第八章 锻件与铸件超声波探伤
铸件和锻件的超声波探伤方法应用
• 白点是因钢中含氢量较高时由锻造过程中 残余应力热加工后的相变应力和热应力等 原因产生，是一种细微的氢裂纹，在白点 纵向断口上呈银白色的园点或椭圆形斑点， 故称白点。
• 热处理缺陷：裂纹。由热处理工艺参数 不良引起。
• 二、探伤方法概述 • 轴类锻件探伤
①纵波（直探头）可在轴的园周方向和轴端部探 测。
• Δ也可用二次底波B1和B2调。工件只有一 个厚度，如某饼型锻件厚300mm，直径很 大，可利用始波T和B1调（但不太准）因T 对零，B1对某刻度，如8格，此时忽略了探
头中引起混响和保护膜引起的延迟，严格 说调好后始波不在零位，而是略后左移。
• 双晶直探头：
• 可在JB/T4730-2005双晶直探头标准试块 上调节，使始波对零，深45mm平底孔在第 8格以内。
• 疏松是由钢锭凝固时形成的不致密和孔穴， 锻造时锻压比不够未全熔合造成，主要存 在于钢锭中心及头部。铸造引起裂纹主要 是指锻钢件表面上出现的较浅的龟状表面 缺陷也称龟裂，是由于原材料成份不当， 表面状况不好，加热温度和加热时间不合 适等原因产生。
• 锻造缺陷：折叠、白点、裂纹等。
• 锻造裂纹可出现在工件中不同位置，可由缩孔残 余在锻造时扩大产生，表面下气泡锻造产生，柱 状晶粗大引起，轴芯晶间裂纹锻造时引起，非金 属夹杂物引起，锻造加热不当引起，锻造变形不
• 测：当量、位置。如分散性夹层、夹杂等。
• 3. 密集缺陷□--可能是疏松、非金属夹杂、 白点或成群小裂纹。
• 定义：JB/T4730-2005标准术语和定义第 3.16条规定。
• 在荧光屏扫描线上相当于50mm声程范围内 有5个或5个以上缺陷反射信号，或在 50mm×50mm检测面上发现在同一深度范 围内有5个或5个以上缺陷反射信号。其反
锻件超声波探伤仪纵波探伤技术
锻件超声波探伤仪纵波探伤技术要进行锻件超声波探伤首先要了解什么叫锻件，为什么要进行锻压，锻件的种类有哪些,所谓的锻件就是对金属坯料(不含板材)施加外力，使其产生塑性变形、改变尺寸、形状及改善性能,用以制造机械零件、工件、工具或毛坯的成形加工方法。
锻件的种类有：飞机锻件、柴油机船用锻件、兵器锻件、石油化工矿山锻件、核电锻件、火电锻件、水电锻件。
那么要对锻件进行超声探伤，应该如何做呢？1.锻件超声波探伤仪探伤时机：探伤原则上应安排在最终热处理后,在槽、孔、台级等加工前,比较简单的几何形状下进行.热处理后锻件形状若不适于超声波探伤也可在热处理前进行.但在热处理后,仍应对锻件尽可能完全进行探伤.2.锻件超声波探伤仪探伤准备工作：（1）探伤面的光洁度不应低一地5,且表面平整均匀,并与反射面平等,圆柱形锻件其端面应与轴线相垂直,以便于轴向探伤.方形锻件的面应加工平整,相邻的端面应垂直.（2）探伤表面应无划伤以及油垢和油潜心物等附着物.（3）锻件的几何形状及表面检查均合格后,方可进行探伤.3.锻件超声波探伤探伤方法锻件一般应进行纵波探伤,对简形锻件还应进行横波探伤,但扫查部位和验收标准应由供需双方商定.（1）纵波探伤扫查方法①锻件原则上应从两相互垂直的方向进行探伤,尽可能地探测到锻件的全体积,主要探测方向如图2所示,其他形状的锻件也可参照执行.②扫查范围:应对锻件整个表面进行连续全面扫查.③扫查速度:探头移动速度不超过150mm/s.④扫查复盖应为探头直径的15%以上.⑤当锻件探测厚度大于400mm时,应从相对两端面探伤.（2）探伤灵敏度的校验①原则上利用大平底采用计算法确定探伤灵敏度,对由于几何形状所限,以及缺陷在近场区内的工件,可采用试块法.②用底波法校正灵敏度,校正点的位置应选以工件上无缺陷的完好区域.