第8章 锻件与铸件超声检测
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第八章 锻件与铸件超声波探伤
f
D f
空心圆柱体：
20 lg
PB 2x d 20 lg 10 lg ( x 3N ) Pf D D f 2
试块调节法（用于X<3N） ： 要求CSⅠ试块上Φ2平底孔声程等于或大于锻件厚度； 当试块平底孔声程小于工件时要进行计算求得声程引起的回波高差进 行修正得到检测灵敏度。
• 试块CSⅠ
试块序号 L D
CSⅠ-1 50 50
CSⅠ-2 100 60
CSⅠ-3 150 80
CSⅠ-4 200 80
试块CSⅡ
试块序号 CSⅡ-1
孔径 φ2
检测距离L 1 2 3 4 5 6 7 8 9
CSⅡ-2
CSⅡ-3 CSⅡ-4
φ3
φ4 φ6
5
10
15
20
25
30
35
40
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试块CS Ⅲ
•
• • •
检测面选择：应符合JB/T4730标 准的要求。 原则上应从两个相互垂直的方向 进行检测，尽可能地检测到锻件 的全体积。主要检测 斜探头：周向、轴向各正、反二 个方向。 注：↑为应检测方向； ※为参考 检测方向 锻件厚度超过400mm时，应从相 对两端面进行100%的扫查。 检测时机：检测原则上应安排在 热处理后，孔、台等结构机加工 前进行，检测面的表面粗糙度 Ra≤6.3μm。 材质衰减测定
8.2 铸件超声波探伤
8.2.6 距离—波幅曲线测试与灵敏度调整 1）纵波直探头距离—波幅曲线制作 2）纵波双晶探头 3）横波斜探头 8.2.7 缺陷的判别与测定 1）缺陷判别 缺陷回波幅度大于或等于距离—波幅曲线位置； 底面回波幅度降低量≥12dB的位置； 不论缺陷回波幅大小，凡出现线状和片状特征缺陷显示的位置。 2）缺陷测定 平面型缺陷：对具有线状和片状特征的缺陷显示，用6dB法画出缺陷范 围，测出长度、面积； 非平面型缺陷：缺陷回波幅度等于或大于距离—波幅曲线者用6dB法在 探伤面画出缺陷范围； 用底面回波降低量≥12dB时，以底面回波降低12dB为条件作为缺陷边 界，划出探伤面上位置。
D f
空心圆柱体：
20 lg
PB 2x d 20 lg 10 lg ( x 3N ) Pf D D f 2
试块调节法（用于X<3N） ： 要求CSⅠ试块上Φ2平底孔声程等于或大于锻件厚度； 当试块平底孔声程小于工件时要进行计算求得声程引起的回波高差进 行修正得到检测灵敏度。
• 试块CSⅠ
试块序号 L D
CSⅠ-1 50 50
CSⅠ-2 100 60
CSⅠ-3 150 80
CSⅠ-4 200 80
试块CSⅡ
试块序号 CSⅡ-1
孔径 φ2
检测距离L 1 2 3 4 5 6 7 8 9
CSⅡ-2
CSⅡ-3 CSⅡ-4
φ3
φ4 φ6
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试块CS Ⅲ
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• • •
检测面选择：应符合JB/T4730标 准的要求。 原则上应从两个相互垂直的方向 进行检测，尽可能地检测到锻件 的全体积。主要检测 斜探头：周向、轴向各正、反二 个方向。 注：↑为应检测方向； ※为参考 检测方向 锻件厚度超过400mm时，应从相 对两端面进行100%的扫查。 检测时机：检测原则上应安排在 热处理后，孔、台等结构机加工 前进行，检测面的表面粗糙度 Ra≤6.3μm。 材质衰减测定
8.2 铸件超声波探伤
8.2.6 距离—波幅曲线测试与灵敏度调整 1）纵波直探头距离—波幅曲线制作 2）纵波双晶探头 3）横波斜探头 8.2.7 缺陷的判别与测定 1）缺陷判别 缺陷回波幅度大于或等于距离—波幅曲线位置； 底面回波幅度降低量≥12dB的位置； 不论缺陷回波幅大小，凡出现线状和片状特征缺陷显示的位置。 2）缺陷测定 平面型缺陷：对具有线状和片状特征的缺陷显示，用6dB法画出缺陷范 围，测出长度、面积； 非平面型缺陷：缺陷回波幅度等于或大于距离—波幅曲线者用6dB法在 探伤面画出缺陷范围； 用底面回波降低量≥12dB时，以底面回波降低12dB为条件作为缺陷边 界，划出探伤面上位置。
第8章 锻件与铸件超声检测讲解
轴向检测
周向检测
7
二.检测条件的选择
1. 探头的选择
对于纵波直入射法，可选用单晶探头。 低碳钢或低合金钢材料：频率：2～5MHz，
探头尺寸： Ф14mm ～ Ф25 mm； 奥氏体钢材料：频率：0.5 ～ 2MHz ，
探头尺寸：Ф14mm ～ Ф30mm；
对于较小的锻件或为了检出近表面缺陷，可选用双晶直探头，常用频率 为5 MHz。
21
(2) 双晶探头检测：采用双晶探头检测时，要利用CSⅡ试块来调节灵敏度。 先根据检测要求选择相应的平底孔试块，并以此测试一组距离不同直径相
同的平底孔回波，使其中最高回波达满刻度的80%，在此灵敏度条件下测出其 它平底孔的回波最高点，并标在示波屏上，然头连接这些最高点，从而得到一 条平底孔距离-波幅曲线，并以此作为检测灵敏度。
白点分布
白点波形
29
4. 游动回波 在圆柱形轴类锻件检测过程中，当探头沿着轴的外圆移动时，示波屏上的缺陷波 会随着该缺陷检测声程的变化而游动,这种游动的动态波形称为游动回波。
30
5. 底面回波
当缺陷回波很高，并有多次重复回波，而底波严重下降或消失时，说明锻件中存 在平行于检测面的大面积缺陷。
当缺陷回波和底波都很低甚至消失时，说明锻件中存在大面积倾斜的缺陷或在检 测面附近有大缺陷。
