钢中的白点的检验
1997年9月钢 铁 研 究第5期(总第98期)September 1997ResearchonIron&SteelNo.5 (Sum98)
钢中的白点的检验隋 然(湖南省进出口商品检验局)
摘 要 提出了检验白点时应区分不可逆氢脆白点和可逆氢脆白点,讨论了不可逆氢脆白点和发裂的关系,对检验白点的各种方法进行了评论。关键词 不可逆氢脆白点 可逆氢脆白点 发裂 检验方法
INSPECTIONFORWHITESPOTSuiRan(HunanImp.&Exp.CommodityInspectionBurean)
Synopsis Itisproposedthatnon-reversiblehydrogenbrittlenesswhitespotsandreversiblehydrogenbrittlenesswhitespotsmustbedifferentiateininspection.Relationbetweennon-re2versiblehydrogenbrittlenesswhitespotsandhairlinecracksarebrieflydiscussed.Somecommentsaremadeoninspectionmethodsforwhitespots.Keywords non-reversiblehydrogenbrittlenesswhitespots reversiblehydrogenbrittlenesswhitesoots hairlinecracks inspectionmethod
1 前 言白点是一种氢致缺陷。因为具有氢脆性,所以在机械制造业中不允许其存在,特别是在锅炉、压力容器、桥梁、航空航天和航海等工程和设备中,尤为如此。准确地鉴别和检验白点,科学地评定白点,对于既保证使用安全又避免因误判而造成钢材浪费是至关重要的。2 不可逆氢脆白点与可逆氢脆白点2.1 区分两种白点的重要性白点有两种,一种是《GB7273-87金属热处理工艺术语》定义的白点,另一种是《GB3375-82焊接名词术语》定义的白点。两者虽然都是氢致缺陷,又都只称作“白点”,然而区别却很大。从形成条件上来看,前者钢中含氢量较后者为高[1];前者的形成与断裂前
的变形速度、变形量无关,而后者的形成则与之相关[2];前者不能通过热处理去除,只能通
过大改小的改锻或改轧来减轻或消除[1],而
后者则可以通过热处理或长时间室温置放加以消除[3]。从对使用的影响来看,前者对钢的强度,特别是塑性、韧性和疲劳极限的降低是全面的大幅度的[1,4],而后者则仅仅是较显著
的降低钢的塑性[2,3];前者只能将钢材判废或
联系人:隋然,高级工程师,长沙市(410007)湖南省进出口商品检验局二处・73・通过改锻或改轧将钢材大改小,后者则可随服役状态的不同可不出现而无危害,既使出现,也可以通过热生理或长时间置放而消除,不会造成废材或大改小。因此,两者不可等同视之。又由于前者也并非如《GB7232-87金属热处理工艺术语》所述只存在于钢坯、材和锻钢中,在焊缝金属中也有存在[4];后者也并非如《GB3375-82焊接名词术语》所述仅存在于焊缝中,在钢坯、材和锻钢中也有出现[1]。所以,在检验钢中白点时注意区分这两种不同的白点是很必要的。《GB7232-87金属热处理工艺术语》中定义的白点,一旦发现,材料便无法挽救,即具有不可逆氢脆性[2],即使通过改锻或改轧使钢材大改小以使气泡压合,也只能降低强度等级使用。《GB3375-82焊接名词术语》定义的白点,通过去氢热处理不会形成,小于一定的塑性变形量或用高的应变速率(如冲击)也不会形成,即具有可逆氢脆性[2]。因此,笔者认为前者宜称为不可逆氢脆白点,后者宜称为可逆氢脆白点[5]。如此,可以避免泛称“白点”而混淆,又能反映出两种不同白点各自的本质。尽管有人将后种白点视其形貌称作“鱼眼”以示区分,但是又容易与产生于表面层内侧的疲劳源的称谓“鱼眼”相混淆。2.2 两种白点的特征及区分2.2.1 不可逆氢脆白点,无论是拉伸试验的试样断口还是冲击试验的试样断口上都可以出现;可逆氢脆白点只出现在拉伸试验的试样断口上,特别是慢速拉伸的试样断口,在冲击试样断口上从未发现过[1]。2.2.2 不可逆氢脆白点,在断口检验之前就已经存在,因为它是钢快速冷却至低温(一般为250～100℃)下形成的,甚至是在冷至室温后置放过程中形成的,因而它的存在与形成断口前的变形速度、变形量无关;可逆氢脆白点,仅在拉伸过程中受到较大应力而产生一定量的塑性变形或积聚一定的能量时才形成,因而它的存在与形成断口前的变形速度、变形量密切相关,变形速度愈大愈不易出现,