③曲面补偿:对于探测面是曲面而又无法采用底波法的工件,应采用曲率与工件相同或相近(0.7-1.1倍)的参考试块;或者采用小直径晶片的探头,使其近场区的长度小于等于1/4工件半径,这样可不需进行曲面补偿.④探伤灵敏度不得低于Φ2mm当量直径.（3）缺陷当量的确定①采用A VG曲线及计算法确定缺陷当量.②计算缺陷当量时,当材质衰减系数超过4dB/m时,应考虑修正.③材质衰减系数的测定，应在被测工件无缺陷区域,选取三处有代表性的闰,求B1/B2的值,即第一次底波高度(B1)与第二次底波高度(B2)之比的dB差值.。
锻件超声波探伤方法简介
原材料的缺陷造成的锻件缺陷通常有：
1.表面裂纹：
表面裂纹多发生在轧制棒材和锻制棒材上，一般呈直线 形状，和轧制或锻造的主变形方向一致。造成这种缺陷的原 因很多，例如钢锭内的皮下气泡在轧制时一面沿变形方向伸 长，一面暴露到表面上和向内部深处发展。又如在轧制时， 坯料的表面如被划伤，冷却时将造成应力集中，从而可能沿 划痕开裂等等。这种裂纹若在锻造前不去掉，锻造时便可能 扩展引起 锻件裂纹。
一、锻件加工及常见缺陷
锻造用的原材料为铸锭、轧材、挤材及锻坯。而轧
材、挤材及锻坯分别是铸锭经轧制、挤压及锻造加 工成的半成品。一般情况下，铸锭的内部缺陷或表 面缺陷的出现有时是不可避免的。例如，内部的成 分与组织偏析等。原材料存在的各种缺陷，不仅会 影响锻件的成形，而且将影响锻件的最终质量。 根据不完全的统计，在航空工业系统中，导致航空 锻件报废的诸多原因中，由于原材料固有缺陷引起 的约占一半左右。因此，千万不可忽视原材料的质 量控制工作。
近场区
干涉：频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某
些区域的振动减弱，而且振动加强的区域和振动减弱的区域 相互隔开。这种现象叫做波的干涉。
近场区：波源附近由于波的干涉而出现一系列声压极大极小
值的区域，称为超声波的近场区。 近场区探伤定量是不利的，处于声压极小值处的较大缺陷回 波可能较低，而处于声压极大值处的较小缺陷回波可能较高， 这样就容易引起误判，甚至漏检，因此应尽可能避免在近场 区探伤定量。
轴类锻件的锻造工艺主要以拔长为主，因而
大部分缺陷的取向与轴线平行，此类缺陷的 探测以纵波直探头从径向探测效果最佳，考 虑到会有其他的分布及取向，因此轴类锻件 探伤，还应辅以直探头轴向和斜探头周向探 测及轴向探测。
超声波探伤仪铸件探伤
铸件超声波探伤报告——数字超声波探伤仪NCS-UT80B2013年3月06日，在山西晋城兴达铸件厂现场，利用超声波探伤仪NCS-UT80B对两种铸件产品进行实地检测，检测效果良好，得到客户的认同并于当日下午签订了购买协议，以此为契机在周围铸造厂进行推广。
根据检测情况，将铸件的检测要求和检测评判过程做一个详细的报告，希望大家今后以此为样例，给客户一个满意的演示和检测结果。
1.检测目的应用脉冲反射法检测铸铁件内部缺陷，不涉及球墨铸铁球化率的超声检测。
2.检测材料灰铸铁、球墨铸铁、合金铸铁、白铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁等（按照实际情况了解铸件的材质）3.检测范围在协议中应规定铸件的检测区域，以及这些区域的具体检测方法，包括检测方式（单晶直探头、双晶探头和斜探头）和扫查方向。
应预先在铸件图中标明检测区域。
根据铸件形状确定是否全体积检测。
4.检测缺陷铸铁件经常会发生各种不同的铸造缺陷：气孔、沙眼、夹渣、缩孔、缩松、粘砂、裂纹、变形、硬度不均匀、不球化或球化不够、反白口等。
目前，多数产品缺陷以气孔、夹渣和疏松为主。