3. 密集缺陷回波 锻件检测中，示波屏上同时显示的缺陷回波很多，缺陷之间的间隔很小，甚至连 成一片，这种缺陷回波称为密集缺陷回波。 一般规定在边长50mm的立方体内，数量不少于5个，当量直径不小于Ф2mm的缺 陷为密集缺陷。
28
密集缺陷可能是疏松、非金属夹杂物、白点或成群的裂纹等。 锻件内不允许有白点缺陷存在，这种缺陷危害性很大。
板材和管材超声波探伤、第8章锻件与铸件超声波探伤
板材和管材超声波探伤、第8章锻件与铸件超声波探伤第7章板材和管材超声波探伤姚志忠7.1板材超声波探伤板材分类：δ<6mm薄板6mm≤δ≤40 mm中板δ>40mm厚板7.1.1钢板中常见缺陷存在于内部分层——钢锭中非金属夹杂物，金属氧化物，硫化物以及夹渣在轧制过程中被轧扁而形成。
这些缺陷有的是钢水本身产生，如脱氧时加脱氧剂造成，或炼钢炉混入钢水中的耐火材料等，这些缺陷在钢锭中位臵没有一定规律，故出现在钢板中位臵也无序。
分层是以上缺陷轧制而成，大多与钢平行，且具有固定走向。
为平面状缺陷，严重时形成完全剥离的层状裂纹，对小的点状夹杂物则形成小的局部分层。
白点——存在于内部钢中氢在加工过程来不及向外扩散，在钢板成型后，氢原子逐渐在钢板中的微缺陷（如其断面呈白色故称白点。
常见于锻钢中和厚钢板中。
折迭和重皮——存在于表面钢板表面因局部折、轧形成的双层金属，基本平行于表面。
裂纹——轧制工艺和温度不合适时造成。
存在于钢板表面，偶尔在内部。
裂纹较少见，如轧制工艺稳定，这类缺陷不常见。
7.1.2 探伤方法1.直接接触法探头通过耦合层直接与钢板接触，当探头位于完好区时，仪器上出现底波多次反射。
采用底波多次反射法探伤应满足下面三条件：①工件的探伤面与底面互相平行，确保产生多次反射。
（如工件加工倾斜就不合适）。
②钢板材质晶粒度必须均匀，保证无缺陷处底面多次反射波次数的稳定。
（各次相同）。
③材质对超声波的衰减要小。
保证反射底波有足够数量，以利探伤观察。
一般碳钢、不锈钢均能满足这些条件。
2.水浸法在探伤仪荧光屏上将同时出现水层多次反射和钢板底面多次反射波，如水层厚度控制不好会互相干扰，不利探伤。
探伤时调节水层厚度，使水层波与某次底波重合。
水层厚H 和板厚δ关系为：H=4δδn C Cn =钢水，n 为重合次数。
△对充水直探头的要求：① 为满足多次重合法要求，水层厚度要连续可调。
② 调至不同厚度时，必须保证发射的声束与钢板表面垂直。
锻件超声波检测
33
底面回波 1.底波消失，缺陷很高或缺陷波出现多次反射， 大多为与探测面平行的大面积缺陷，如缩孔、夹 层、大裂纹等。 2.底波消失或很低，缺陷波很低或无缺陷，可能 是靠近探测面很近的大面积缺陷，或与探测面倾 斜的大缺陷。 3.出现密集的互相此起彼落的缺陷回波。底波明 显下降或消失为密集缺陷，如缺陷面积远大于声 束截面，当量非常小，底波降低不多，大多为金 属夹杂物。 如缺陷波密集，面积成片，缺陷波当量较大，底 波下降很快，大多为白点。
二、锻件探伤一般知识
1、探伤方法 轴类锻件 缺陷特点：与轴线平行 直探头径向探测为主， 直探头轴向探测和斜 探头周向、轴向探测为辅
5
6
饼形锻件
缺陷特点：与轴线垂直 直探头轴向探测为主，直探头径向探测为辅
7
筒类锻件
缺陷特点：缺陷沿圆周方向和轴线方向延伸 直探头径向探测为主，直探头轴向探测和斜探头周 向、轴向探测为辅（筒形） 直探头轴向探测为主，直探头径向探测和斜探头周 向探测为辅。
灵敏度补偿 表面耦合补偿 表面耦合损耗测定 材质衰减补偿 材料衰减系数测定
α=［20lg（Bm/Bn）-§］/2（m-n）T
曲率补偿 曲面试块测定
10
底波计算法
适用条件 T≥3N 、底面平行或底面为曲面工件 平行底面工件和实心圆柱体
20 lg
空心圆柱体
47
灵敏度校准试块
26
• 1）缺陷波在荧光屏上游动的范围相应于缺陷到轴 中心距离的2倍。 • 2）缺陷波最大值的位置无一定规律。如果缺陷表 面的反射条件各向同性，那末，最大缺陷波的位 置应出现在缺陷深度最小的位置。 • 3）当探头沿周向移动一周时，在工件表面的任何 位置上均可发现缺陷波。 • 注：d——缺陷到轴类工件中心的距离（毫米）； • θ——探头的半扩散角； • R——轴类工件的半径（毫米）。
第八章锻件与铸件超声检测
图5 CSⅡ标准试块
试块序号 CSⅡ-1 CSⅡ-2 CSⅡ-3 CSⅡ-4
孔径 φ2 φ3 φ4 φ6
检测距离L 1 2 3 4 5 6 7 8 9
5
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20
25
30
35
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检测面是曲面时，应采用CS Ⅲ标准试块来测定由于曲率 不同而引起的声能损失，其形状和尺寸按图6所示。
图6 CS Ⅲ标准试块
非缺陷回波 1)三角反射波：圆柱形，1.3d、1.67d 2)迟到波：细长轴，B1之后0.76d间距 3)61°反射波： 缺陷或结构面成61°特定 角。 轮廓回波：各种轮廓。
JB/T4730.3-2005规定
缺陷记录 1记录当量直径超过φ4mm的单个缺陷的波幅和 位置 2密集区缺陷 3底波降低量应按表6的要求记录
工件材质衰减系数的测定
在工件无缺陷完好区域，选取三处检测面 与底面平行且有代表性的部位，调节仪器 使第一次底面回波幅度（B1或Bn）为满刻 度的50%，记录此时衰减器的读数，再调 节衰减器，使第二次底面回波幅度（B2或 Bm）为满刻度的50%，两次衰减器读数 之差即为（B1-B2）或（Bn-Bm）的dB差 值（不考虑底面反射损失）。 工件上三处衰减系数的平均值即作为该工 件的衰减系数。
