锻件的常见缺陷类型及其超声探伤（二）

上一节介绍到了锻件的常见缺陷及其产生原因，该节，我们将介绍锻件的超声探伤。对于形状较为对称的锻件，常有以下四类：轴类锻件、饼类锻件、碗类锻件、筒类锻件。

对于轴锻件我们常使用纵波的检测方法来探测其内部缺陷，而饼类、碗类和筒类锻件，这些方法也适用。下面以轴类锻件为例作简要分析。对于与轴向平行的缺陷（横向缺陷），我们一般将探头放置在轴端面上进行探测，而对于与轴向垂直的缺陷（纵向缺陷），则将探头放置在轴面上进行探测。而对于其他取向的缺陷，则有时候可以采用横波斜探头对其进行检测。如下图所示。而若是在役的车轴或机电轴，则因为已装上了车轮或者其他遮挡物，而不好在轴面上放置探头，此时可以使用爬坡探头在没有遮挡物处进行检测，爬坡探头有别与横波斜探头，其检测深度较浅。当是近表面的缺陷时（一般深度小于5mm），由于探头盲区的影响，则纵波直探头和横波斜探头不适用，此时可使用双晶探头扫查。

对探测条件进行一些限制，能有效提高缺陷检出率，这些条件一般包括下面四种：探头的选择，耦合方式及扫查，试块及探伤时机的选择。探头一般要根据锻件的晶粒粗细进行选择，对与直探头，一般选用晶片直径10-30mm，频率2.5-10MHz的。耦合方式一般为接触耦合或液浸耦合，所用试块则多用平底孔试块，探伤的时机一般选择在热处理后和加工前这段时间。

设备灵敏度调节一般有底波法和试块法，具体操作步骤可以参考本网站前面所发表的文章。特别要注意的是底波法适用条件是检测的深度要大于3N，而试块法也有同声程和不同声程两种。缺陷位置和大小的测定，位置可由比例系数和屏幕上的波的位置经过简单计算得出，而大小可用当量计算法和测长法进行，当是平面检测时，可用探头移动的距离测长。对于评定则以单个缺陷、底波和密集缺陷按所用标准进行分级评定。

下面以钛合金锻件的检测为实例作相应讲解。钛合金锻件具有比重小（约4.5）、熔点高（1600℃）、塑性好，比强度高、耐蚀性强等特点，故常用于飞机和发动机的重要承载部件。它常出现的缺陷类型一般有铸造时出现的偏析型缺陷，例如β偏析、β斑、富钛偏析、α偏析、间隙型α稳定偏析（I型α偏析，周围常伴有细小的孔洞、裂纹，含有氧、氮等气体，脆性较大。）、富铝型α稳定偏析（II型α偏析，伴有裂纹并有脆性而构成危险性缺陷。）。夹杂也是该类构件常见的缺陷类型，一般多是高熔点、高密度的金属夹杂物，这些夹杂物容易导致裂纹的发生与扩展，所以是不允许存在的。而锻造工序主要产生的是锻造裂纹。产生原因一般是钛合金在高温时粘性大，流动性差，导热性不好，容易在锻件内部产生剪切带（应变线），当达到一定的严重成都时即导致开裂，这些裂纹的取向一般沿最大变形应力方向。

用纵波法，检测灵敏度要求高为1.2-12~16dB，可根据缺陷波、底波、杂波进行判断，再根据企业标准进行缺陷的评级。

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