锻件超声检测-锻件加工及常见缺陷
锻件加工过程
锻件是由热态钢锭经锻压变形而成。锻压过程包括加热、变形和冷却。
锻件加工方法
锻压的方式大致分为镦粗、拔长、滚压和辗环。
镦粗是锻造时压力施加于坯料的两端,形变发生在横截面上,镦粗主要用于饼类锻件与正方体及长方体锻件。缺陷产生的方向主要平行于端面。
拔长是锻造时压力施加于坯料的外圆,形变发生在长度方向,拔长主要用于轴类锻件。缺陷的方向大部分平行于轴线方向,较少部分垂直于轴线方向。
滚压是先镦粗坏料,然后冲孔再插入芯棒并在外圆施加压力。滚压既有纵向形变,又有横向形变。如筒类锻件一般先镦粗,后冲孔,再镦压。缺陷的方向大部分平行于筒类锻件的内、外表面,较少部分垂直于筒类锻件的内、外表面。
辗环是对大型环形工件进行锻造加工,加工过程是将原材料冲孔后在环形工件的圆周面上辗压,同时也在环形工件的高度(宽度) 方向进行辗压,使工件的厚度减小,高度(宽度)不变或略微减小,直径增大。形变主要发生在环向圆周面上。缺陷方向主要平行于环形工件的圆周面。
其他形状复杂的锻件,锻造的方式基本上为上述锻造方法的组合,产生缺陷的方向基本上垂直或平行锻件的表面。
对于较大型的锻件,其锻造工艺流程为:冶铸一锻造一热处理一机械加工等工序。
为了改善锻件的组织性能,锻后需要进行正火、退火或调质等热处理工序。
锻件超声检测时要求其检测面的表面粗糙度Ra≤6.3μm。
锻件缺陷
锻件中的缺陷可分为铸锭原材料缺陷、制造过程中产生的缺陷和使用过程中产生的缺陷。
1.铸锭原材料缺陷主要有:缩孔、疏松、夹杂、白点、裂纹等。
钢锭冶铸过程中产生的缩孔、疏松、夹杂和裂纹等欲陷在锻造过程中不可能消除,但会产生变形和延伸。经锻造后往往压成平面状分布,且一般与锻压方向垂直,当锻压比不足时,也会以体积型状态存在。
2.制造过程产生的缺陷分为锻造缺陷、热处理缺陷及加工缺陷。
(1)锻造缺陷主要有:折叠、裂纹等。
锻造过程中,因操作不当或锻造比不足时,会在锻件表面及芯部形成裂纹或局部组织不紧密,即组织偏析缺陷。
对于镍铬钼钢、铬钢、镍钢、锰钢等合金钢而言,因材料中含氢量较高,锻造或热处理过程中冷却速度过快,易产生微细开裂。由于此类裂纹断面是发亮的,也称之为白点。
白点主要集中在锻件大截面的中心部位,在钢中总是成群出现。
组织偏析缺陷与白点缺陷具有相同特征,其反射回波均为密集性缺陷反射回波,检测判断时应注意区分。
(2)热处理缺陷主要有:裂纹等。
热处理过程中因温度控制不当或冷却速度过快,易产生裂纹。热处理裂纹大多在表层。
锻造与热处理过程产生的裂纹,其方向虽然规律性不强,但基本上是平行或垂直于锻件的表面,因此超声检测可在锻件几何形状简单时,在相互垂直的两端面采用纵波进行检测,保证声束尽可能扫查到锻件的全体积,可将大部分缺陷检出。
(3)加工过程中产生的主要缺陷有:裂纹。
磨削加工中因磨削工艺不完善或操作不当,易产生磨削裂纹,此裂纹在锻件表面形成。
磨削裂纹正常情况下采用磁粉检测方法进行检测。
3.使用缺陷
锻件经长期使用后,由于疲劳或应力腐蚀等原因而产生裂纹,这种裂纹一般出现在表面。
在役定期检测时,一般采用表面检测方法进行检测.