图3-69 轴类锻件超声探测方向。 （a）直探头径向探测（b）直探头轴向探测（c）斜探头 周向探测（d）斜探头轴向探测。
（2）饼类锻件检测 饼类锻件主要经受 镦粗工艺，因而缺 陷分布主要平行于 端面。所以用直探 头在端面检测是最 主要的检测方法。
（3）筒形锻件检测 由于铸锭中质量最差 的中心部分已被冲孔 时去除，因而锻件质 量一般较好。筒形锻 件一般在端面及外圆 作直探头检测。但对 于壁厚较薄的筒形锻 件，须加用斜探头探 测
铸件超声波探伤中常见的主要缺陷
铸件超声波探伤第八章铸件超声波探伤铸件中常见的主要缺陷有：1.气孔这是金属凝固过程中未能逸出的气体留在金属内部形成的小空洞，其内壁光滑，内含气体，对超声波具有较高的反射率，但是又因为其基本上呈球状或椭球状，亦即为点状缺陷，影响其反射波幅。
钢锭中的气孔经过锻造或轧制后被压扁成面积型缺陷而有利于被超声检测所发现，如图5.2所示。
2.缩孔与疏松铸件或钢锭冷却凝固时，体积要收缩，在最后凝固的部分因为得不到液态金属的补充而会形成空洞状的缺陷。
大而集中的空洞称为缩孔，细小而分散的空隙则称为疏松，它们一般位于钢锭或铸件中心最后凝固的部分，其内壁粗糙，周围多伴有许多杂质和细小的气孔。
由于热胀冷缩的规律，缩孔是必然存在的，只是随加工工艺处理方法不同而有不同的形态、尺寸和位置，当其延伸到铸件或钢锭本体时就成为缺陷。
钢锭在开坯锻造时如果没有把缩孔切除干净而带入锻件中就成为残余缩孔（缩孔残余、残余缩管），如图5.3、5.4、5.5所示。
如果铸件的型模设计不当、浇注工艺不当等，也会在铸件与型模接触的部位产生疏松，如图5.28所示。
断口照片中的黑色部分即为疏松部位，其呈现黑色是因为该工件已经过退火处理，使得疏松部位被氧化和渗入机油所致。
图5.28W18钢铸件-用作铣刀齿，采用超声纵波垂直入射多次底波衰减法发现的疏松断口照片断口照片3.夹渣熔炼过程中的熔渣或熔炉炉体上的耐火材料剥落进入液态金属中，在浇注时被卷入铸件或钢锭本体内，就形成了夹渣缺陷。
夹渣通常不会单一存在，往往呈密集状态或在不同深度上分散存在，它类似体积型缺陷然而又往往有一定线度。
4.夹杂熔炼过程中的反应生成物（如氧化物、硫化物等）-非金属夹杂，如图5.1和5.6，或金属成分中某些成分的添加料未完全熔化而残留下来形成金属夹杂，如高密度、高熔点成分-钨、钼等，如图5.29，也有如图5.24所示钛合金棒材中的纯钛偏析。
图5.29 BT9钛合金锻制饼坯中的钼夹杂（a）剖面低倍照片（b）X射线照相底片（c）C扫描显示（图中四个白色点状显示为同一个缺陷，是使用水浸点聚焦探头以不同灵敏度检测的结果，其他分散细小的白色点状为与该缺陷无关的杂波显示）（d）B扫描显示（e）3D显示（d）（a）（b）（c）（e）5.偏析铸件或钢锭中的偏析主要指冶炼过程中或金属的熔化过程中因为成分分布不均而形成的成分偏析，有偏析存在的区域其力学性能有别于整个金属基体的力学性能，差异超出允许标准范围就成为缺陷，如图5.23和5.24、5.27所示。
锻件超声波探伤方
2.折叠：
折叠形成的原因是当金属坯料在轧制过 程中，由于轧辊上的型槽定径不正确，或 因型槽磨损面产生的毛刺在轧制时被卷入， 形成和材料表面成一定倾角的折缝。对钢 材，折缝内有氧化铁夹杂，四周有脱碳。 折叠若在锻造前不去掉，可能引起锻件折 叠或开裂。
3.结疤：
结疤是在轧材表面局部区域的一层可剥 落的薄膜。 结疤的形成是由于浇铸时钢液飞溅而凝结 在钢锭表面，轧制时被压成薄膜，贴附在 轧材的表面，即为结疤。锻后锻件经酸洗 清理，薄膜将会剥落而成为锻件表面缺陷。
兵器锻件
锻件在兵器工业中占有极其重要的地 位。按重量计算，在坦克中有60%是锻件。 火炮中的炮管、炮口制退器和炮尾，步兵 武器中的具有膛线的枪管及三棱刺刀、火 箭和潜艇深水炸弹发射装置和固定座、核 潜艇高压冷却器用不锈钢阀体、炮弹、枪 弹等，都是锻压产品。除钢锻件以外，还 用其它材料制造武器。
二、锻造工艺不当常产生的缺陷
1、裂纹：
裂纹通常是锻造时存在较大的拉应力、切应力 或附加拉应力引起的。裂纹发生的部位通常是在坯 料应力最大、厚度最薄的部位。如果坯料表面和内 部有微裂纹、或坯料内存在组织缺陷，或热加工温 度不当使材料塑性降低，或变形速度过快、变形程 度过大，超过材料允许的塑性指针等，则在镦粗、 拔长、冲孔、扩孔、弯曲和挤压等工序中都可能产 生裂纹。
探伤方法
按探伤时间分类，锻件探伤可分为原材料探伤和制造过程中 的探伤，产品检验及在役检验。
原材料探伤和制造过程中探伤的目的是及早发现缺陷，以便 及时采取措施避免缺陷发展扩大造成报废。产品检验的目的 是保证产品质量。在役检验的目的是监督运行后可能产生或 发展的缺陷，主要是疲劳裂纹。
三、轴类锻件的探伤
石油化工锻件
锻件在石油化工设备中有着广泛的应 用。如球形储罐的人孔、法兰，换热器所 需的各种管板、对焊法兰催化裂化反应器 的整锻筒体（压力容器），加氢反应器所 用的筒节，化肥设备所需的顶盖、底盖、 封头等均是锻件。
第8章_锻件与铸件超声检测
R
内孔周向测长时，缺陷的 指示长度Lf为：L L' R x f f2 （3）底波高度法： 确定缺陷的相对大小。
r
8.1.6 缺陷回波的判断 1. 单个缺陷 单个缺陷：指与邻近缺陷间距大于50mm，回波高不小于 Φ2mm的缺陷。 缺陷的位臵和大小测定：当缺陷较小时，用当量法定量，当 缺陷较大时，用6dB法测定其边界与面积范围。 单个缺陷类型：夹杂、裂纹等 2. 分散缺陷 分散缺陷：工件中缺陷较多且分散，缺陷彼此间距较大。在 边长为50mm的立方体内少于5个，回波高不小于Φ2mm的缺 陷。 缺陷的位臵和大小测定：分散缺陷一般不太大，常用当量法 定量，同时要测定分散缺陷的位臵。 分散缺陷类型：分散性的夹杂。
３.
