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鍛件缺陷與材料特性不同而引起的超聲波變化。

在實(shí)際工程應(yīng)用中,由于工作環(huán)境惡劣,大型鍛件常需承受復(fù)雜的應(yīng)力、沖擊振動(dòng)和重負(fù)載荷。同時(shí),由于大型鍛件的生產(chǎn)工序多、生產(chǎn)周期長(zhǎng),故影響其質(zhì)量的因素也較多,這使得大型鍛件在生產(chǎn)過(guò)程中將不可避免地出現(xiàn)這樣那樣的缺陷。因此,對(duì)大型鍛件進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè),提高其產(chǎn)品合格率,已成為提高工程質(zhì)量、而且保證設(shè)備安全的必然要求。

目前,在工業(yè)領(lǐng)域?qū)α慵?nèi)部缺陷進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)較常用的方法有為射線、磁粉、滲透、超聲檢測(cè)等。射線檢測(cè)是一種非常有效的檢測(cè)手段,由于其檢測(cè)精度高,故在實(shí)際生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。但這種檢測(cè)方法具有強(qiáng)烈的輻射,對(duì)人體和環(huán)境有害。故應(yīng)用該方法進(jìn)行檢測(cè)時(shí),需要有嚴(yán)格的防護(hù)措施,檢測(cè)工作必須在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行,且必須由經(jīng)驗(yàn)豐富的人員操作,因此,該方法已不能滿(mǎn)足現(xiàn)代生產(chǎn)需要在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)的要求。磁粉檢測(cè)主要用于工件表面和近表面的缺陷檢測(cè),而不能有效檢測(cè)內(nèi)部缺陷,而且檢測(cè)完畢必須對(duì)工件進(jìn)行退磁處理。滲透檢測(cè)則基本上只能對(duì)表面缺陷進(jìn)行檢測(cè),工作效率低,而且滲透液對(duì)環(huán)境也有污染。

與上述幾種方法相比,利用超聲波則不僅可以檢測(cè)零件表面和近表面缺陷,還可較為準(zhǔn)確地檢測(cè)其內(nèi)部缺陷;且對(duì)環(huán)境無(wú)污染,對(duì)人體無(wú)危害。同時(shí),隨著數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的高速發(fā)展以及大規(guī)模集成電路的小型化,越來(lái)越多的便攜式超聲檢測(cè)儀得以應(yīng)用,這使得人們對(duì)工件的現(xiàn)場(chǎng)在線檢測(cè)和大批量檢測(cè)更加容易。

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視頻作者：定襄縣億欣源法蘭加工有限公司

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大型鍛件的缺陷有很多種,但是常見(jiàn)的并對(duì)工件安全性造成嚴(yán)重威脅的則主要有以下幾種:裂紋、白點(diǎn)、縮孔、氣泡、夾雜物等。

裂紋內(nèi)含物多有空氣存在,空氣的聲阻數(shù)量級(jí)約為102,而金屬材料的聲阻抗數(shù)量級(jí)約為106,可見(jiàn)空氣和金屬材料的聲學(xué)特性相差很大。由前述結(jié)論可知,裂紋與基體材料的邊界是“軟”邊界。

白點(diǎn)一般認(rèn)為是由于工件熱處理過(guò)程中氫逸散不充分,殘留在基體中而形成的。由于氫氣的聲學(xué)特性阻抗約為1. 15 & 102,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于金屬材料的聲學(xué)阻抗。因此,由前述結(jié)論可知,白點(diǎn)缺陷與基體材料的邊界屬于“軟”邊界。

縮孔與氣泡這2種缺陷的內(nèi)含物均為氣體,氣體的聲特性阻抗數(shù)量級(jí)為102,遠(yuǎn)小于金屬材料的聲特性阻抗,所以這種缺陷與基體材料邊界亦屬于“軟”邊界。

非金屬夾雜物主要是指鋼中的鐵及其他元素與氧、硫、氮等作用形成的化合物,以及在煉鋼和澆注過(guò)程中混入鋼中的耐火材料碎片。由于這些碎片的成分主要是S IA l Fe等的氧化物,故可說(shuō)鋼中的非金屬夾雜物是氣體在鋼中存在的一種形式。這類(lèi)材料的聲特性阻抗小于金屬基體的聲特性阻抗,所以這類(lèi)缺陷與基體材料的邊界可被認(rèn)為是“軟”邊界。

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鍛造鍛件時(shí)常見(jiàn)的低倍缺陷有哪些？

鋼的低倍缺陷是通過(guò)肉眼或不大于10倍的放大鏡檢驗(yàn)的。合金鋼的表面質(zhì)量問(wèn)題是指結(jié)疤、表面夾渣和夾雜、表面裂紋及皮下氣泡等缺陷。常見(jiàn)的低倍缺陷有氣泡、夾雜和夾渣、翻皮、裂紋、白點(diǎn)、縮孔、疏松、偏析等。

翻皮是鋼材在澆注過(guò)程中將富集夾雜的液面結(jié)膜卷入鋼中形成的一種缺陷。它的形成原因主要與澆注速度不穩(wěn)和錠模模壁不光滑有關(guān)。翻皮在橫向酸浸試件上呈灰白色或暗黑色的不規(guī)則條帶，條帶部位有肉眼可見(jiàn)的夾渣或夾雜物顆粒，顯微鏡下可見(jiàn)大量的氧化物、硅酸鹽等。翻皮是一種不允許的冶金缺陷，因?yàn)樗茐牧虽摬牡倪B續(xù)性，使鋼材局部嚴(yán)重污染，并在進(jìn)一步的變形加工中導(dǎo)致裂紋。會(huì)影響到鍛件的質(zhì)量。

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