本仪器可检测的铸造缺陷主要为：气孔、沙眼、夹渣、缩孔、缩松、粘砂、裂纹。
5.受检工件探头和受检工件表面需有良好接触，铸件探测表面需平整且有一定的面积去放置探头（探头直径最小为14mm）,如果不平整、粗糙度较大，必须进行打磨、喷砂、抛光和机械加工等。
6.可检测性材料的超声检测适用性，可通过比较参考反射体回波高度（通常是第一次底波）和噪声信号来评价。
评价时应选择铸铁件具有代表性的区域，这些区域必须为平行的修整后的表面和涵盖整个厚度范围。
参考底波回波高度至少高出噪声信号12dB。
注：如果采用距离增益尺寸法（AVG），可以采用直探头对材料的超声检测适用性进行判定。
具体方法如下：关闭抑制，将底波调整到任一参考高度。
根据AVG曲线提高增益，使底波回波达到选定的参考高度，进一步增加12dB，噪声信号不应该超过选定参考高度。
第八章锻件与铸件超声检测
图5 CSⅡ标准试块
试块序号 CSⅡ-1 CSⅡ-2 CSⅡ-3 CSⅡ-4
孔径 φ2 φ3 φ4 φ6
检测距离L 1 2 3 4 5 6 7 8 9
5
10
15
20
25
30
35
40
45
检测面是曲面时，应采用CS Ⅲ标准试块来测定由于曲率 不同而引起的声能损失，其形状和尺寸按图6所示。
图6 CS Ⅲ标准试块
非缺陷回波 1)三角反射波：圆柱形，1.3d、1.67d 2)迟到波：细长轴，B1之后0.76d间距 3)61°反射波： 缺陷或结构面成61°特定 角。 轮廓回波：各种轮廓。
JB/T4730.3-2005规定
缺陷记录 1记录当量直径超过φ4mm的单个缺陷的波幅和 位置 2密集区缺陷 3底波降低量应按表6的要求记录
工件材质衰减系数的测定
在工件无缺陷完好区域，选取三处检测面 与底面平行且有代表性的部位，调节仪器 使第一次底面回波幅度（B1或Bn）为满刻 度的50%，记录此时衰减器的读数，再调 节衰减器，使第二次底面回波幅度（B2或 Bm）为满刻度的50%，两次衰减器读数 之差即为（B1-B2）或（Bn-Bm）的dB差 值（不考虑底面反射损失）。 工件上三处衰减系数的平均值即作为该工 件的衰减系数。
图3-69 轴类锻件超声探测方向。 （a）直探头径向探测（b）直探头轴向探测（c）斜探头 周向探测（d）斜探头轴向探测。
（2）饼类锻件检测 饼类锻件主要经受 镦粗工艺，因而缺 陷分布主要平行于 端面。所以用直探 头在端面检测是最 主要的检测方法。
（3）筒形锻件检测 由于铸锭中质量最差 的中心部分已被冲孔 时去除，因而锻件质 量一般较好。筒形锻 件一般在端面及外圆 作直探头检测。但对 于壁厚较薄的筒形锻 件，须加用斜探头探 测
锻件超声波探伤方
2.折叠：
折叠形成的原因是当金属坯料在轧制过 程中，由于轧辊上的型槽定径不正确，或 因型槽磨损面产生的毛刺在轧制时被卷入， 形成和材料表面成一定倾角的折缝。对钢 材，折缝内有氧化铁夹杂，四周有脱碳。 折叠若在锻造前不去掉，可能引起锻件折 叠或开裂。
3.结疤：
结疤是在轧材表面局部区域的一层可剥 落的薄膜。 结疤的形成是由于浇铸时钢液飞溅而凝结 在钢锭表面，轧制时被压成薄膜，贴附在 轧材的表面，即为结疤。锻后锻件经酸洗 清理，薄膜将会剥落而成为锻件表面缺陷。
兵器锻件
锻件在兵器工业中占有极其重要的地 位。按重量计算，在坦克中有60%是锻件。 火炮中的炮管、炮口制退器和炮尾，步兵 武器中的具有膛线的枪管及三棱刺刀、火 箭和潜艇深水炸弹发射装置和固定座、核 潜艇高压冷却器用不锈钢阀体、炮弹、枪 弹等，都是锻压产品。除钢锻件以外，还 用其它材料制造武器。
二、锻造工艺不当常产生的缺陷
1、裂纹：