纵波直入射法检测面的选择 原则上应从两个相互垂直的方向进行检测。并尽可能地检测 到锻件的全体积。
４.材质衰减系数的测定 参见６.４.１节４. ５.试块选择 根据探头和检测面的情况选择试块。 单晶直探头检测：采用CSⅠ标准试块； 双晶直探头检测：工件检测距离小于45mm时， 采用CSⅡ标准试块。 曲面检测面：采用CSⅢ标准试块测定因曲率不同引起的耦合损失。
8.1.7 非缺陷回波分析 常见的非缺陷回波： 周向检测圆柱体锻件时产生的三角形反射波； 轴向检测细长轴类锻件时出现的迟到波； 锻件中存在与检测面成61°倾角的反射面时的61°反射波； 锻件的台阶、凹槽等外形轮廓回波等。 应根据锻件的结构形状、材质和锻造工艺，应用超声波 反射、折射和波形转换理论分析判断。 8.1.8 锻件质量级别的评定（见JB/T 4730.3-2005标准）
4. 游动回波 在圆柱体轴类锻件检测过程中，当探头沿轴的外圆移动时， 示波屏上的缺陷波会随着该缺陷检测声程的变化而游动。这种 游动的动态波形为游动回波。 游动回波的产生：由于波束的不同部位（波束轴线、扩散波 束）射至缺陷时，反射回波声程的变化引起的。
内孔周向测长时，缺陷的 指示长度Lf为：L L' R x f f2 （3）底波高度法： 确定缺陷的相对大小。
r
8.1.6 缺陷回波的判断 1. 单个缺陷 单个缺陷：指与邻近缺陷间距大于50mm，回波高不小于 Φ2mm的缺陷。 缺陷的位臵和大小测定：当缺陷较小时，用当量法定量，当 缺陷较大时，用6dB法测定其边界与面积范围。 单个缺陷类型：夹杂、裂纹等 2. 分散缺陷 分散缺陷：工件中缺陷较多且分散，缺陷彼此间距较大。在 边长为50mm的立方体内少于5个，回波高不小于Φ2mm的缺 陷。 缺陷的位臵和大小测定：分散缺陷一般不太大，常用当量法 定量，同时要测定分散缺陷的位臵。 分散缺陷类型：分散性的夹杂。
３.
纵波直入射法检测面的选择 原则上应从两个相互垂直的方向进行检测。并尽可能地检测 到锻件的全体积。
４.材质衰减系数的测定 参见６.４.１节４. ５.试块选择 根据探头和检测面的情况选择试块。 单晶直探头检测：采用CSⅠ标准试块； 双晶直探头检测：工件检测距离小于45mm时， 采用CSⅡ标准试块。 曲面检测面：采用CSⅢ标准试块测定因曲率不同引起的耦合损失。
8.1.7 非缺陷回波分析 常见的非缺陷回波： 周向检测圆柱体锻件时产生的三角形反射波； 轴向检测细长轴类锻件时出现的迟到波； 锻件中存在与检测面成61°倾角的反射面时的61°反射波； 锻件的台阶、凹槽等外形轮廓回波等。 应根据锻件的结构形状、材质和锻造工艺，应用超声波 反射、折射和波形转换理论分析判断。 8.1.8 锻件质量级别的评定（见JB/T 4730.3-2005标准）
4. 游动回波 在圆柱体轴类锻件检测过程中，当探头沿轴的外圆移动时， 示波屏上的缺陷波会随着该缺陷检测声程的变化而游动。这种 游动的动态波形为游动回波。 游动回波的产生：由于波束的不同部位（波束轴线、扩散波 束）射至缺陷时，反射回波声程的变化引起的。
铸件超声波探伤检测标准
铸件超声波探伤检测标准超声波探伤技术是一种常用于铸件检测的非破坏性检测方法，其原理是利用超声波在材料中传播的特性，通过对超声波的发射、传播和接收进行分析，来检测材料内部的缺陷和异物。
在铸件制造过程中，超声波探伤是一项重要的质量控制手段，有助于发现并排除可能影响铸件性能和安全性的缺陷。
以下是与铸件超声波探伤检测相关的标准和一般步骤的概述：ASTM标准：在美国，ASTM国际（ASTM International）发布了一系列有关铸件超声波探伤检测的标准，其中一些主要标准包括：ASTM E164 - Standard Practice for Ultrasonic Contact Examination of Weldments: 该标准提供了在焊缝中使用超声波进行接触式检测的一般要求和程序。
ASTM E317 -Standard Practice for Evaluating Performance Characteristics of Ultrasonic Pulse-Echo Testing Instruments and Systems without the Use of Electronic Measurement Instruments: 该标准涵盖了无需使用电子测量仪器评估超声波脉冲回波检测仪器和系统性能特性的方法。
ASTM E2700 -Standard Practice for Demonstrating Capability to Comply with the Test for Uniformity of Dosage Units: 该标准关注药品的剂量单位一致性测试，但它提供了一个可供参考的框架，用于演示超声波设备的性能。
一般超声波探伤检测步骤：准备工作：确保超声波探伤设备的正常运行，包括探头、仪器、耦合剂等的准备。
设备校准：在进行检测之前，需要对超声波探伤设备进行校准，以确保其能够准确地检测到预定深度和尺寸的缺陷。
超声无损检测 第8章 锻件铸件超声检测
疏松是钢锭在凝固收缩时形成的不致密和孔穴，锻造时因锻造比不足而未全焊 合，多出现在大型锻件中。
夹杂有内在夹杂、外来非金属夹杂和金属夹杂。内在夹杂主要集中于钢锭中心 及头部。
裂纹的形成原因很多，锻造裂纹和热处理裂纹等。奥氏体钢轴心晶间裂纹就是 铸造引起的裂纹。锻造和热处理不当，会在锻件表面或芯部形成裂纹。
例如：轴类锻件的锻造工艺主要以拔长为主，因而 大部分缺陷的取向与轴线平行。此类工件的探伤以纵波 直探头从径向探测效果最佳。考虑到缺陷会有其它的分 布及取向。因此轴类锻件探伤，还应辅以直探头轴向探 测和斜探头周向探测及轴向探测。