没达到一定的塑性变形量也不会出现。2.2.3 不可逆氢脆白点的形成有一孕育期(或称为潜伏期)[4],可逆氢脆白点则是在拉
伸至开始不均匀塑性变形(颈缩)段瞬间形成的[3]。前者在置放期还可产生新的、长大和相互连接而扩大[4],后者则不存在此现象。
2.2.4 不可逆氢脆白点在断口上的形貌多呈圆形、椭圆形,个别呈鸭嘴裂口形,为银白色斑点。合金钢断口上的白点比碳素钢断口上的白点明亮,新断口上的白点明亮而在空气中置放久了因氧化而变暗。虽然如此,此种白点与夹杂物及其他缺陷仍是很容易区分的。因为此种白点的断口表面很洁净,极少见到夹杂物。有时经淬火的试样被打断后,边缘呈现黑色斑点,这与暴露在试样表面上的白点在淬火加热时白点壁与空气接触被氧化有关,所以有人称其为“露头白点”。可逆氢脆白点在断口上多呈圆形,也有椭圆形,也为银白色斑点,白点的中心有一暗色的核心,该核心是材料内部的宏观缺陷,如气孔、夹渣等,形似鱼眼,俗称为“鱼眼”或“鱼眼型白点”。2.2.5 不可逆氢脆白点生成后随温度的降低和置放时间的延长,白点长大和相互连接而扩大,其直径范围可以从零点几毫米至数十毫米,个别也有大至百毫米的[4]。可逆氢脆白点的大小受钢中的氢含量的限制和在拉伸应力作用下氢原子的扩散速度所控制,此外,
还往往同暗色核心的大小有关,核心愈大的白点也愈大,因此,其直径范围为毫米量级,
一般不过10mm[3]。2.2.6 不可逆氢脆白点的断口表面有粗晶粒和细晶粒之分,个别也有与基体晶粒度相似的。这主要取决于钢的热变形终了温度和变形程度,终锻(轧)温度愈高、变形程度愈小,则晶粒愈粗大[1,6]。此外,与热处理也有关,淬火后的断口上,其白点表面晶粒度粗于基体的晶粒度。可逆氢脆白点断口表面晶粒总是粗于基体晶粒[1]。
・83・2.2.7 不可逆氢脆白点平面,在轧材中常平等于轧制方向,在锻件中与变形方向联系较小,在铸件中为随意方向。可逆氢脆白点平面则总是垂直于拉伸方向[1]。2.2.8 存在不可逆氢脆白点的钢,其强度特别是塑性、韧性和疲劳极限均大幅度降低;而存在可逆氢脆白点的钢,只显著降低塑性,基本上不影响强度(略增加),对韧性毫无影响[2,4]。2.2.9 通过去氢处理(150℃以上加热)或室温长时间(6～7个月以上)放置,不消失的白点为不可逆氢脆白点,消失了的白点为可逆氢脆白点。根据上述,不难将两种白点鉴别开来。3 白点与发裂不可逆氢脆白点的真实形貌是斑点状的脆性开裂小区域,在断口上所见到的是小区域开裂的壁面,所以仍呈现斑点状。在垂直于斑点平面的截面上呈锯齿形细如发丝的小裂缝,故很多文献中又都将此种白点称为“发裂”。这种白点裂缝的两端与两壁很明显,由裂缝到正常金属是突变而不是逐渐过渡。由于它是金属材料在冶炼、锻轧、焊接或电镀、酸洗过程中吸收了过量的氢气而造成的内部氢脆,所以多数位于钢材(件)的心部或心部附近,接近钢材(件)的表面是极少有白点裂缝的。由于此种白点的生成条件不同,有呈辐射状、同心圆状、沿锻造十字的偏析区分布的。除此之外,钢的某些低强度区(如区域偏析,钢在轧制或锻造时的单向延长所造成的各向异性)对白点裂缝的分布、方向都有影响。白点的直径与其发裂的长度相对应,因为两者系同一事物在不同截面上的不同表现形态而已。应当指出的是,白点固然是发裂,但发裂不一定是白点。白点只能出现在钢材(件)的内部,而发裂仅仅是发丝状的细小裂缝而已,它可以出现在内部也可以出现在表面,所以国外又有将其称为“内部发裂”以示区别。既使如此,内部发裂可以氢致,也可以非氢致。氢致者钢质变脆,甚至会完全失去范性,又加上了发裂的应力集中作用;而非氢致者钢质本身的塑性没有变化,仅仅是发裂的应力集中或其他因素的作用。因此,两者对钢的危害程度是不同。而且,还容易与“发纹”相混淆[2]。所以,不宜将发裂视为白点的同义语,
否则会造成误解误判。发裂是否就是白点,还需断口检验法加以验证。可逆氢脆白点在拉伸试验前及拉伸试验中发生颈缩前是不存在的,只有在颈缩开始至断裂前,过拉伸试样的轴心线的纵剖面内才能见到白点的另一位向形态—发裂。