裂纹通常是锻造时存在较大的拉应力、切应力 或附加拉应力引起的。裂纹发生的部位通常是在坯 料应力最大、厚度最薄的部位。如果坯料表面和内 部有微裂纹、或坯料内存在组织缺陷，或热加工温 度不当使材料塑性降低，或变形速度过快、变形程 度过大，超过材料允许的塑性指针等，则在镦粗、 拔长、冲孔、扩孔、弯曲和挤压等工序中都可能产 生裂纹。
探伤方法
按探伤时间分类，锻件探伤可分为原材料探伤和制造过程中 的探伤，产品检验及在役检验。
原材料探伤和制造过程中探伤的目的是及早发现缺陷，以便 及时采取措施避免缺陷发展扩大造成报废。产品检验的目的 是保证产品质量。在役检验的目的是监督运行后可能产生或 发展的缺陷，主要是疲劳裂纹。
三、轴类锻件的探伤
石油化工锻件
锻件在石油化工设备中有着广泛的应 用。如球形储罐的人孔、法兰，换热器所 需的各种管板、对焊法兰催化裂化反应器 的整锻筒体（压力容器），加氢反应器所 用的筒节，化肥设备所需的顶盖、底盖、 封头等均是锻件。
铸件超声波探伤检测标准
铸件超声波探伤检测标准超声波探伤技术是一种常用于铸件检测的非破坏性检测方法，其原理是利用超声波在材料中传播的特性，通过对超声波的发射、传播和接收进行分析，来检测材料内部的缺陷和异物。
在铸件制造过程中，超声波探伤是一项重要的质量控制手段，有助于发现并排除可能影响铸件性能和安全性的缺陷。
以下是与铸件超声波探伤检测相关的标准和一般步骤的概述：ASTM标准：在美国，ASTM国际（ASTM International）发布了一系列有关铸件超声波探伤检测的标准，其中一些主要标准包括：ASTM E164 - Standard Practice for Ultrasonic Contact Examination of Weldments: 该标准提供了在焊缝中使用超声波进行接触式检测的一般要求和程序。
ASTM E317 -Standard Practice for Evaluating Performance Characteristics of Ultrasonic Pulse-Echo Testing Instruments and Systems without the Use of Electronic Measurement Instruments: 该标准涵盖了无需使用电子测量仪器评估超声波脉冲回波检测仪器和系统性能特性的方法。
ASTM E2700 -Standard Practice for Demonstrating Capability to Comply with the Test for Uniformity of Dosage Units: 该标准关注药品的剂量单位一致性测试，但它提供了一个可供参考的框架，用于演示超声波设备的性能。
一般超声波探伤检测步骤：准备工作：确保超声波探伤设备的正常运行，包括探头、仪器、耦合剂等的准备。
设备校准：在进行检测之前，需要对超声波探伤设备进行校准，以确保其能够准确地检测到预定深度和尺寸的缺陷。
【超声二级取证】第8章锻件与铸件超声检测
※ 使声入射面的粗糙度满足检测要求。
※ 尽可能为超声波覆盖整个锻件区域提供方便的入射面。 • 检测时机：热处理后，冲孔、开槽等精波斜入射检测、横波检测。
1. 轴类锻件的超声检测
• 锻造工艺：以拔长为主。 • 缺陷分布：大部分缺陷的取向与轴线平行 。 （1）直探头径向和轴向检测 • 径向检测（主要方法）
回波高不小于 Φ2mm的缺陷。
• 缺陷的位置和大小测定 用当量法定量缺陷大小。 测定分散缺陷的位置。 • 缺陷类型：分散性的夹杂。
3. 密集缺陷 • 密集缺陷的波形特点：示波屏上同时显示的缺陷回波很 多，缺陷之间的间隔很小，甚至连成一片。 • 不同标准的密集缺陷定义：
