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锻件缺陷与材料特性不同而引起的超声波变化。
超声检测主要应用超声波在材料中的传播特性,以及超声波与缺陷的相互作用机理来进行检测。理论上,超声波在大均匀介质中是沿直线传播的。但实际上,任何介质总有边界,当超声波在非均匀介质中传播,或从1种介质传播到另1种介质时,由于介质的声阻抗发生了变化,故超声波会在声阻抗改变的分界面上产生反射、折射和透射现象。
在超声波透过界面时,其方向、强度和波形的变化取决于2种介质的特性声阻抗和入射波与分界面的相对方向。 当超声波垂直入射在2异种介质的分界面上时,会产生反射和透射现象。反射是超声波从1种介质入射到具有不同声特性阻抗的另1种介质时,改变传播方向返回原介 质的现象;而透射则是在2种介质声阻抗相同或者相近时,超声波穿过分界面进入另一介质的现象。
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锻造锻件时常见的低倍缺陷有哪些?
钢经热加工后,在一定温度范围冷却较快时,过饱和的原子氢脱溶进入钢内微孔隙中合成为分子氢,形成---压力,并和冷却时的热应力及相变所产生的组织应力相结合,使钢材内部产生细小裂纹。这种细小裂纹在钢材的纵向断口上呈圆形或椭圆形的银白点,所以称作白点。在横向热酸浸宏观试样上则呈细小裂纹,故也称作发裂。
白点对钢的机械性能,尤其对塑性和韧性有影响,锻件原材料中出现白点是许多重要用途的合金钢不允许有的低倍缺陷。白点不是在所有合金钢中都能发现的,主要是在铬镍钢、铬镍钼钢、镍钢、钼钢、锰钢等合金结构钢,和属于马氏体、珠光体的轴承钢和工具钢中发现。
偏析是钢中化学成分及杂质的不均匀分布现象,它是钢在冶炼及其结晶过程中,由于某些因素的影响而形成的一种常见缺陷。偏析常对钢的组织和性能带来影响,所以对于偏析缺陷应采取控制使用的办法,即在钢材上切取试片经酸浸蚀后予以评定,并按相应标准和技术要求进行控制。
在酸浸低倍试片上,各种偏析能清晰地显示其形态,按其形态常将偏析分为方框偏析、点状偏析、波纹偏析、枝晶偏析等。钢材经变形后偏析缺陷的形态会发生一定的变化。
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锻件缺陷与材料特性不同而引起的超声波变化。
通过分析超声波在介质中的传播特性以及大型锻件内部缺陷的声学特性可知,各种缺陷的边界特性均可归纳为两大类:裂纹、白点、缩孔、气泡、非金属夹杂物的边界属于“软”边界,超声波垂直入射在这种界面上时反射回波的相位改变180度;高密度金属夹杂物的边界属于“硬”边界,超声波垂直入射在这种界面上时其反射回波的相位与入射波相位相同。
对于裂纹、白点、缩孔、气泡以及非金属夹杂物,尽管其声阻抗不相同,但都可以通过式( 1)和式( 2)计算出其反射率和透射率,这2个参数反映了超声回波信号的幅度衰减水平。非金属夹杂物与基体组织的声阻抗差异小,透射率高,因此其回波衰减非常---,表现为检测时底波幅度小甚至没有底波;白点反射波很强,但由于其成群出现,故在检测时波形表现为缺陷信号清晰而群集;裂纹缺陷的反射波---且单一存在,非常清晰;缩孔缺陷由于其周围有大量夹杂物,同时其表面非常粗糙,故反射波会产生了较大的衰减。
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