4 白点的检验方法的对比分析4.1 标准方法4.1.1 GB1814-79钢材的断口检验法该方法是将预先刻槽的试样用动载荷(冲击)折断成断口的检验法。显然,它不能用
来发现和检验可逆氢脆白点,只适用于不可逆氢脆白点的检验。另外,从其“断口分类”中对白点断口的描述看,与GB7273-87同出一辙,所以,该方法是不可逆氢脆白点的检验方法。就是用于不可逆氢脆白点检验也还存在两个问题。其一是,事先经刻槽的试样,冲击断裂方向会沿刻槽行进,从而大大地减少了暴露白点的几率,若是白点数量少时,还可能发现不了白点。应当采用不刻槽试样,使其断裂沿白点裂缝走向行进,既使冲击能量不足以一次击断,也应先用酸蚀法检出发裂后沿发裂走向刻槽,以提高发现白点的向率。其二是,该方法标准对白点断口的描述有“一般多分布在偏析区内”,容易造成误解。事实上,优质高合金钢小型锻件中的白点分布与偏析之间没有任何联系,只有大型锻件中的白点多位于偏析区或从偏析区开始[8]。该方法与其说是检验白点的方法,不如
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金相检验
二、要求
1．满意的屈强指标 一般控制屈强比在0.6~0.8 范围
2．良好的韧性、塑性。
3．合理的成分和组织
压力容器安全技术监察规程中规定，用于焊接 结构压力容器主要受压元件的碳钢和低碳钢，其 含碳量（质量分数）不应大于0.25%，为保证 材料具有良好的可焊性和加工工艺性，一般控制 碳当量不大于0.45%。
（5）测定操作：通常在100×下操作，脱炭层深度以毫米表示， 也可以零件厚度（或直径）的百分数表示。
二、钢的平均晶粒度测定
1．执行标准 GB/T 6394-2002 2．试样制备 （1）取样：应在交货状态的材料上切取，其部位和数量按标准或技
术条件规定
（2）制样：按金相试样磨制过程进行 （3）浸融：按相应标准规定 3．测定方法：比较法、截点法、面积法 （1）比较法：通过与标准评级图对比来评定平均晶粒度，此法适宜
（3）根据夹杂物形态和分布，标准图谱分为A、B、C、 D、DS五大类，评定级别从0.5级到3级。
第五章 压力容器用材及组织鉴别
1 压力容器用材特点及要求 一、特点 1．压力容器用材要能承受高温、高压、真
空、低温、高变载荷等的作用。 2．压力容器用材目前仍以钢材为主，少量
使用非金属材料。随着科技发展，有色金 属在特殊结构压力容器中的应用日渐增多。
三 试样
1．取样 应选取能代表全体的部位，根据检验目 的，一般有以下几种取样方式：
（1）表面取样：检验淬火裂纹，磨削裂纹等缺 陷
（2）两端取样：检验钢锭及钢坯
一个轴向（纵割）--显示纤维流线，条带组
织等
二到三个横向（横截面）--显示白点、偏析、
疏松，皮下气泡等
2．制样 一般要求试样表面粗糙〈Ra1.6μm
炼钢造成结疤的主要原因有哪些
炼钢造成结疤的主要原因有哪些碳素钢在冶炼和轧制(锻造)加工过程中，由于设备、工艺和操作等原因造成钢的欠缺。
主要包括结疤、裂纹、缩孔残余、分层、白点、偏析、非金属夹杂、疏松和带状组织等。
结疤钢材表面未与基体焊合的金属或非金属疤块。
有的部分与基体相连，呈舌状;有的与基体不连接，呈鳞片状。
后者有时在加工时脱落，形成凹坑。
炼钢(浇铸)造成的结疤，疤下一般有肉眼可见的非金属夹杂。
轧钢造成的结疤一般称"轧疤"，疤下一般仅有氧化铁皮。
炼钢(浇铸)造成结疤的主要原因有:(1)上铸锭未采取防溅措施或下铸锭开铸过猛造成飞溅结疤。
(2)下铸锭保护渣性能不佳或模子不清洁、不干燥，造成钢锭(连铸坯)表面或皮下夹杂、气泡和重皮。
(3)模壁严重缺陷或铸温过高造成凸疤和粘模，经轧制或锻压加工演变为结疤。
轧钢方面造成结疤的原因有:(1)成品前某道(架)轧辊或导卫装置缺陷或操作不当造成轧件凸包、耳子、划疤，经再轧形成结疤。
(2)钢坯火焰清理清痕过陡或残渣未除净，外物落在钢坯上被轧成结疤。
结疤缺陷直接影响钢材外观质量和力学性能。
在成品钢材上不允许结疤存在。
对结疤部位可进行磨修，磨修后钢材尺寸应符合标准规定。
为了减少和消除结疤，一是炼钢、轧钢要改进有关工艺和操作，二是对钢坯表面缺陷部位进行重点清理或全面扒皮清理。
