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鍛件缺陷與材料特性不同而引起的超聲波變化。

通過分析超聲波在介質(zhì)中的傳播特性以及大型鍛件內(nèi)部缺陷的聲學特性可知,各種缺陷的邊界特性均可歸納為兩大類:裂紋、白點、縮孔、氣泡、非金屬夾雜物的邊界屬于“軟”邊界,超聲波垂直入射在這種界面上時反射回波的相位改變180度;高密度金屬夾雜物的邊界屬于“硬”邊界,超聲波垂直入射在這種界面上時其反射回波的相位與入射波相位相同。

對于裂紋、白點、縮孔、氣泡以及非金屬夾雜物,盡管其聲阻抗不相同,但都可以通過式( 1)和式( 2)計算出其反射率和透射率,這2個參數(shù)反映了超聲回波信號的幅度衰減水平。非金屬夾雜物與基體組織的聲阻抗差異小,透射率高,因此其回波衰減非常嚴重,表現(xiàn)為檢測時底波幅度小甚至沒有底波;白點反射波很強,但由于其成群出現(xiàn),故在檢測時波形表現(xiàn)為缺陷信號清晰而群集;裂紋缺陷的反射波強烈且單一存在,非常清晰;縮孔缺陷由于其周圍有大量夾雜物,同時其表面非常粗糙,故反射波會產(chǎn)生了較大的衰減。

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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,但是常見的并對工件安全性造成嚴重威脅的則主要有以下幾種:裂紋、白點、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)量級約為102,而金屬材料的聲阻抗數(shù)量級約為106,可見空氣和金屬材料的聲學特性相差很大。由前述結(jié)論可知,裂紋與基體材料的邊界是“軟”邊界。

白點一般認為是由于工件熱處理過程中氫逸散不充分,殘留在基體中而形成的。由于氫氣的聲學特性阻抗約為1. 15 & 102,遠遠小于金屬材料的聲學阻抗。因此,由前述結(jié)論可知,白點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)量級為102,遠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,故可說鋼中的非金屬夾雜物是氣體在鋼中存在的一種形式。這類材料的聲特性阻抗小于金屬基體的聲特性阻抗,所以這類缺陷與基體材料的邊界可被認為是“軟”邊界。

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鍛造鍛件時常見的低倍缺陷有哪些？

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

翻皮是鋼材在澆注過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。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的夾渣或夾雜物顆粒，顯微鏡下可見大量的氧化物、硅酸鹽等。翻皮是一種不允許的冶金缺陷，因為它破壞了鋼材的連續(xù)性，使鋼材局部嚴重污染，并在進一步的變形加工中導致裂紋。會影響到鍛件的質(zhì)量。

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