鑄鐵件的缺陷種類有很多，常見的有夾渣、夾砂、氣孔、縮孔、疏松、冷隔、裂紋等，這些缺陷會(huì)減少鑄件承受的載荷截面面積，引起局部應(yīng)力集中，嚴(yán)重降低鑄件的使用性能，導(dǎo)致關(guān)鍵承力鑄件過早失效而發(fā)生破壞。

今天，我們就針對易出現(xiàn)在鑄件邊緣區(qū)或近場區(qū)的疏松、夾渣、夾砂這三種相似波形的缺陷，通過試驗(yàn)來研究一下鑄件缺陷的超聲波定性檢測。

校正儀器
3件鑄件被檢測區(qū)域總厚度在100~250mm以內(nèi)，鑄件上、下平面基本平行，總聲程對應(yīng)設(shè)定在150~300mm之間。測量低溫風(fēng)電球墨鑄鐵件的聲速時(shí)，參考標(biāo)準(zhǔn)EN12680-3:2011，一般要求聲速在5500m/s以上。

結(jié)合鑄件工藝澆注方向，一般鑄件上表面邊緣區(qū)氧化渣多，且屬于檢測近場區(qū)，雜波多而影響判定；鑄型下面的鐵水比較純凈，近表面基本無氧化渣，所以應(yīng)選擇從下往上檢測。實(shí)際檢測中，檢測人員要視鑄件外形結(jié)構(gòu)及現(xiàn)場具體狀況來判斷從哪個(gè)方向進(jìn)行檢測。

鑄件工藝澆注方向示意
波形分析異常波形的表現(xiàn)形式為：
一是鑄件背面回波的衰減
二是鑄件中間為異常波形
特別要注意的是異常波形從近場盲區(qū)就開始，而底波不可見。

鑄件檢測異常波形為鑄件上部表面和近表面出現(xiàn)的異常波。結(jié)合鑄件工藝特性，鑄件上部易產(chǎn)生疏松、夾渣、夾砂等缺陷，而此3類缺陷波形狀又相似，為了更準(zhǔn)確地分析缺陷性質(zhì)，要進(jìn)一步進(jìn)行檢測和分析。

缺陷分析
這3種缺陷產(chǎn)生的機(jī)理不同。
夾渣主要表現(xiàn)為：
一是澆注時(shí)由于鐵水包中的熔渣沒有與鐵水分
離，熔渣混進(jìn)鑄件而形成氧化夾渣；

二是鐵水在型腔內(nèi)與化合物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成二次氧化渣，氧化渣的密度較小，浮于上部表面。

夾砂是澆鑄時(shí)由于砂型型腔內(nèi)碎砂殘留或砂型強(qiáng)度低，表面砂子剝落，或合型時(shí)磕碰掉的砂塊混進(jìn)鑄件而形成的鐵夾砂、碎砂粒。砂的密度也較小，浮于上部表面。

疏松是由鑄件在凝固過程中因補(bǔ)縮不良而在后凝固區(qū)域形成的細(xì)小、分散性的縮孔聚焦而成的，其宏觀斷口形貌呈海綿狀，有時(shí)要借助著色試驗(yàn)才能發(fā)現(xiàn)。

疏松、夾渣、夾砂這3種類型缺陷的外觀、波形、滲透檢測結(jié)果如下圖所示，其中疏松、夾渣、夾砂分別在壁厚192、148.5、105mm處，疏松、夾渣、夾砂的次底波位置分別為192、150.2、109.7mm。

疏松缺陷目視分辨不明顯，借助放大鏡可見枝晶狀孔洞，內(nèi)壁與基體顏色一致，沒有被氧化的痕跡；氧化夾渣目視有花斑，與基體顏色不一致，有打磨過燒的痕跡；夾砂內(nèi)含砂粒、砂塊、涂料粉沫，表面非常松散，有大小不一致的凹坑、顆粒狀小白點(diǎn)，內(nèi)壁有發(fā)黑。

次底波消失或基本消失，缺陷所處的位置都在邊緣區(qū)，潛在風(fēng)險(xiǎn)比較大，需要具體分析缺陷性質(zhì)和波形關(guān)系。

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