裂纹按裂纹形状和形成原因有多种名称，如拉裂、横裂、裂缝、裂纹、发纹、炸裂(响裂)、脆裂(矫裂)、轧裂和剪裂等。
从炼钢、轧钢到钢材深加工几乎每道工序都有造成裂纹的因素。
(1)炼钢方面。
钢中硫、磷含量高，钢的强度、塑性低;铸锭浇铸(模铸、连铸)温度过高，浇铸速度过快，铸流不正;钢锭模、结晶器设计不合理;冷却强度不足或冷却不均，造成激冷层薄或局部应力过大;钢锭模有严重缺陷或保温帽安装不良造成钢锭凝固过程悬挂;保护渣性能不佳，模子潮和各种浇铸操作不良都能造成钢锭表面质量不佳，在钢材上形成裂纹(图2)。
(2)轧钢(锻造)方面。
超声波检测二级试题库(UT)(含答案)(三)
无损检测超声波试题(UT)第三部分5.11 无缝钢管缺陷分布的方向有；（）A、平行于钢管轴线的径向分布B、垂直于钢管轴线的径向分布C、平行于钢管表面的层状分布D、以上都可能5.12 小口径钢管超探时探头布置方向为：（）A、使超声沿周向射入工件以探测纵向缺陷B、使超声沿轴向射入工件以探测横向缺陷C、以上二者都有D、以上二者都没有5.13 小口径无缝钢管探伤中多用聚焦探头，其主要目的是：（）A、克服表面曲率引起超声散焦B、提高探伤效率C、提高探伤灵敏度D、以上都对5.14 钢管原材料超探试样中的参考反射体是：（）A、横孔B、平底孔C、槽D、竖孔5.15 管材横波接触法探伤时，入射角的允许范围与哪一因素有关（）A、探头楔块中的纵波声速B、管材中的纵横波声速C、管子的规格D、以上全部5.16 管材周向斜角探伤与板材斜角探伤显著不同的地方是（）A、内表面入射角等于折射角B、内表面入射角小于折射角C、内表面入射角大雨折射角D、以上都可能5.17 管材水漫法探伤中，偏心距x与入射角α的关系是（）。
（rR为管材的内外半径）5.18 管材自动探伤设备中，探头与管材相对运动的形式是（）A、探头旋转，管材直线前进B、探头静止，管材螺旋前进C、管材旋转，探头直线移动D、以上均可5.19 下面有关钢管水浸探伤的叙述中，哪点是错误的（）A、使用水浸式纵波探头B、探头偏离管材中心线C、无缺陷时，荧光屏上只显示始波和l～2次底波D、水层距离应大于钢中一次波声程的1／25.10 钢管水浸聚焦法探伤中，下面有关点聚焦方法的叙述中，哪条是错误的？（）A、对短缺陷有较高探测灵敏度B、聚焦方法一般采用圆柱面声透镜C、缺陷长度达到一定尺寸后，回波幅度不随长度而变化D、探伤速度较慢5.21 钢管水浸聚焦法探伤时，下面有关线聚焦方式的叙述中，哪条是正确的？（）A、探伤速度轻快B、回波幅度随缺陷长度增大而增高C、聚焦方法一般采用圆柱面透镜或瓦片型晶片D、以上全部5.22 使用聚焦探头对管材探伤，如聚焦点未调到与声束中心线相垂直的管半径上，且偏差较大距离，则会引起（）A、盲区增大B、在管中折射发散C、多种波型传播D、同波脉冲变宽6.1 锻件的锻造过程包括：（）A、加热形变，成型和冷却B、加热，形变C、形变，成型D、以上都不全面6.2 锻件缺陷包括：（）A、原材料缺陷B、锻造缺陷C、热处理缺路D、以上都有6.3 锻件中的粗大晶粒可能引起：（）A、底波降低或消失B、噪声或杂波增大C、超声严重衰减D、以上都有6.4 锻件中的白点是在锻造过程中哪个阶段形成：（）A、加热B、形变C、成型D、冷却6.5 轴类锻件最主要探测方向是：（）A、轴向直探头探伤B、径向直探头探伤C、斜探头外圆面轴向探伤D、斜探头外圆面周向探伤6.6 饼类锻件最主要探测方向是：（）A、直探头端面探伤B、直探头翻面探伤C、斜探头端面探伤D、斜探头侧面探伤6.7 筒形锻件最主要探测方向是：（）A、直探头端面和外圆面探伤B、直探头外圆面轴向探伤C、斜探头外四面周向探伤D、以上都是6.8 锻件中非金属夹杂物的取向最可能的是：（）A、与主轴线平行B、与锻造方向一致C、占锻件金属流线一致D、与锻件金属流线垂直6.9 超声波经液体进入具有弯曲表面工件时，声束在工件内将会产生：（）A、与液体中相同的声束传播B、不受零件几何形状的影响C、凹圆弧面声波将收敛，凸圆弧面卢波将发散D、与C的情况相反6.10 锻钢件探测灵敏度的校正方式是：（）A、没有特定的方式B、采用底波方式C、采用试块方式D、采用底波方式和试块方式6.11 以工件底面作为灵敏度校正基准，可以：（）A、不考虑探测面的耦合差补偿B、不考虑材质衰减差补偿C、不必使用校正试块D、以上都是6.12 在使用2.5MHz直探头做锻件探伤时，如用400mm深底波调整Φ3mm平底孔度，底波调整后应提高多少db探伤？（晶片直径D=14mm）（）A、36.5dbB、43.5dbC、50dbD、28.5db6.13 在直探头探伤，用2.5MHz探头，调节锻件200mm底波于荧光屏水平基线满量度10。