以缺陷的间距划分：相邻缺陷间的间距小于某一值。
2. 饼类、碗类锻件的检测
• 锻造工艺：以镦粗为主，缺陷取向以平行于端面分布为主。 • 检测方法 直探头端面检测 ※ 探测与端面平行的缺陷 ※ 重要件或厚度大的锻件，应从两个端面进行检测。 对于重要件，增加在外圆面上的径向检测，以发现轴向 缺陷。
3. 筒形或环形锻件的检测
• 锻造工艺：先镦粗，后冲孔，再滚压。缺陷的取向复杂。
探头置于轴的外圆作全面扫查。
发现纵向缺陷。 • 轴向检测
探头置于轴的端面作全面扫查。
发现与轴线相垂直的横向缺陷。 当轴的长度太长或有多个直径不等的轴段时，有声束扫 查不到的死区。
（2）斜探头周向及轴向检测
• 周向检测：探头置于轴的外圆作周向扫查。 • 轴向检测：探头置于轴的外圆作轴向扫查。 • 检测时斜探头应作正、反两个方向的全面扫查。
n ※ 当x≤3N时： ( Bn Bm 20 lg ) / 2 x( m n) m
※ 当x≥3N时： ( B1 B2 6) / 2 x
铸铁件超声波探伤标准
铸铁件超声波探伤标准铸铁件超声波探伤是指利用超声波探伤技术对铸铁件进行缺陷检测和评定的一种方法。
在铸铁件生产和使用过程中，超声波探伤技术具有重要的应用价值，可以有效地检测铸铁件内部的缺陷，提高铸铁件的质量和安全性。
本文将对铸铁件超声波探伤的标准进行详细介绍，以便广大从业人员能够更好地理解和应用这一技术。
一、超声波探伤原理。
超声波探伤是利用超声波在材料中传播的特性来检测材料内部的缺陷的一种无损检测方法。
当超声波遇到材料内部的缺陷时，会发生反射、折射等现象，通过对超声波的接收和分析，可以确定材料内部的缺陷位置、大小和形状。
在铸铁件超声波探伤中，通常会采用脉冲回波法或者多普勒效应来实现对铸铁件内部缺陷的检测。
二、超声波探伤标准。
1. 检测设备标准。
铸铁件超声波探伤所使用的超声波探伤设备应符合国家相关标准，设备应具备合格的探头、仪器和显示屏，能够清晰地显示铸铁件内部的缺陷情况。
2. 操作规程标准。
进行铸铁件超声波探伤的操作人员应具备相关的资质和经验，按照操作规程进行操作，保证检测的准确性和可靠性。
操作规程应包括设备的使用方法、检测的步骤、数据的记录和分析等内容。
3. 缺陷评定标准。
对于检测到的铸铁件内部缺陷，应按照相关标准进行评定。
评定标准应考虑缺陷的类型、大小、位置对铸铁件性能的影响，以及铸铁件的使用环境和要求等因素。
4. 报告标准。
对于每次进行的铸铁件超声波探伤，应编制相应的探伤报告。
报告应包括铸铁件的基本信息、探伤设备的信息、操作人员的信息、检测结果和评定结论等内容，报告应具备完整性和可追溯性。
三、应用范围。
铸铁件超声波探伤适用于各种类型的铸铁件，包括铸铁管、铸铁板、铸铁轮等。
在铸铁件的生产、加工和使用过程中，可以通过超声波探伤技术对铸铁件进行定期检测，及时发现和处理铸铁件内部的缺陷，确保铸铁件的质量和安全性。
四、注意事项。
在进行铸铁件超声波探伤时，应注意以下事项：1. 确保操作人员具备相关的资质和经验；2. 确保超声波探伤设备的正常运行和准确性；3. 对检测到的缺陷进行合理的评定和处理；4. 编制完整的探伤报告，保留相关的记录和数据。
铸件超声波探伤标准
铸件超声波探伤标准铸件超声波探伤是一种常用的无损检测方法，它能够有效地检测出铸件内部的缺陷和异物，对铸件的质量控制起着至关重要的作用。
本文将介绍铸件超声波探伤的标准，以及在实际应用中的注意事项和技术要点。
首先，铸件超声波探伤的标准主要包括国家标准、行业标准和企业标准。
国家标准是对铸件超声波探伤的技术要求和检测方法进行规范，确保其检测结果的准确性和可靠性。
