铸件金相组织和晶粒粗大,易形成草状回波;形状复杂,易产生变形回波、轮廓回波等非缺陷信号;透声性差,信噪比低,使铸件的检比锻件的检测要困难得多。
铸件的超声检测有以下特点:
(1)透声性差 铸件的主要特点是组织不均匀、不致密和晶粒粗大,使超声波在铸件中散射衰减和吸收衰减明显增加,透声性差。
组织不均匀是由于铸件在冷却过程中截面上散热条件不同,形成不同取向的晶粒组织,构成了铸件的不均匀性。此外,铸件中以片状、球状或其他形态存在的石墨也可视为一种组织不均匀性。
不致密是由于铸件冷却结晶凝固过程中收缩形成的空隙难以得到液态金属的补充,从而使铸件的致密性变差。
铸件晶粒粗大是由于高温冷却凝固过程缓慢,生核、长核时间长,使晶粒变粗。
(2)声耦合差 铸件表面粗糙,声耦合差,检测灵敏度低,波束指向不好。铸件检测中常采用高黏度耦合剂,以改善这种不良的耦合条件,防止探头产生严重磨损。(www.daowen.com)
(3)干扰杂波多 铸件检测干扰杂波多的原因:一是由于粗晶和组织不均匀性引起的散乱反射,形成草状回波,使信噪比下降,特别是探头频率较高时尤为严重;二是铸件形状复杂,一些轮廓回波和迟到变型波引起的非缺陷信号多。此外铸件的粗糙表面也会产生一些反射回波,干扰对缺陷波的正确判定。
铸件超声检测的适应性取决于要求的灵敏度和干扰信号的大小。如GB/T 7233.1—2009《铸钢件 超声检测 第1部分:一般用途铸钢件》标准规定:铸钢件检测时,灵敏度要求的平底孔的回波幅度比同声程噪声信号的幅度至少高6dB以上,则该铸件适合用超声检测。
如果不能满足上述要求,可降低探头频率至1MHz,或降低灵敏度要求,或采用热处理的方法改善铸件的透声性。
铸件的不致密性和晶粒粗大,造成透声性和灵敏度降低;铸件内部组织的不均匀性将使超声波声压随距离变化的规律无法遵循,不能按计算法确定检测灵敏度和缺陷当量;铸件表面粗糙会使声耦合变差,导致灵敏度降低,这些困难致使铸件检测的应用和发展受到一定的限制。但另一方面由于铸件质量要求较低,允许存在单个缺陷尺寸较大,同时铸件缺陷出现的部位规律性强,因此铸件检测还是具有一定的实际应用价值。
本书所说铸件仅指铸钢和铸铁,二者缺陷状况和材质及表面特点基本相同,因此其检测方法也大致相同。下面以一般用途铸钢件为例说明铸件的一般检测方法与质量级别的评定。参考标准为GB/T 7233.1—2009《铸钢件 超声检测 第1部分:一般用途铸钢件》,适用于一般用途铸钢件(非奥氏体)细化晶粒热处理后且厚度不超过600mm铸钢件的超声检测。
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