摸锻件的变形流线是与外表平行的，检测时要尽量 使声束与外表面垂直，采用水浸法比较容易实现。
周向探测时，缺陷定位计 算参见第六章第五节。
a
b 图6.5
8.1.3 探测条件的选择
1.探头的选择
主要使用纵波直探头，低碳钢或低合金钢的材料，晶粒比较细
小，因此可选用较高的探伤频率，常用2～5.0MZHｚ。晶片 尺寸直径为14～25mm。对于较小的锻件或为了检出近表面
的缺陷，考虑到盲区和近场区的影响，还可采用双晶直探头， 常用频率为5.0MZHｚ。为了探测与探测面成一定倾角的缺 陷，也可采用一定Ｋ值的探头进行探测，一般选择K1探头进 行检测。
锻件的探伤需对表面和外形加工具有光滑的表面， 满足入射面的要求，以提高灵敏度。
水浸法对工件表面的要求低与接触法。
1.轴类锻件的探伤 直探头径向和轴向探测：如图8.1所
示，直探头作径向探测时将探头置于轴的 外缘，沿外缘作全面扫查。以发现轴类锻 件中常见的纵向缺陷。直探头作轴向探测 时，探头置于轴的端头，并在轴端作全面 扫查，以检出与轴线相垂直的横向缺陷。 但当轴的长度太长或轴的多个直径不等的 轴段时，会有声束扫查不到的死区，因而 此方法有一定的局限性。
夹杂有内在夹杂、外来非金属夹杂和金属夹杂。内在夹杂主要集中于钢锭中心 及头部。
裂纹的形成原因很多，锻造裂纹和热处理裂纹等。奥氏体钢轴心晶间裂纹就是 铸造引起的裂纹。锻造和热处理不当，会在锻件表面或芯部形成裂纹。
例如：轴类锻件的锻造工艺主要以拔长为主，因而 大部分缺陷的取向与轴线平行。此类工件的探伤以纵波 直探头从径向探测效果最佳。考虑到缺陷会有其它的分 布及取向。因此轴类锻件探伤，还应辅以直探头轴向探 测和斜探头周向探测及轴向探测。
摸锻件的变形流线是与外表平行的，检测时要尽量 使声束与外表面垂直，采用水浸法比较容易实现。
周向探测时，缺陷定位计 算参见第六章第五节。
a
b 图6.5
8.1.3 探测条件的选择
1.探头的选择
主要使用纵波直探头，低碳钢或低合金钢的材料，晶粒比较细
小，因此可选用较高的探伤频率，常用2～5.0MZHｚ。晶片 尺寸直径为14～25mm。对于较小的锻件或为了检出近表面
的缺陷，考虑到盲区和近场区的影响，还可采用双晶直探头， 常用频率为5.0MZHｚ。为了探测与探测面成一定倾角的缺 陷，也可采用一定Ｋ值的探头进行探测，一般选择K1探头进 行检测。
锻件的探伤需对表面和外形加工具有光滑的表面， 满足入射面的要求，以提高灵敏度。
水浸法对工件表面的要求低与接触法。
1.轴类锻件的探伤 直探头径向和轴向探测：如图8.1所
示，直探头作径向探测时将探头置于轴的 外缘，沿外缘作全面扫查。以发现轴类锻 件中常见的纵向缺陷。直探头作轴向探测 时，探头置于轴的端头，并在轴端作全面 扫查，以检出与轴线相垂直的横向缺陷。 但当轴的长度太长或轴的多个直径不等的 轴段时，会有声束扫查不到的死区，因而 此方法有一定的局限性。
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20lg Pf Pj 40lg xj xf df dj
– 计算值为负值提高仪器增益，计算值为正值降低仪器增益。
• 考虑试块与受检件表面状态和材质衰减的差异，需预先测定 传输修正值 。
8.1.5 缺陷位置和大小的测定
1. 缺陷位置的测定 • 平面位臵为探头中心处 • 缺陷深度x f 为： x f ＝ nτf 2. 缺陷大小的测定
3. 筒形或环形锻件的检测 • 锻造工艺：先镦粗，后冲孔，再滚压。缺陷的取向复杂。 • 检测方法： （1）直探头检测：从筒体外圆面或端面检测，探测与轴线平 行的周向缺陷或与轴线垂直的横向缺陷； （2）双晶直探头检测：从筒体外圆面或端面检测，探测近表 面缺陷； （3）斜探头检测：轴向检测，探测与轴线垂直的径向缺陷； 周向检测，探测与轴线平行的径向缺陷。
• 双晶直探头检测用试块 – 工件检测距离＜45mm， 采用CSⅡ标准试块。 – CSⅡ形状和尺寸
表8—2 试块序号 CSⅡ-1 孔径 Φ2 检测距离L 1 2 3 4 5 6 7 8 9
CSⅡ-2
CSⅡ-3 CSⅡ-4
Φ3
Φ4 Φ6
5
10
15
20
25
ห้องสมุดไป่ตู้
30
35
40
45
• 曲面检测面用试块 –采用CSⅢ标准试块测定因曲率不同引起的耦合损失。 –CSⅢ形状和尺寸
8.1.3 检测条件的选择 1. 探头的选择 • 单晶直探头： – 低碳钢或低合金钢：可选用较高检测频率。 – 奥氏体钢：选择较低的检测频率和较大的探头晶片尺寸， 以提高信噪比。 • 双晶探头：检测小锻件或为检出近表面缺陷。频率5MHz。 • 横波斜探头：折射角K=1.0。 2. • • • • 耦合选择 检测面要求 耦合损失补偿 耦合剂 水浸法检测，对表面粗糙度的要求低于接触法。
mm
Ⅴ ＞Φ4＋16
表8 密集区缺陷的质量分级
等 级 Ⅰ 0 Ⅱ ＞0～5 Ⅲ ＞5～10 Ⅳ ＞15～20 Ⅴ ＞20 密集区缺陷占检测总面积的百分比，%
3. 纵波直入射法检测面的选择 • 原则上应从两个相互垂直的方向进行检测。并尽可能地检测 到锻件的全体积。 •锻件厚度超过 400mm时，应从 相对两端面进行 100%扫查。 • 系统确定检测灵敏 度后，表面分辨力 大于表面盲区的允 许值时，应从相对 两端面进行扫查， 或增加双晶直探头 对近表面的检测。
a. 大平底或实心圆柱体底面，同距离处底波与平底孔回波 的分贝差公式为： PB 2x 20lg 20lg 2 Pf D f
b. 空心圆柱体，同距离处圆柱曲底面与平底孔回波分贝 差公式为： P 2x d 20 lg B 20 lg 2 10 lg Pf D f D 2）调节：探头对准完好区的底面，调“增益”使底波B1达 到基准高，然后用“衰减器”增益ΔdB。 • 扫查灵敏度:在检测灵敏度的基础上提高5～10dB。