行业标准是在国家标准的基础上，针对具体行业的特殊要求进行制定的，例如航空航天、汽车制造等行业都有相应的行业标准。
而企业标准则是根据企业自身的生产特点和技术水平进行制定的，旨在提高产品质量和生产效率。
其次，铸件超声波探伤的标准主要包括以下几个方面，探伤设备的选择和校准、探伤人员的培训和资质认证、探伤工艺的规范和操作流程、探伤结果的评定和记录等。
在实际应用中，需要严格按照标准的要求进行操作，确保探伤结果的准确性和可靠性。
另外，铸件超声波探伤的标准还包括对不同类型铸件的不同要求。
例如，对于铸铁件、铸钢件和铝合金铸件，其超声波探伤的技术要点和操作规程都有所不同。
在实际应用中，需要根据具体的铸件材质和结构特点，选择合适的探伤方法和参数，以确保对铸件内部缺陷的有效检测。
最后，铸件超声波探伤标准的制定和实施对于提高铸件质量、保障产品安全具有重要意义。
通过严格遵守标准的要求，可以有效地减少铸件内部缺陷的产生，提高产品的合格率和可靠性，降低因质量问题而造成的损失和风险。
综上所述，铸件超声波探伤标准是保障铸件质量和产品安全的重要保障，其制定和实施对于提高铸件质量、降低生产风险具有重要意义。
在实际应用中，需要严格遵守标准的要求，确保铸件超声波探伤工作的准确性和可靠性，为企业的可持续发展提供有力支持。
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D f
空心圆柱体：
20 lg
PB 2x d 20 lg 10 lg ( x 3N ) Pf D D f 2
试块调节法（用于X<3N） ： 要求CSⅠ试块上Φ2平底孔声程等于或大于锻件厚度； 当试块平底孔声程小于工件时要进行计算求得声程引起的回波高差进 行修正得到检测灵敏度。
• 试块CSⅠ
试块序号 L D
CSⅠ-1 50 50
CSⅠ-2 100 60
CSⅠ-3 150 80
CSⅠ-4 200 80
试块CSⅡ
试块序号 CSⅡ-1
孔径 φ2
检测距离L 1 2 3 4 5 6 7 8 9
CSⅡ-2
CSⅡ-3 CSⅡ-4
φ3
φ4 φ6
5
10
15
20
25
30
35
40
45
试块CS Ⅲ
•
• • •
检测面选择：应符合JB/T4730标 准的要求。 原则上应从两个相互垂直的方向 进行检测，尽可能地检测到锻件 的全体积。主要检测 斜探头：周向、轴向各正、反二 个方向。 注：↑为应检测方向； ※为参考 检测方向 锻件厚度超过400mm时，应从相 对两端面进行100%的扫查。 检测时机：检测原则上应安排在 热处理后，孔、台等结构机加工 前进行，检测面的表面粗糙度 Ra≤6.3μm。 材质衰减测定
8.2 铸件超声波探伤
8.2.6 距离—波幅曲线测试与灵敏度调整 1）纵波直探头距离—波幅曲线制作 2）纵波双晶探头 3）横波斜探头 8.2.7 缺陷的判别与测定 1）缺陷判别 缺陷回波幅度大于或等于距离—波幅曲线位置； 底面回波幅度降低量≥12dB的位置； 不论缺陷回波幅大小，凡出现线状和片状特征缺陷显示的位置。 2）缺陷测定 平面型缺陷：对具有线状和片状特征的缺陷显示，用6dB法画出缺陷范 围，测出长度、面积； 非平面型缺陷：缺陷回波幅度等于或大于距离—波幅曲线者用6dB法在 探伤面画出缺陷范围； 用底面回波降低量≥12dB时，以底面回波降低12dB为条件作为缺陷边 界，划出探伤面上位置。
8.1 锻件超声波探伤
8.1.3 探测条件选择 • 探头选择 频率：双晶直探头为5MHZ，单晶直探头为2MHZ-5MHZ； 晶片尺寸：Ф14-25mm； 双晶直探头：检测近表面缺陷； 斜探头：晶片面积为140mm2-400mm2，频率为2.5MHZ，原则上K取1。 • 表面要求与耦合剂 检测面表面要求平整，耦合剂可选用机油、浆糊、甘油等。