断口检验
金相钢铁知识
• 一：生铁
• 生铁是含碳量2.11%~6.67%并含有非铁杂质较多的 铁碳合金。生铁的杂质元素主要是硅、硫、锰、磷等。 生铁质硬而脆，缺乏韧性，几乎没有塑性变形能力， 因此不能通过锻造、轧制、拉拔等方法加工成形。但 含硅高的生铁（灰口铁）的铸造及切削性能良好。 • 生铁是高炉产品，按其用途可分为炼钢生铁和铸造生 铁两大类。习惯上把炼钢生铁叫做生铁，把铸造生铁 简称为铸铁。铸造生铁通过锻化、变质、球化等方法 可以改变其内部结构，改善并提高其机械性能，因此， 铸造生铁又可分为白口铸铁、灰口铸铁、可锻铸铁、 球墨铸铁和特种铸铁等品种。
• 三：钢 • 指的是含碳量在0.04%-2.3%之间的铁 碳合金 ，为了保证其韧性和塑性，含碳 量一般不超过1.7%。钢的主要元素除铁、 碳外，还有硅、锰、硫、磷等。其它成 分是为了使钢材性能有所区别。
• 四：日常中的生铁与熟铁区别
• 1、常用的铁锅，分为生铁锅和熟铁锅两种 。生铁锅 是选用灰口铁熔化用模型浇铸制成的，熟铁锅使用黑 铁皮锻压或手工捶打制成。生铁锅质脆容易破裂，一 般都较为笨重、厚实，不易散热，传热也没有熟铁锅 快。熟铁锅质韧，一般较轻且薄，传热快但热量很容 易散失。生铁锅是脆性材料，敲击后，声音生硬；熟 铁锅是软性材料，敲击后，听上去声音闷。生铁锅是 铸造而成，表面粗糙，锅身厚重，拿在手里感觉很沉； 熟铁锅冲压而成，表面光滑，锅身轻薄如铁皮状，制 作过程一般是煅打或冲压成型。 尽管近年来工艺进步， 这二者的差别缩小，但是还是可以看出来。
• 二：熟铁 • 指含碳量0.1%以下的铁，又被称为软铁、 锻铁。最早是用木炭还原铁矿石得到的， 后来用生铁和氧化铁在反射炉中高温搅 炼制成。由于搅炼温度较低，只能得到 半熔融状态的渣铁混合物，须经锻打， 挤掉渣子，去除杂质，得到熟铁。 • 熟铁由于质地软，塑性好，容易变形， 强度和硬度均较低，因此用途不广 。
低倍组织检验
试样的保存： 为了将试样保存一定的时间，建议采用下列方法： a、中和法：用10％氨水酒精溶液浸泡后，再以热水冲洗刷净，并吹干； b、钝化法：短时间地浸入浓硝酸(大约5 s)；钝化后的试样用热水冲洗刷 净并干燥；
c、涂层保护法：涂清漆、塑料膜等
d、典型低倍组织用数码相机将图像拍照下来，供以后学习参考。
钢的低倍检验
董孟宪
概述
低倍检验的地位 在产品验收、新品试制、工艺调整与控制方面占有十分重要的地位。 低倍检验为金相检验的一部分，低倍相对于高倍而言。 低倍试验包括酸蚀低倍、塔形发纹、S印、P印、流线等方法。 验收检验项目： 1、圆钢 （优质、高级优质、特级优质）
1）优钢：横截面酸浸低倍组织为合格级别： 一般疏松、中心疏松、锭型偏析，而低倍缺陷一 般要求不得有目视可见的缩孔、气泡、裂纹、夹杂、翻皮和白点等。 2）合结钢：横截面酸浸低倍组织为合格级别： 一般疏松、中心疏松、锭型偏析、一般点状偏 析、边缘点状偏析，而低倍缺陷一般要求不得有目视可见的缩孔、气泡、裂纹、夹杂、翻皮 、白点、晶间裂纹等。 3）轴承钢：产品标准自带评级标准，横截面酸浸低倍组织为合格级别： 一般疏松、中心疏松 、锭型偏析、一般点状偏析、边缘点状偏析，而低倍缺陷一般要求不得有目视可见的缩孔、 皮下气泡、裂纹、夹杂、白点、过烧等 2、圆坯、方坯 1） 管坯横截面酸浸低倍组织试片上的中心疏松、 缩孔、 中心裂纹、 中间裂纹、 皮下裂纹、 皮下气泡应按附录A评定， 其合格级别应分别不大于2 级。结晶组织。 2）优钢及合结钢按YB/T153-1999,评定项目：中心疏松、中心偏析、缩孔、内部裂纹（角部 裂纹、皮下裂纹、中间裂纹、中心裂纹） 、皮下气泡、非金属夹杂物、白亮带、夹渣、异金 属夹杂、翻皮等。 优质非合金钢、 特殊质量非合金钢、 合金钢连铸坯应按 Y B / T1 5 3 进行低倍组织评定， 其合格级别由供需双方协商确定， 如供方能保证低倍合格， 可不作检验 普钢、高强钢方坯参照YB/T153-1999进行评定。