• JB/T 4730-2005规定：在边长50mm的立方体内，数量不 少于5个，当量直径不小于Φ2mm的缺陷为密集缺陷。 • 密集缺陷类型： 疏松、非金属夹杂、白点、 成群的裂纹等。
• 锻件内不允许存在白点缺陷。
4. 游动回波
• 游动回波：圆柱体轴类锻 件检测中，探头沿轴的外 圆移动时，示波屏上的缺 陷波会随该缺陷检测声程 的变化而游动。 • 游动回波产生原因：由波束的不同部位（波束轴线、扩散波 束）射至缺陷时，反射回波声程和幅度的变化引起的。 5. 底面回波 • 根据底波变化情况，结合缺陷回波来判断锻件中的缺陷情况。 – 平行于检测面的大缺陷； – 大面积且倾斜的缺陷或在检测面附近有大缺陷； – 密集性缺陷。
（2）斜探头周向及轴向检测 – 周向检测 探头臵于轴的外圆作周向扫查。 – 轴向检测 探头臵于轴的外圆作轴向扫查。 • 考虑到缺陷的取向，检测时斜探头应作正、反两个方向的 全面扫查。
2. 饼类、碗类锻件的检测 • 锻造工艺：以镦粗为主，缺陷取向以平行于端面分布为主。 • 检测方法：直探头检测。
– 端面检测，探测与端面平行的缺陷。对于重要件或厚度 大的锻件，应从两个端面进行检测。 – 对于重要件，有时需增加在外圆面上的径向检测，以发 现轴向缺陷。
• 缺陷指示长度：在平面工件检测中，按规定方法对缺陷进 行测长时探头移动的距离。 • 圆柱体工件的周向检测： –外圆周向测长，缺陷的指示长度L 为： L f
f
L R x f 1 R
–内孔周向测长，缺陷的指示长度L 为： L f
f
L' R x f 2 r
8.1.6 缺陷回波的判断 1. 单个缺陷
8.1.4 扫描速度和灵敏度的调节 1. 扫描速度的调节 • 应根据锻件的检测范围调节扫描速度。 • 试块的声速应与工件相同或接近。 • 调整方法：根据检测范围，利用已知尺寸的试块或工件上 的两次不同反射波，通过调节仪器的扫描范围和延迟旋钮， 使两个信号的前沿分别位相应的水平刻度处。 • 一般要求：第一次底波前沿位臵不超过水平刻度极限的 80%。
铸锭组织在锻造过程中沿金属延伸方 向被拉长，形成的纤维组织。一般代 表锻造过程中金属延伸的主要方向。
8.1.2 检测方法概述 • 检测方法 接触法或水浸法。 • 声束入射面和入射方向选择 –缺陷具有一定方向性，分布和方向与锻造流线方向有关。 –选择入射面和入射方向应考虑锻造变形工艺和流线方向， 并应尽可能使超声声束方向与锻造流线方向垂直 。 • 表面状态要求 对于具有高检测灵敏度要求的关键部件，需对其表面和外 形进行加工 ，使声入射面的粗糙度满足检测要求。 • 检测时机 原则上应选择在热处理后，冲孔、开槽等精加工之前进行。 • 检测技术 纵波直入射检测、纵波斜入射检测、横波检测。
2. 检测灵敏度的调节
• 检测灵敏度：不低于最大检测距离处的Φ2mm平底孔当量直 径。（JB/T4730.3-2005规定） （1）底波调节法 • 应用条件: 锻件的被探部位厚度x ≥3N，且具有平行底面或 圆柱曲底面。 • 底波法不需要试块，不需要考虑传输修正问题。 • 调节步骤： 1）计算：底波与同距离处Φ2mm平底孔回波的分贝差。
– 当试块与工件的材质相差较大时，应考虑介质衰减补偿。
1）单直探头检测 • 使用CSⅠ 或CSⅡ试块进行调节检测灵敏度。 • 距离幅度特性曲线：两种情况。 • 平底孔试块的选用：根据要求检测的深度范围以及探头的 距离幅度特性选择恰当埋深的试块 – 在要求的检测
深度范围内平
底孔反射幅度 最低的相应埋
4．航空锻件的超声检测
• 常见类型：自由锻件、模锻件 • 检测规范：GJB1580A-2004 （1）自由锻件超声检测
检测面的选择应考虑锻件的锻压比和加工余量以及系统的 检测灵敏度、盲区、近表面分辨率等性能。
（2）模锻件检测
模锻件的变形流线是是与外表面平行的，检测时要求超 声声束方向应与外表面垂直入射，扫查需沿着外表面形状进 行。 – 接触法，通常只能检测平面部位。 – 水浸法（水套探头），可检测弧面部位。
– 当x≥3N时：
( B1 B2 6 ) / 2 x
5. 试块选择 • 根据探头和检测面的情况选择试块。
• 单晶直探头检测用试块 – CSⅠ试块形状和尺寸
表8—1 试块序号 L D CSⅠ-1 50 50 CSⅠ-2 100 60 CSⅠ-3 150 80 CSⅠ-4 200 80
8.1.8 锻件质量级别的评定（JB/T 4730.3-2005标准）
表6 由缺陷引起底波降低量的质量分级
等 级 底波降低量 BG/BF Ⅰ ≤8 Ⅱ ＞8～14 Ⅲ ＞14～20 Ⅳ ＞20～26
dB
Ⅴ ＞26
注：本表仅适用于声程大于近场区长度的缺陷
表7 单个缺陷的质量分级
等级 缺陷当量直径 Ⅰ ≤Φ4 Ⅱ Φ4＋(＞0dB～8dB) Ⅲ Φ4＋(＞8dB～12dB) Ⅳ Φ4＋(＞12dB～16dB)
• 单个缺陷：示波屏上单独出现的回波。邻近缺陷间距大于 50mm，回波高不小于Φ2mm的缺陷。
• 缺陷的位臵和大小测定：小缺陷，用当量法定量；大缺陷， 用6dB法测定其边界与面积范围。 • 单个缺陷类型：夹杂、裂纹等。 2. 分散缺陷
• 分散缺陷：工件中缺陷多且分散，缺陷间距较大。在边长为 50mm的立方体内少于5个，回波高不小于Φ2mm的缺陷。
2. 轴类锻件的超声检测
• 锻造工艺：以拔长为主 • 缺陷分布：大部分缺陷的取向与轴线平行 。 （1）直探头径向和轴向检测
– 径向检测（主要方法）
探头臵于轴的外圆作全面 扫查，以发现纵向缺陷。
– 轴向检测
探头臵于轴的端面作全面 扫查，以发现与轴线相垂直的 横向缺陷。 当轴的长度太长或有多个直径不等的轴段时，有声 束扫查不到的死区。