第8章 锻件与铸件超声波探伤
张 志 超
福建省特种设备检验研究院 UT/RT/MT/PT-Ⅲ、GG
UT-Ⅲ取证考试培训 中国 ·苏州 ·2012
目录
锻件超声波探伤
铸件超声波探伤
8.1 锻件超声波探伤
8.1.1 锻件加工及常见缺陷 • 锻件加工 由热态钢锭经锻压而成。为改善锻件组织性能，锻后要进 行正火，退火或调质等热处理。 常见缺陷 缩孔残余、疏松、夹杂、折叠、白点、裂纹等。
表7 单个缺陷的质量分级
等级 缺陷当量直 径 Ⅰ ≤φ4 Ⅱ φ4+（>0 dB ~8dB） Ⅲ φ4+（>8 dB ~12dB） Ⅳ φ4+（>12 dB ~16dB） Ⅴ ＞φ4 +16dB
表8 密集区缺陷的质量分级
等级 密集区缺陷占检测总面积的百分比， % Ⅰ 0 Ⅱ >0~5 Ⅲ >5~10 Ⅳ >10~20 Ⅴ >20
8.2 铸件超声波探伤
往年考题举例 1、铸件探伤时出现的干扰杂波主要是由粗晶和组
织不均匀引起的。（ O ） 2、用2.5MHz，Φ20mm直探头对厚度S1=400mm锻 钢件进行超声波检测，已知工件底面回波高度为 B=40dB，检测时在声程S2=240mm的位置发现 第一处缺陷，其波高为X1=6dB；在声程 S3=180mm的位置发现第二处缺陷，其波高为 X2=23dB，求：这两处缺陷的平底孔当量Φx（设 锻钢件中声速CL=5900米/秒，不计衰减）。
8.1 锻件超声波探伤
8.1.6 缺陷回波判别
5）底面回波 a) 底波消失，缺陷很高或缺陷波出现多次反射，大多为与探测面平行 的大面积缺陷，如缩孔、夹层、大裂纹等； b) 底波消失或很低，缺陷波很低或无缺陷，可能是靠近探测面很近的 大面积且与探测面倾斜的大缺陷； c) 出现密集的互相此起彼落的缺陷回波。
8.2 铸件超声波探伤
8.2.5 铸钢件探测条件的选择 1）仪器、探头 仪器符合JB/T10061-1999，纵波直探头2-2.5MHZ，横波斜探头0.5-2MHZ，纵波 双晶探头2-2.5MHZ。 2）试块 不允许存在等于或大于Φ2平底孔当量缺陷；用铸钢或低合金钢材料做，超声衰 减系数应与被探伤铸钢件材衰减系数相同或相近；试块侧面要标明名称，编号， 材质，透声性。 3）探测表面与耦合剂 探测面光洁度：铸造表面：Ra≤12.5μm。 探测面粗糙度：机加工表面：Ra≤10μm。 耦合剂：可选用粘度较大耦合剂。 4）透声性测试 在铸钢厚度相同区域内，至少测三点取平均值， 测得B1和B2的dB差愈大，说明透声性愈差。 5）铸钢件超声波探伤适应性判断
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8.1 锻件超声波探伤
8.1.4 扫描速度和灵敏度调节 • 扫描线比例调节 纵波直探头：试块上调节、利用工件调节； 横波斜探头：以内外壁V形槽按声程或深度比例调节。 • 探伤灵敏度 底波调节法： PB 2x ( x 3N ) 大平底面、实心圆柱体： 20 lg P 20 lg 2
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8.1 锻件超声波探伤
8.1.2 探伤方法概述 • 轴类锻件探伤 纵波（直探头）可在轴的园周方向进行径向检测，辅助端面的轴向检 测；横波斜探头作周向及轴向检测。
• 饼类、碗类锻件 直探头端面检测，大于400mm，从相对的 两端面检测，重要的或厚度大的还要从外 圆面进行径向检测。
• 筒型锻件 纵波（单、双晶直探头）：单探头探测 时，探头置于筒形锻件外园面、内园面和 端部探测。 横波斜探头：轴向、周向探测，一般正、 反两方向各探测。
