位，并且伴 随着不同程度的底波降低，见图１０。
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一锻件超声检测是保证锻件质量的重要检 测手段，根据不同锻件的不同特点，选 用适当的检测方法才能保证检测的有效 性。通过认识不同缺陷的特征，能够分 析和识别锻件内部缺陷的类型，正确评
价锻件质量。
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纹，见图３。
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》对于筒类锻件，由于缺陷方向的多样性， 为了全面检出所有缺陷，就需要多方向 的超声入射方向，随着超声检测仪器的 进步，相控阵超声检测仪器可以很容易 实现多方向超声入射，可以作为检测筒 类锻件的一个很好选择。
≯宜探头在外圆周径向检测，以检测与轴 平行的周向缺陷，以及直探头在端面做 轴向检测，以检测与轴线垂赢的横向缺 陷。另外，采用斜探头在外圆周面上作 周向和轴向检测，以发现内外麓上的裂
＿纵向裂纹ห้องสมุดไป่ตู้波形特征：纵向裂纹为沿轴
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向延伸的裂纹形态，一般采用纵波直探
头在外圆面上即可有效检测，波形反射 较强，有时出现类似底波反射的多次缺 陷波反射，见图６。纵向裂纹在反射最强
位置的垂直方向检测时，表现出不同的
波形特征，见图７。有时，甚至不能发现 缺陷。
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图７在图６中纵向垂直方向的波形
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－缩孔 ≯缩孔是钢锭在凝固过程中由于体积收缩 而在钢锭最后凝固区形成的管状或分散
的孔洞，具有较大的体积，并且位于横 截面的中心，孔洞的外缘呈枝权状，在 轴向有延伸长度。
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≯缩孔的波形特征：缩孔是锻造时因切头
量不足而残留下来，波形一般不不强烈，
底部宽，呈包络状，但是，底波衰减强 烈，甚至完全消失，见图４。
锻件超声检测及常见缺陷特征
杜建彤（中信重工机械股份有限公司）
—－壁丝壑重撞测壁常见缺陷特征
杜建彤 中信重工机械股份有限公司
一锻件由于锻造方法的不同，产生的缺陷 也不完全相同，对于不同缺陷需要采用 有针对性的超声检测方法来有效检嫩。 了鳃锻件超声检测方法及典型缺陷特征， 对锻件超声检测及质量控制具有积极意 义。
延伸，因此，缺陷多为沿轴线方向分布， 比如像图２中缺陷Ａ即为沿轴线方向具有 延伸性的缺陷，此种缺陷最有效的检测 方法是使用直探头在位鬣①垂直入射进
行检测，都能取得较好的效果。
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≯但在某燕情况下，在锻造的台阶处会产 生垂直于轴向的裂纹，这类缺陷是危害
性最大的缺陷，但是却是超声检测最容
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②不可到达时，采用折射角为４５。的斜 探头在轴的外圆面位置③处也能对缺陷Ｂ
取得较好的检测效果。
易漏掉的缺陷，缺陷Ｂ就是这种情况，由 于使用直探头在轴的外圆面上无法检测 到缺陷Ｂ，因此在对轴类锻件进行超声检 测时，必须辅以直探头从轴的端头，即 在位置②进行检测，在轴过长或者位置
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一夹杂物
≯在炼钢过程中，少量炉渣、耐火材料及 冶炼中反应产物可能进入钢液，形成夹
杂物。
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≯夹杂物的波形特征：夹杂物大小不等， 因此波形特征不完全相同，但是，一般 比较容易被超声波发现，多数夹杂物呈
聚集状分布，波形高度变化较大，呈单
根或多根波形聚集状，见图９。
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一扇于锻件内部缺陷具有方向性的特点， 在进行超声波检测时只有与声波方向垂 赢的缺陷才能最有效反射声波，并被探 头接收进而被发现。因此，在锻件探伤 时，选择尽可能多的超声波入射方向是 有效检出所有方向缺陷的基础。在实际 检测中虽然不能做到无限多的检测方向， 但是合理的超声波入射方向组合对于检 测尤为重要。
＿在当今众多的无损检测方法中，超声检 测是发现锻件内部缺陷的最有效的无损 检测方法。由于锻件内部缺陷的取向、 形态和分布受到锻件变形的影响，因此 缺陷多具有扁平状和方向性的特点，通 过适当的检测方法设计以及缺陷特征的 识别，能够有效发现锻件中的各类缺陷。
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－不同的锻件由于不同的加工方法，从而
基于缺陷分布的特点，对于饼形锻件， 超声波检测时，主要采用端面赢探头垂 童入射的方式进行检验。
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在要求较高时，辅以赢探头圆周方向检 测可以对锻件进行全匿的超声波检测。
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图１
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一轴类锻件的超声检测 》轴类锻件由于金属流线方向与轴线方向
一致，多数缺陷方向是沿金属流线方向
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一饼形锻件锻件超声检测 》由于饼形锻件的主变形方向在轴线方向， 因此钢锭中的缺陷在变形过程中形变方
向沿着金属流动方向，即平行于端藤。
缺陷的分布和特点也不尽相同，在超声 检测中，根据锻件的形状、加工方式以 及缺陷的分布和特点，设计和采用不同 的方法来发现缺陷，从而保证锻件质量 是超声检测的主要目的。