钢的缺陷分类
低倍下钢的缺陷的分类、特征、产生原因及评定原则1.一般疏松：特征：在酸浸试片上表现为组织不致密，呈分散在整个截面上的暗点和空隙。
暗点多呈圆形或椭圆形，空隙在放大镜下观察多为不规则的空洞或圆形针孔。
这些暗点和空隙一般出现在粗大的树枝状晶主轴和次轴之间，疏松区发暗而轴部发亮，当亮区和暗区的腐蚀程度差别不大时则不产生凹坑。
产生原因：钢液在凝固时，各结晶核心以树枝状晶形长大，在树状晶主轴和各次轴之间存在着凝固时产生的微孔系析集，一些低熔点的组元，气体和非金属夹杂物，这些微孔系和析集的物质经酸洗腐蚀后呈现组织疏松。
评定原则：根据分散在整个截面上的暗点和空隙的数量、大小及他们的分布状态，并考虑树枝状晶的粗细程度而定。
2.中心疏松：特征：在酸浸蚀试片的中心部位，呈集中分布的空隙和暗点，他和一般的疏松的主要区别是空隙和暗点仅存在于式样的中心部位，而不是分布在整个截面上。
产生原因：钢液在凝固是体积收缩引起的组织疏松及锭中心部位因最后凝固时气体析集和夹杂物聚集较为严重所致。
评定原则：以暗点和空隙的数量，大小及密集程度而定。
3.锭型偏析：特征：在酸浸试片上呈腐蚀较深的，并由暗点和空隙组成的，与原锭型横截面形状相似的纽带，一般为方形。
产生原因：在钢锭结晶过程中由于结晶规律的的影响，柱状晶区与中心等轴晶区交界处成分偏析和夹杂聚集所致。
评定原则：根据框形区域的组织树松程度和纽带的宽度加以平定。
必要时可测量偏析框边距离试片表面的最近距离。
4.斑点状偏析:特征：呈现不同形状和大小的暗色斑点，不论暗色斑点与气泡是否同时存在，这种统称为斑点状偏析。
当斑点分散分布在整各截面上时称为一般斑点状偏析；当斑点存在于试片边缘时称为斑点状偏析。
评定原则：一斑点的是量大小和分布状况而定。
5.白亮带：特征：呈现抗腐蚀能力较强，组织致密的亮白色或浅白色框带。
产生原因：连铸坯在凝固过程中，由于磁搅拌不当钢液凝固前沿温度梯度减小，凝固前沿聚集溶质的钢液留出而形成白亮带。
酸浸试验和发纹试验(素材)
1.一般疏松一般疏松在横向酸浸试样上表现为组织不致密，整个截面上出现分散的暗点和空隙。
暗点之所以发暗是由于珠光体量明显增加，而暗点上的许多微孔则是因细小的非金属夹杂物和气体的聚集，经酸浸蚀后扩大而形成的。
因此可以说，暗点是碳，非金属夹杂物和气体的聚集而产生的。
至于空隙，则是非金属夹杂物被酸溶解遗留下来的孔洞。
钢组织疏松对钢的横向力学性能（断面收缩率，断后伸长率和冲击吸收功）影响较大。
钢材拉断时，裂断多出现在空隙处。
评级时应考虑分散在试样整个截面上的暗点和空隙的数量，大小及其分布状态，并考虑树枝状晶的粗细程度而定。
当暗点，空隙的数量多，尺寸大，分布集中时，则级别较高，反之则级别较低，如果3-5所示。
2.中心疏松中心疏松在横向酸浸试样上表现为空隙和暗点都集中分布在中心部位。
它是钢锭最后结晶收缩的产物。
由于气体，低熔点杂志，偏析组元都在中心部位最后凝固，所以该部位易被腐蚀，酸浸后出现一些空隙和较暗的小点。
轻微中心疏松对钢的力学性能影响不大。
但是，严重的中心疏松影响钢的横向塑性和韧性指标，且有时在加工过程中出现内裂，因此严重中心疏松是不允许存在的。
通常，根据中心部位出现的暗点及空隙的多少，大小和密集程度来评定中心疏松的级别。
如图3-6所示。
3.锭型偏析锭型偏析在横向酸浸试样上表现为腐蚀较深，由暗点和孔隙组成，与原锭型横截面形状相似的框带。
由于其形状一般为方形，所以又称方形偏析。
锭型偏析是钢锭结晶的产物。
在钢锭结晶过程中，柱状晶生长时把低熔点组元，气体和杂志元素推向尚未冷凝的中心液相区，便在柱状晶区与中心等轴晶区交界处形成偏析和杂志聚集框。
试验分析证明，锭型偏析框处的碳，硫，磷含量都比基体高，如图3-7所示。
锭型偏析使钢的横向断面伸长率，断面收缩率以及冲击吸收功降低。
锭型偏析的级别应根据框形的组织疏松程度和框带的宽度来评定。
4.斑点状偏析在横向酸浸试样上出现的形状和大小均不同的各种暗色斑点，这些斑点无论与气泡同时存在或单独存在，均统称为斑点状偏析。
锻件与铸件超声波探伤详细教程(附实例解析)