8.1 锻件超声波探伤
8.1.5 缺陷位置和大小的测定
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缺陷位置测定 根据缺陷波在水平扫描线上位置和扫描速度（或底波位置） 确定。 缺陷大小测定 1）缺陷当量测定： 当量试块直接比较法、当量计算法、当量曲线法、AVG曲线 定量法。 2）缺陷长度测量法 Байду номын сангаасdB（半波高）测长法、全波消失法。 3）比例作图法 起始测定点的选择→ 逐点测量→记录内容→绘制截面图→ 描出缺陷形状
8.1.7几种典型缺陷波形 缩孔和缩管； 疏松； 夹杂物； 裂纹； 白点； 晶粒粗大。
8.1.8 锻件质量评定：按JB/T4730－2005标准评定。
表6 由缺陷引起底波降低量的质量分级 dB
等级 底波降低量 BG/BF Ⅰ ≤8 Ⅱ >8~14 Ⅲ >14~20 Ⅳ >20~26 Ⅴ >26
注：本表仅适用于声程大于近场区长度的缺陷。
白点：中心部位，回波清晰，尖锐，底波 下降或消失。
8.1 锻件超声波探伤
8.1.6 缺陷回波判别 4）游动回波 定义：当探头在工件表面探测移动时，荧光屏扫描线 上缺陷波会随之游动，这说明缺陷波相对于检测点 至缺陷反射面位 置在不断变化，这种波称游动回 波，在轴类工件中常见。 一般游动范围达25mm时才算游动回波。
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外圆周向测长时缺陷指示长度： L L ( R x ) f f1
R
内孔圆周向测长时缺陷指示长度：L f L ( R x f 2 )
R
8.1 锻件超声波探伤
8.1.6 缺陷回波判别 1）单个缺陷回波 间隔大于50mm，波高大于Φ2当量，如单个夹层，裂纹等。 2）分散回波 工件中分布面广，缺陷间距大，在50×50×50mm3立体内少 于5个，波高大于Φ2。 3）密集缺陷 可能是疏松、非金属夹杂、白点或成群小裂纹。 3.16 密集区缺陷 a cluster of flaws 在荧光屏扫描线相当于50mm声程范围内同时有5个或5个以 上的缺陷反射信号；或是在50mm×50mm的检测面上发现 在同一深度范围内有5个或5个以上的缺陷反射信号。其反 射波幅均大于某一特定当量缺陷基准反射波幅。
8.2 铸件超声波探伤
8.2.8 质量等级评定
区面积105mm2（317×317正方形），尽可能使严重的缺陷位于 评定区内。
铸钢件壁厚层次划分 铸钢件厚度<90mm，外层，内层，外层各占1/3，铸钢件厚度 >90mm时，任一表 面以30mm范围（两外层厚各为30mm）为外 层，其余中心部分为内层。
往年考题举例
3、用2.5P20Z探头检测厚度为400的饼形钢锻件， CL=5900m/s，问： （1）如何利用200/φ4的CSI-4平底孔试块调节 400/φ2灵敏度，试块与工件表面耦合差为4 dB。 （2）如果利用底波调节灵敏度，底波高50 dB，衰 减系数α=0.01dB/mm，检测中在200 mm处发现 一缺陷高26 dB，求此缺陷的当量大小？
单个缺陷的当量转换成： φ4＋△dB
8.2 铸件超声波探伤
8.2.1 铸件的特点 组织不均匀； 组织不致密； 表面粗糙，形状复杂，不规则。 8.2.2 铸件中常见缺陷 气孔、缩孔、缩松、疏松、夹杂、裂纹等。 在铸件探伤中把缺陷分为两类： 平面型缺陷；非平面型缺陷。 8.2.3 铸件探伤的特点 透声性差、声耦合差、干扰杂波多、缺陷检测要求特殊。 8.2.4 铸件超声检测常用技术 缺陷反射波法、 二次缺陷反射波法、多次缺陷反射波法、 分层检测 法。