• 当量法：缺陷尺寸小于声束截面。
– 当量计算法、当量AVG曲线法：缺陷位于x≥3N区域内； – 试块比较法：缺陷位于x＜3N区域内。 • 测长法：缺陷尺寸大于声束截面。 – 6dB法：扫查过程中缺陷反射波只有一个高点情况； – 端点6dB法：扫查过程中缺陷反射波有多个高点情况。
• 底波高度法：
必要时，可利用 底波的幅度变化 来确定缺陷的相 对大小。
8.1.7 非缺陷回波分析 • 常见的非缺陷回波：
– 周向检测圆柱体锻件时产生的三角形反射波；
– 轴向检测细长轴类锻件时出现的迟到波；
– 锻件中存在与检测面成61°倾角的反射面时61°反射波；
– 锻件的台阶、凹槽等外形轮廓回波等。 • 应根据锻件的结构形状、材质和锻造工艺，应用超声波反射、 折射和波形转换理论分析判断。
• 缺陷的位臵和大小测定：分散缺陷一般不大，常用当量法定 量，同时要测定分散缺陷的位臵。 • 分散缺陷类型：分散性的夹杂。
3. 密集缺陷 • 密集缺陷回波：示波屏上同时显示的缺陷回波很多，缺陷之 间的间隔很小，甚至连成一片。 • 密集缺陷划分方法： – 以缺陷的间距划分：相邻缺陷间的间距小于某一值。 – 以单位长度时基线内显示的缺陷回波数量划分：在相当 于工件厚度值的基线内，探头不动或稍作移动时，一定 数量的缺陷回波连续或断续出现。 – 以单位面积中的缺陷回波划分：在一定检测面积内缺陷 回波数量超过某一值。 – 以单位体积中的缺陷回波划分：在一定检测体积内缺陷 回波数量多于规定值。
– 计算值为负值提高仪器增益，计算值为正值降低仪器增益。
• 考虑试块与受检件表面状态和材质衰减的差异，需预先测定 传输修正值 。
8.1.5 缺陷位置和大小的测定
1. 缺陷位置的测定 • 平面位臵为探头中心处 • 缺陷深度x f 为： x f ＝ nτf 2. 缺陷大小的测定
3. 筒形或环形锻件的检测 • 锻造工艺：先镦粗，后冲孔，再滚压。缺陷的取向复杂。 • 检测方法： （1）直探头检测：从筒体外圆面或端面检测，探测与轴线平 行的周向缺陷或与轴线垂直的横向缺陷； （2）双晶直探头检测：从筒体外圆面或端面检测，探测近表 面缺陷； （3）斜探头检测：轴向检测，探测与轴线垂直的径向缺陷； 周向检测，探测与轴线平行的径向缺陷。
• 双晶直探头检测用试块 – 工件检测距离＜45mm， 采用CSⅡ标准试块。 – CSⅡ形状和尺寸
表8—2 试块序号 CSⅡ-1 孔径 Φ2 检测距离L 1 2 3 4 5 6 7 8 9
CSⅡ-2
CSⅡ-3 CSⅡ-4
Φ3
Φ4 Φ6
5
10
15
20
25
ห้องสมุดไป่ตู้
30
35
40
45
• 曲面检测面用试块 –采用CSⅢ标准试块测定因曲率不同引起的耦合损失。 –CSⅢ形状和尺寸
8.1.3 检测条件的选择 1. 探头的选择 • 单晶直探头： – 低碳钢或低合金钢：可选用较高检测频率。 – 奥氏体钢：选择较低的检测频率和较大的探头晶片尺寸， 以提高信噪比。 • 双晶探头：检测小锻件或为检出近表面缺陷。频率5MHz。 • 横波斜探头：折射角K=1.0。 2. • • • • 耦合选择 检测面要求 耦合损失补偿 耦合剂 水浸法检测，对表面粗糙度的要求低于接触法。
mm
Ⅴ ＞Φ4＋16
表8 密集区缺陷的质量分级
等 级 Ⅰ 0 Ⅱ ＞0～5 Ⅲ ＞5～10 Ⅳ ＞15～20 Ⅴ ＞20 密集区缺陷占检测总面积的百分比，%
3. 纵波直入射法检测面的选择 • 原则上应从两个相互垂直的方向进行检测。并尽可能地检测 到锻件的全体积。 •锻件厚度超过 400mm时，应从 相对两端面进行 100%扫查。 • 系统确定检测灵敏 度后，表面分辨力 大于表面盲区的允 许值时，应从相对 两端面进行扫查， 或增加双晶直探头 对近表面的检测。
a. 大平底或实心圆柱体底面，同距离处底波与平底孔回波 的分贝差公式为： PB 2x 20lg 20lg 2 Pf D f
b. 空心圆柱体，同距离处圆柱曲底面与平底孔回波分贝 差公式为： P 2x d 20 lg B 20 lg 2 10 lg Pf D f D 2）调节：探头对准完好区的底面，调“增益”使底波B1达 到基准高，然后用“衰减器”增益ΔdB。 • 扫查灵敏度:在检测灵敏度的基础上提高5～10dB。
• JB/T 4730-2005规定：在边长50mm的立方体内，数量不 少于5个，当量直径不小于Φ2mm的缺陷为密集缺陷。 • 密集缺陷类型： 疏松、非金属夹杂、白点、 成群的裂纹等。
• 锻件内不允许存在白点缺陷。
4. 游动回波
• 游动回波：圆柱体轴类锻 件检测中，探头沿轴的外 圆移动时，示波屏上的缺 陷波会随该缺陷检测声程 的变化而游动。 • 游动回波产生原因：由波束的不同部位（波束轴线、扩散波 束）射至缺陷时，反射回波声程和幅度的变化引起的。 5. 底面回波 • 根据底波变化情况，结合缺陷回波来判断锻件中的缺陷情况。 – 平行于检测面的大缺陷； – 大面积且倾斜的缺陷或在检测面附近有大缺陷； – 密集性缺陷。
（2）斜探头周向及轴向检测 – 周向检测 探头臵于轴的外圆作周向扫查。 – 轴向检测 探头臵于轴的外圆作轴向扫查。 • 考虑到缺陷的取向，检测时斜探头应作正、反两个方向的 全面扫查。
2. 饼类、碗类锻件的检测 • 锻造工艺：以镦粗为主，缺陷取向以平行于端面分布为主。 • 检测方法：直探头检测。
– 端面检测，探测与端面平行的缺陷。对于重要件或厚度 大的锻件，应从两个端面进行检测。 – 对于重要件，有时需增加在外圆面上的径向检测，以发 现轴向缺陷。
• 缺陷指示长度：在平面工件检测中，按规定方法对缺陷进 行测长时探头移动的距离。 • 圆柱体工件的周向检测： –外圆周向测长，缺陷的指示长度L 为： L f
