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钛合金锻件超声探伤的几个问题

2019-04-16   
钛合金存在如下缺点:例如变形抗力大、导热性差、缺口敏感性较大 (1.5左右)、显微安排的改变对机械功能影响较显着等,然后导致在冶炼、铸造加工和热处理时的复杂性。因而,选用无损检测技能以保证钛合金制品的冶金和加工质量,就是一个很重要的课题。除了一般锻件超声探伤办法中应当留意的问题外,钛合金锻件的超声探伤还有以下几个需求留意的问题。
  一. 原材料的冶金质量
  前面第二部分所述的缺点大部分是在原材料上就存在的,结合考虑我国钛工业生产的实际情况(原材料、工艺等),加上钛合金报价昂贵,加工困难,而且锻件的形状一般都比较复杂,使得锻件的超声探伤存在必定的困难(例如死角、盲区、勘探方向晦气等),为了将质量危险尽早阻绝在初始阶段,应该严厉把好原材料的冶金质量关,其超声检验标准应该从严要求,其办法也应该更为详细。
  例如,对钛合金圆棒,除了按一般周面360°的径向入射纵波探伤外,还应作周面360°的弦向横波探伤(折射角一般为45°),以保证发现直探头无法发现的表面和近表面缺点(例如径向裂纹)。关于钛合金方坯、饼坯、环坯等除了作笔直入射的纵波探伤外,考虑到或许存在沿铸造变形应变线发生的裂纹 (在横截面上多为近似45°取向)及某些歪斜取向的缺点,还应作折射角45°的径向横波探伤(国外有些标准还要求作水中5°入射纵波查看和折射角60°的径向、弦向横波查看,如英国的RPS705和美国的DPS4.713)。
  因为钛合金探伤灵敏度要求较高,故纵波探伤宜用5MHz,横波探伤用2.5MHz(两者在同一材料中波长适当)的频率。在鉴定、辨别缺点时,有时还要运用更高的频率(如苏联资料主张运用20MHz的频率)。
  二. 挑选适宜的检测办法
  1.为了保证钛合金锻件的质量,除了严厉操控原材料质量外,还有必要避免在后续热加工过程中呈现缺点,应该注重锻件的毛坯及半制品的超声探伤,以及制品阶段的X射线探伤、荧光浸透探伤和阳极化腐蚀等查看手法,其办法的选用原则上与一般锻件根本相同。
  2. 钛合金锻件的显微安排改变对其机械功能有较显着的影响,对超声探伤中的杂波水平及底波丢失的鉴定起到查看钛合金安排均匀性的效果,应予以充沛的注重。
  超声波在晶界及晶内相安排上的散射或许在荧光屏上以杂波闪现,也或许表现为声能衰减引起底波高度的下降(底波丢失),这两者与显微安排有必定的对应联系。根据这两项参数的鉴定,现已发现过粗晶、并排α安排(能形成低周循环疲惫功能下降的魏氏安排)等。
  就现在所作的作业来看,杂波水平高的钛合金显微安排,多表现为有完好显着的原始β晶界和平直细长的魏氏α安排(未变形的典型魏氏安排),或闪现有多且大的条块状α相,这类安排在机械功能上表现为强度目标下降。此外,某些铸造安排残留也或许形成杂波水平较高。但就一般的过热魏氏安排,假如其原始β 晶界及晶内相安排取向较紊乱无规则时,虽然这样的安排是欠好的,乃至从显微安排鉴定是不合格的,其杂波水平却不必定偏高,阐明杂波水平的鉴定现在还存在较大的局限性。
  在底波丢失的鉴定中,某些魏氏安排对超声脉冲的高频重量有较显着的衰减(如并排α安排),这在频谱仪上较易观察到(北京航空材料研究所钱鑫源等),但对工业生产上的大批量查看怎么运用普通超声探伤仪,选用最佳呼应频率的探头进行检测上存在必定的实际困难。
  应当阐明的是,现在对钛合金内部偏析也尚无牢靠有用的超声检测办法。
  总归,怎么运用超声波对各种不同显微安排的呼应到达操控钛合金的功能质量,是现在需求深入研究的课题(例如选用更高的、乃至上百兆赫的频率,以及运用电子计算机进行信息处理等)。虽然如此,在现在钛合金锻件及材料的超声探伤中,杂波水平与底波丢失的鉴定仍然是两项很有价值的目标。
  3.钛合金材料的超声探伤中,有时因为单个大晶粒或许部分的安排不均匀形成的安排反射会以单个反射信号的方式呈现,简单和真实的冶金缺点(如高密度夹杂物、裂纹、孔洞等)的反射信号相混杂,经过实验分析以为,这种反射信号或许是因为超声反射波的相位叠加所造成的。在这种情况下,选用小直径探头或聚集探头(缩小波束直径),进步超声频率,以相同的勘探灵敏度(平底孔直径相同的试块)从头鉴守时,会发现其反射信号起伏显着下降,有时乃至消失,而真实的冶金缺点的反射信号在这种情况下不会有显着改变。这种办法能够辨别钛合金中真实的冶金缺点与安排反射。
  当然,在钛合金的超声探伤中,也和其他材料的超声探伤相同,妄图仅以A型闪现的反射脉冲信号判别缺点的性质显然是不或许的,有必要结合详细探伤目标的材料成分特色、冶炼及铸造加工工艺,以及辅以其他无损检测手法(如X射线照相、浸透、超声C扫描等等),加上探伤人员本身的经历水相等进行归纳分析判别,必要时还要进行解剖验证(包含微观、高倍,乃至电子显微镜、电子探针等手法)。因而,现在在钛合金锻件及原材料超声探伤中,其质量检验标准根本上仍以回波信号的参数为根据。
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