锻件与铸件超声波探伤详细教程（附实例解析）第六章锻件与铸件超声波探伤第六章锻件与铸件超声波探伤锻件和铸件是各种机械设备及锅炉压力容器的重要毛坯件。
它们在生产加工过程中常会产生一些缺陷，影响设备的安全使用。
一些标准规定对某些锻件和铸件必须进行超声波探伤。
由于铸件晶粒粗大、透声性差，信噪比低，探伤困难大，因此本章重点计论锻件探伤问题，对铸件探伤只做简单介绍。
第一节锻件超声波探伤一、锻件加工及常见缺陷锻件是由热态钢锭经锻压变形而成。
锻压过程包括加热、形变和冷却。
锻件的方式大致分为镦粗、拔长和滚压。
镦粗是锻压力施加于坯料的两端，形变发生在横截面上。
拔长是锻压力施加于坯料的外圆，形变发生在长度方向。
滚压是先镦粗坯料，然后冲孔再插入芯棒并在外圆施加锻压力。
滚压既有纵向形变，又有横向形变。
其中镦粗主要用于饼类锻件。
拔长主要用于轴类锻件，而简类锻件一般先镦粗，后冲孔，再镦压。
为了改善锻件的绍织性能，锻后还要进行正火、退火或调质等热处理。
锻件缺陷可分为铸造缺陷、锻造缺陷和热处理缺陷。
铸造缺陷主要有：缩孔残余、疏松、夹杂、裂纹等。
锻造缺陷主要有：折叠、白点、裂纹等。
热处理缺陷主要有：裂纹等。
缩孔残余是铸锭中的缩孔在锻造时切头量不足残留下来的，多见于锻件的端部。
疏松是钢锭在凝固收缩时形成的不致密和孔穴，锻造时因锻造比不足而末全焊合，主要存在于钢锭中心及头部。
夹杂有内在夹杂、外来菲金属夹杂栩金属夹杂。
内在夹杂主要集中于钢锭中心及头部。
裂纹有铸造裂纹、锻造裂纹和热处理裂纹等。
奥氏体钢轴心晶间裂纹就是铸造引起的裂纹。
锻造和热处理不当，会在锻件表面或心部形成裂纹。
白点是锻件含氢最较高，锻后冷却过快，钢中溶解的氢来不及逸出，造成应力过大引起的开裂，白点主要集中于锻件大截面中心。
合金总量超过3.5～4.0%和Cr、Ni、Mn的合金钢大型锻件容易产生白点。
白点在钢中总是成群出现。
二、探伤方法概述按探伤时间分类，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。
钢材进厂检验规范
精品原材料进厂检验标准本厂原材料包括：生产用外购钢材、外购标准件一、生产用钢材成品检验标准〔一〕钢材的材质报告、质量合格单、送货单〔数量、品种、规格〕等核对。
由采购员、库管员、专职质检员共同检验、校对、核实。
〔二〕几何形状的检验，由专职质检员负责检验。
几何形状的检验及控制项检验工程弯曲度平面度圆度脱方度外缘斜度控制工程影响正常使用的波浪度和瓢曲影响使用的椭四边及六边的长型钢等外边缘形弯曲度圆度状控制方法目测、直尺、平平板和平尺卡尺卡尺、角度仪直角尺、角度仪台〔三〕外表质量及尺寸和外形检验由专职质检员负责检验。
1.外表质量检验工程主要包括：气孔、裂纹、结疤、折叠和夹杂等2.承压用加工钢材外表质量：不得有肉眼可见的气孔、裂纹、结疤、折叠和夹杂等，如有缺陷必须清理。
3.尺寸与外形检验a.棒料棒料分为圆、方、六角、八角等形状，棒料的生产分为热轧、冷拉及锻制，均有尺寸精度规定，其中冷拉件尺寸精度尤为严格。
热轧圆钢直径和方钢边长允许偏差〔㎜〕圆钢直径 d 精度组别允许偏差备注方钢边长 d 1 组 2 组 3 组5.5 ～ 7 ±±±＞ 7～20 ±±±＞ 20 ～ 30 ±±±＞ 30 ～ 50 ±±本厂选择 3 组±＞ 50 ～ 80 ±±±＞ 80 ～ 110 ±±±＞ 110 ～ 150 ±±±＞ 150 ～ 190 ±±±＞ 190 ～ 250 ±±±热轧圆〔方〕钢弯曲、圆度、脱方允许偏差〔㎜〕弯曲度 mm 脱方度〔对角线长度不小于㎜〕圆度不大于工程每米弯曲总弯曲不边长≤50 ㎜边长＞ 50 ㎜直径≤40直径＞直径＞不大于大于40 ～85 85 1 总长边长倍边长倍2 4 总长度任何两边之差不两对角线之直径 50% 直径 70% 直径得大于边长公差差不得大于75% 3 6 总长度50% 公差的 70%锻造成品的检验标准一、按合同和锻件订货单和工艺上写明的锻件采用的标准、材料牌号、外形尺寸、重量、数量的核对和各种性能检测、无损探伤检验一、检验内容和方法外观质量1、外观质量形状、裂纹、伤痕、重皮、 1 、目测 2 、磁粉探伤 3 、平整、过烧着色 4 、超声波2、几何形状、尺寸外形、尺寸、余量、壁厚、 1 、量快量 2 、样板检 3 、错移、偏心、弯曲、翘曲、壁厚仪 4 