01白點(diǎn)的超聲波探傷

1、?？∶裾撐募?頁(yè)第1頁(yè)白點(diǎn)的超聲波探傷西安冶金機(jī)械廠實(shí)驗(yàn)室我廠在最近幾年中曾解剖過(guò)9種工件，經(jīng)探傷確認(rèn)為白點(diǎn)缺陷。被檢工件最小直徑為240mm，最大為郵900mm。有合金鋼，也有碳素鋼。白點(diǎn)易產(chǎn)生在截面大的鍛鋼工件的中間部位，如材質(zhì)為38SiMnMo的大齒輪（粗加工前的尺寸見(jiàn)圖1；加工后的尺寸見(jiàn)圖2），其白點(diǎn)就是產(chǎn)生在距平面50～175mm、距園周面約30mm或50mm的范圍內(nèi)。圖3為白點(diǎn)的低倍照片，圖4為其縱向斷口照片。從圖4可以看

2、到明顯的橢圓形白點(diǎn)。實(shí)踐證明：合金鋼產(chǎn)生白點(diǎn)要比碳素結(jié)構(gòu)鋼敏感，并以含鎳、鉻、錳等元素的合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼的白點(diǎn)敏感性最大，而奧氏體鋼、純鐵素體及萊氏體鋼中沒(méi)有白點(diǎn)。合金鋼中的白點(diǎn)，其尺寸一般都較大。在軸類(lèi)工件中常呈放射型環(huán)狀分布，即缺陷走向呈放射型，其分布集中在一個(gè)環(huán)形的帶狀區(qū)域內(nèi)。我們?cè)诮馄什馁|(zhì)為38CrSiMnMo的4m3電鏟主動(dòng)軸（粗加工后的尺寸為2401250mm）時(shí)，所見(jiàn)到的白點(diǎn)缺陷就是這樣分布的（圖5）。碳素鋼中的白點(diǎn)

3、，由于其含氫量少、組織應(yīng)力小等原因，雖然也集中分布，但其尺寸一般較小。工件中出現(xiàn)白點(diǎn)，往往具有批量性的特征，即在同一爐、同一批材料中成批出現(xiàn)。一次，我們檢驗(yàn)了一批軸（共23根），發(fā)現(xiàn)每根都有白點(diǎn)。另一次，檢驗(yàn)一批大齒輪，共10個(gè)，也是個(gè)個(gè)都有白點(diǎn)。由于白點(diǎn)總是集中分布（群聚性強(qiáng)，是一種群聚性缺陷），所以對(duì)超聲波的漫反射很厲害，對(duì)底波的高度以及反射次數(shù)影響嚴(yán)重。圖1圖2圖438SiMnMo大齒輪斷口上的白點(diǎn)圖3大齒輪白點(diǎn)低倍（最大裂紋10

4、mm）圖5主動(dòng)軸白點(diǎn)低倍試片白點(diǎn)的超聲波探傷共2頁(yè)第2頁(yè)白點(diǎn)的缺陷波還具有彼此獨(dú)立，波形尖銳，探頭移動(dòng)時(shí)，缺陷波的變化速度較慢，降低探傷靈敏度，缺陷波下降不快等特征。仍以38CrSiMnMo鋼的大齒輪為例，用JTS－3或CTS－4B型探傷儀能發(fā)現(xiàn)高度225mm的CS－1型標(biāo)準(zhǔn)試塊上Φ2平底孔的靈敏度。在粗車(chē)前的毛坯平面上探傷時(shí)，距園周邊緣30～40mm的范圍內(nèi)可以出現(xiàn)3～4次底波反射，并且沒(méi)有缺陷波，一旦超出這個(gè)范圍，就出現(xiàn)缺陷波，其深

5、度范圍在50～175mm之間，而且多數(shù)部位底波消失。圖6～9是粗車(chē)后從CTS－4B型探傷儀示波屏上拍攝的波形照片。圖6為有一次底波時(shí)的波形照片；圖7為降低靈敏度時(shí)的波形照片；圖8為有三次底波時(shí)的波形照片；圖9為只有缺陷波沒(méi)有底波時(shí)的波形照片。綜上所述，只要把白點(diǎn)的產(chǎn)生原因、分布規(guī)律及超聲波反射特征掌握好，利用超聲波探傷判定工件中有無(wú)白點(diǎn)是不難的。但是在實(shí)際應(yīng)用中還需要對(duì)以下幾點(diǎn)加以注意：1疏松與方框形偏析在分布位置上與白點(diǎn)相類(lèi)似，但3級(jí)

6、以下的疏松和偏析在鍛件中對(duì)底波的多次反射影響不大，并且只有在比正常靈敏度高10～20dB的靈敏度時(shí)，才能見(jiàn)到缺陷波。缺陷反射波較弱，降低靈敏度時(shí)缺陷波下降迅速。移動(dòng)探頭時(shí)，缺陷波跳動(dòng)很快。晶粒粗大與工件中嚴(yán)重的疏松一樣，也使底波多次反射減少，但改用低頻率后即可恢復(fù)。2分散的夾雜物也能造成對(duì)底波的吸收和形成叢林狀缺陷波，但與白點(diǎn)比較，對(duì)底波的多次反射影響較小，其分布也不象白點(diǎn)那樣具有規(guī)律性。一般說(shuō)來(lái)，冒口處多于水口處。降低靈敏度時(shí)，缺陷波

7、下降也較快。3軸內(nèi)環(huán)狀分布的白點(diǎn)，由于走向是放射型的，對(duì)底波反射次數(shù)的影響有時(shí)也不一定明顯，如果仍按底波是否消失來(lái)判傷，必然造成誤判。因此，應(yīng)把缺陷是否呈環(huán)狀分布作為判傷的主要依據(jù)。就一般人的看法，當(dāng)超聲波穿過(guò)環(huán)狀分布的缺陷時(shí)，應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)如圖10a、b（用CTS－4B型探傷儀和CS－1型試塊上225／Φ2靈敏度去探測(cè)38CrSiMnMo鋼電鏟主動(dòng)軸上環(huán)狀分布的缺陷時(shí)所拍攝的波形照片）所示波形，亦即有兩撮缺陷波同時(shí)出現(xiàn)在掃描線上。一撮比較接

8、近起始波，一撮比較接近底波。并且，利用兩撮缺陷波之間的間距，還可以估算出環(huán)的直徑。事實(shí)上，當(dāng)軸的直徑較大或者受其它因素影響時(shí)，我們只能見(jiàn)到比較接近起始波的那一撮缺陷波。因此，在判斷缺陷是否呈環(huán)狀分布時(shí)，又主要是依靠探頭沿軸的園周方向移動(dòng)的過(guò)程中，比較接近起始波的那撮缺陷波是否在各處都能顯現(xiàn)作為依據(jù)。此外，當(dāng)白點(diǎn)的級(jí)別等于或小于一級(jí)時(shí)，單憑超聲波探傷進(jìn)行定性也會(huì)遇到困難，因?yàn)榇藭r(shí)的缺陷波形與夾渣之類(lèi)的缺陷波形基本相似，很難分辨。（文章在這