f
L R x f 1 R
–内孔周向测长，缺陷的指示长度L 为： L f
f
L' R x f 2 r
8.1.6 缺陷回波的判断 1. 单个缺陷
8.1.4 扫描速度和灵敏度的调节 1. 扫描速度的调节 • 应根据锻件的检测范围调节扫描速度。 • 试块的声速应与工件相同或接近。 • 调整方法：根据检测范围，利用已知尺寸的试块或工件上 的两次不同反射波，通过调节仪器的扫描范围和延迟旋钮， 使两个信号的前沿分别位相应的水平刻度处。 • 一般要求：第一次底波前沿位臵不超过水平刻度极限的 80%。
铸锭组织在锻造过程中沿金属延伸方 向被拉长，形成的纤维组织。一般代 表锻造过程中金属延伸的主要方向。
8.1.2 检测方法概述 • 检测方法 接触法或水浸法。 • 声束入射面和入射方向选择 –缺陷具有一定方向性，分布和方向与锻造流线方向有关。 –选择入射面和入射方向应考虑锻造变形工艺和流线方向， 并应尽可能使超声声束方向与锻造流线方向垂直 。 • 表面状态要求 对于具有高检测灵敏度要求的关键部件，需对其表面和外 形进行加工 ，使声入射面的粗糙度满足检测要求。 • 检测时机 原则上应选择在热处理后，冲孔、开槽等精加工之前进行。 • 检测技术 纵波直入射检测、纵波斜入射检测、横波检测。
2. 检测灵敏度的调节
• 检测灵敏度：不低于最大检测距离处的Φ2mm平底孔当量直 径。（JB/T4730.3-2005规定） （1）底波调节法 • 应用条件: 锻件的被探部位厚度x ≥3N，且具有平行底面或 圆柱曲底面。 • 底波法不需要试块，不需要考虑传输修正问题。 • 调节步骤： 1）计算：底波与同距离处Φ2mm平底孔回波的分贝差。
– 当试块与工件的材质相差较大时，应考虑介质衰减补偿。
1）单直探头检测 • 使用CSⅠ 或CSⅡ试块进行调节检测灵敏度。 • 距离幅度特性曲线：两种情况。 • 平底孔试块的选用：根据要求检测的深度范围以及探头的 距离幅度特性选择恰当埋深的试块 – 在要求的检测
深度范围内平
底孔反射幅度 最低的相应埋
4．航空锻件的超声检测
• 常见类型：自由锻件、模锻件 • 检测规范：GJB1580A-2004 （1）自由锻件超声检测
检测面的选择应考虑锻件的锻压比和加工余量以及系统的 检测灵敏度、盲区、近表面分辨率等性能。
（2）模锻件检测
模锻件的变形流线是是与外表面平行的，检测时要求超 声声束方向应与外表面垂直入射，扫查需沿着外表面形状进 行。 – 接触法，通常只能检测平面部位。 – 水浸法（水套探头），可检测弧面部位。
– 当x≥3N时：
( B1 B2 6 ) / 2 x
5. 试块选择 • 根据探头和检测面的情况选择试块。
• 单晶直探头检测用试块 – CSⅠ试块形状和尺寸
表8—1 试块序号 L D CSⅠ-1 50 50 CSⅠ-2 100 60 CSⅠ-3 150 80 CSⅠ-4 200 80
8.1.8 锻件质量级别的评定（JB/T 4730.3-2005标准）
表6 由缺陷引起底波降低量的质量分级
等 级 底波降低量 BG/BF Ⅰ ≤8 Ⅱ ＞8～14 Ⅲ ＞14～20 Ⅳ ＞20～26
dB
Ⅴ ＞26
注：本表仅适用于声程大于近场区长度的缺陷
表7 单个缺陷的质量分级
等级 缺陷当量直径 Ⅰ ≤Φ4 Ⅱ Φ4＋(＞0dB～8dB) Ⅲ Φ4＋(＞8dB～12dB) Ⅳ Φ4＋(＞12dB～16dB)
• 单个缺陷：示波屏上单独出现的回波。邻近缺陷间距大于 50mm，回波高不小于Φ2mm的缺陷。
• 缺陷的位臵和大小测定：小缺陷，用当量法定量；大缺陷， 用6dB法测定其边界与面积范围。 • 单个缺陷类型：夹杂、裂纹等。 2. 分散缺陷
• 分散缺陷：工件中缺陷多且分散，缺陷间距较大。在边长为 50mm的立方体内少于5个，回波高不小于Φ2mm的缺陷。
2. 轴类锻件的超声检测
• 锻造工艺：以拔长为主 • 缺陷分布：大部分缺陷的取向与轴线平行 。 （1）直探头径向和轴向检测
– 径向检测（主要方法）
探头臵于轴的外圆作全面 扫查，以发现纵向缺陷。
– 轴向检测
探头臵于轴的端面作全面 扫查，以发现与轴线相垂直的 横向缺陷。 当轴的长度太长或有多个直径不等的轴段时，有声 束扫查不到的死区。
• 当量法：缺陷尺寸小于声束截面。
– 当量计算法、当量AVG曲线法：缺陷位于x≥3N区域内； – 试块比较法：缺陷位于x＜3N区域内。 • 测长法：缺陷尺寸大于声束截面。 – 6dB法：扫查过程中缺陷反射波只有一个高点情况； – 端点6dB法：扫查过程中缺陷反射波有多个高点情况。
• 底波高度法：
必要时，可利用 底波的幅度变化 来确定缺陷的相 对大小。
8.1.7 非缺陷回波分析 • 常见的非缺陷回波：
– 周向检测圆柱体锻件时产生的三角形反射波；
– 轴向检测细长轴类锻件时出现的迟到波；
– 锻件中存在与检测面成61°倾角的反射面时61°反射波；
– 锻件的台阶、凹槽等外形轮廓回波等。 • 应根据锻件的结构形状、材质和锻造工艺，应用超声波反射、 折射和波形转换理论分析判断。
• 缺陷的位臵和大小测定：分散缺陷一般不大，常用当量法定 量，同时要测定分散缺陷的位臵。 • 分散缺陷类型：分散性的夹杂。
3. 密集缺陷 • 密集缺陷回波：示波屏上同时显示的缺陷回波很多，缺陷之 间的间隔很小，甚至连成一片。 • 密集缺陷划分方法： – 以缺陷的间距划分：相邻缺陷间的间距小于某一值。 – 以单位长度时基线内显示的缺陷回波数量划分：在相当 于工件厚度值的基线内，探头不动或稍作移动时，一定 数量的缺陷回波连续或断续出现。 – 以单位面积中的缺陷回波划分：在一定检测面积内缺陷 回波数量超过某一值。 – 以单位体积中的缺陷回波划分：在一定检测体积内缺陷 回波数量多于规定值。