、平板测5、V 型垂直垫铁内部质量1、低倍检验缺陷10~30 倍放大镜2、酸射法检验 2 、流线、枝晶、缩孔痕迹、横向或纵向断面检查容洞、夹杂、裂纹3、硫印法检验金属偏折〔硫分布不均〕取样分析过热、过烧、白点、分层、折断检验4、断口检验萘状、石状、层状、内裂、疏松、气泡、白斑、5、高倍检验非金属夹杂物 1 、显微镜 2 、材质分析金相组织三、性能检验检验工程条件检测方法和允差1 、每批次抽检 5% ，少于 5 件全检同钢号同热处理炉次 2 、同一件硬度差不超过40HB 硬度〔 HB 〕外形尺寸相同或相近 3 同一批硬度差不超过50HB4 、每件测三处5 、长件头、尾、中间各一处材料性能 1 、同钢号同热处理炉次外形尺寸相同或相1、每批抽控 2% ，少于两件近2、同一件只取一组试样〔一个2 、单件拉伸，两个冲击〕力学性能当力学性能试验结果不符合要求时，允许在靠近不合格试样的打印位置取双倍试样进行复试，复试结果全部符合要求。
中小锻件UT检测技术介绍
摸锻件的变形流线是与外表平行的， 摸锻件的变形流线是与外表平行的，检测 时要尽量使声束与外表面垂直， 时要尽量使声束与外表面垂直，采用水浸法比较 容易实现。 容易实现。 锻件的探伤需对表面和外形加工具有光滑 的表面，满足入射面的要求，以提高灵敏度。 的表面，满足入射面的要求，以提高灵敏度。 水浸法对工件表面的要求低与接触法。 水浸法对工件表面的要求低与接触法。
探测条件的选择 4.试块选择 4.试块选择 锻件探伤中，要根据探头和探测面的情况选择试块。 锻件探伤中，要根据探头和探测面的情况选择试块。 探测厚度＞3N底面与探测面平行时可采用计算法确定基准灵敏度 底面与探测面平行时可采用计算法确定基准灵敏度。 探测厚度＞3N底面与探测面平行时可采用计算法确定基准灵敏度。 探测厚度＜3N需采用标准试块确定基准灵敏度 需采用标准试块确定基准灵敏度。 探测厚度＜3N需采用标准试块确定基准灵敏度。 采用单晶直探头探测时调节探伤灵敏度和对缺陷定量时用CS 试块； CS采用单晶直探头探测时调节探伤灵敏度和对缺陷定量时用CS-Ⅰ试块； 工件小于45mm采用双晶直探头时调节探伤灵敏度和对缺陷定量时用CS 45mm采用双晶直探头时调节探伤灵敏度和对缺陷定量时用CS－ 工件小于45mm采用双晶直探头时调节探伤灵敏度和对缺陷定量时用CS－Ⅱ 试块。 试块。 47304.2.3对试块CS对试块CS CS－ 的要求： 4730-2005.3 4.2.3对试块CS-Ⅰ和CS－Ⅱ的要求： CS-Ⅰ单晶直探头标准试块 CSCSⅠ标准试块尺寸 CSⅠ标准试块尺寸 序号 CSⅠ-1 CSⅠ-2 CSⅠ-3 CSⅠ-4 L 50 100 150 200 D 50 60 80 80
探测条件的选择 2.耦合的选择 2.耦合的选择 在锻件探伤时，为了实现较好的声耦合，一般要求探测面的表面 在锻件探伤时，为了实现较好的声耦合， 粗糙度Ｒ 不高于6.3 6.3μ 表面平整均匀，无划伤、油垢、污物、 粗糙度Ｒa不高于6.3μm，表面平整均匀，无划伤、油垢、污物、氧化 油漆等。 皮、油漆等。 当在试块上调节探伤灵敏度时， 当在试块上调节探伤灵敏度时，要注意补偿块与工件之间因曲率 和表面粗糙度不同引起的耦合损失。 和表面粗糙度不同引起的耦合损失。 锻件探伤时，常用机油、浆糊、甘油等作耦合剂。 锻件探伤时，常用机油、浆糊、甘油等作耦合剂。当锻件表面较 粗糙时也可选用水玻璃作耦合剂。 粗糙时也可选用水玻璃作耦合剂。 3.扫查面的选择 3.扫查面的选择 锻件探伤时，原则上应在探测面上从两个相互垂直的方向进行全 锻件探伤时， 面扫查，扫查面积尽可能100%覆盖工件的表面。 100%覆盖工件的表面 面扫查，扫查面积尽可能100%覆盖工件的表面。在扫查时每条扫查轨 迹的宽度应互相有重叠覆盖，大致应为探头直径的15% 15%， 迹的宽度应互相有重叠覆盖，大致应为探头直径的15%，探头扫查的 移动速度不大于150mm/S 150mm/S。 移动速度不大于150mm/S。扫查过程中要注意观察缺陷波的情况和底 波的变化情况。 波的变化情况。 探测厚度大于400mm时应从相对的表面进行100%的扫查。 400mm时应从相对的表面进行100%的扫查 探测厚度大于400mm时应从相对的表面进行100%的扫查。