浅谈铸件疏松和超声波检测的优点

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摘 要：文章详细阐述了铸件中疏松缺陷的形成及其危害，用A型超声波探伤仪检测疏松的原理及优点。文章还阐述了疏松形成及超声回波的波形特征，介绍了铸件超声探伤的工艺程序。

关键词：铸件；疏松；超声波；工艺

1 铸件中疏松缺陷的形成及危害

工业的快速发展及水平的提高对产品的质量要求越来越高，产品如果存在超标缺陷将严重影响产品的质量和使用寿命。铸钢件超声波检测内部缺陷大致可分体积型和平面型两大类，现仅对铸件中的疏松（体积型）检测作分析。

疏松也叫收缩，苍蝇脚，针眼缺陷是松散的，一般分部在铸件浇口热节处，或补缩通道不畅通处，铸件壁厚突变过度处。当浇注的金属液在凝固过程中，得不到足够的金属液进一步补缩、形成一个相对小而集中的小洞、像针型的海绵团状缺陷。由于存在于铸件内部所以毛坯状态肉眼是察觉不到的，必须经机械加工后才能发现，疏松内部毛糙、内部氧化为松散、深灰色或氧化光泽，疏松缺陷的存在不仅会影响铸件本体的强度性能、影响密封性、螺纹暴牙等不利因素。

2 铸件超声检测原理

为了提高产品质量对产品进行无损检测，结合无损检测的四大常用无损检测方法。射线、超声波、磁粉、渗透的原理以及疏松缺陷的特点。如果缺陷在表面近表面磁粉、渗透都可以检测；内部的缺陷射线、超声波都可以检测。由于铸钢件大壁厚，从检测效率、检测成本等综合考虑、内部优先选择超声检测。超声波探伤具有灵敏度高、成本低、灵活方便、对人体无害等优点。超声波探伤原理是探头发射声波穿透工件，通过截面进入另一个截面，在界面上发生反射回波特性来检验一种有缺陷的零件的方法。超声波检测要结合产品的生产工艺，了解不同性质的缺陷易产生的区域，根据缺陷反射回波波形（静态波形和动态波形）、底波的衰减分析缺欠的类型。疏松是密集缺陷从仪器屏幕上静态波形很容易区分，缺陷波为林状高低不同。仪器示波屏幕缺陷横向扩展、底波明显下降。动态波形探头移动时缺陷波变化迟缓、有一定的区域，疏松、缩松、材质松散等密集缺陷。探伤时缺陷波呈草状或林状，底波很低或仪器屏幕上消失。

3 疏松缺陷的回波特征及判断

以下是铸件同一产品的超声波静态波形图：结合射线、解剖后着色检测，分析出是典型的疏松。超声波图形如图1按标准GB/T7233.1-2009 2级验收，仪器USM35XS铸钢件对比试块探头MSEB2ES其优缺点不在阐述。图2红色标记处为RT的照相底片显示出云状的影像结合工艺和ASTM图谱评定为疏松使用Ir92源和柯达MX125胶片，RT对缺陷的定性直观，但检测成本、检测周期较长、对检测人员有一定的伤害。铸件由于工件较厚一般普通X射线机无法穿透，实际检测中一般用Ir192或CO60等放射元素，这些放射型元素要有一定的防护或多或少对检测人员有一定的伤害，检测效率不及超声波效率高。射线检测首先要标记、画线、布片、送源、曝光、收源、取片、冲洗底片、评定等环节。图3是渗透检测出的疏松显示，由于铸件毛坯时一般疏松都存在工件本体的内部。图3仅为分析缺陷性质使用DPT-5着色剂套装，人为在UT发现缺陷处切削加工让开口疏松暴露在工件表面。PT检测首先要缺陷是表面开口，但着色剂对人呼吸道有伤害、污染环境检测效率也不高。磁粉检测主要是缺陷处漏磁场吸附磁粉，但对疏松类的缺陷显示磁痕没有着色直观，在此就不再阐述。综上所述，无损检测人员对铸件内部疏松（体积型）缺陷的检测，检测人员使用超声波检测根据经验和对铸件产品工艺的理解对缺陷的检测和定性可靠率是很高的，可以为节约成本和提高工作效率、保证产品的质量的前体铸件内部缺陷优选超声波检测是很可靠的。

图2 RT底片云状显示

图3 解剖后PT疏松显示

4 铸件超声探伤的工艺

铸件的超声波探伤要注意以下的一些不利因素：要了解铸钢件的以下特点：（1）表面粗糙；（2）材料组织不均匀；（3）结构复杂轮廓波多，是铸造缺陷检测的难点。因此，检测铸件使用低频直探头的基础、对比试块校验探伤灵敏度、并使用粘度大的耦合剂、为了改善表面耦合优选软保护膜探头，探伤时机一般要求工件正火回火后目的是改善铸件的透声性，要求高的铸件还要在除应力后再次探伤，对铸件探伤时首先根据工件的壁厚选用探伤灵敏度，发现缺陷时候要区分是平面型还是体积型、缺陷的当量、缺陷占壁厚的百分比、缺陷在内外层的面积、不同工件厚度的底波衰减量。

5 结束语

根据经验的总结、结合产品生产工艺分析。对铸件中的缺陷定性还是有一定的准确率，铸件的超声波检测越来越广泛的应用，对缺陷准确定性有利有产品工艺的改进。上述仅对铸钢件中疏松缺陷的认证和评定。由于的水平所限、错误和遗漏是很难避免的、恳请读者指出。

参考文献

[1]超声波探伤编写组.超声波探伤[M].劳动人事出版社，1989.

[2]中华人民共和国国家标准.GB/T7233.1-2009.第一部分：一般用途铸钢件[S].

[3]全国锅炉压力容器无损检测人员资格考核统编教材.超声检测（第二版）[M].