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1、
鈦合金鍛坯與鍛件的超聲波驗收標準很?chē)栏?,要求評定的參數也較多,目前國外航空鈦合金鍛件超聲波探傷的驗收標準見(jiàn)國外航空鈦合金鍛件超聲波探傷驗收標準(最高等級)一覽表。
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由表1可見(jiàn),要達到這樣高的驗收標準,不僅對探傷人員的技術(shù)水平有較高要求,而且還要有性能良好的超聲探傷儀及探頭,如靈敏度要高,信噪比和動(dòng)態(tài)范圍要大,線(xiàn)性要好,電噪聲電平要低,分辨率要高等等。
2、鈦合金鍛件的顯微組織變化對其機械性能有較顯著(zhù)的影響,對超聲探傷中的雜波水平及底波損失的評定起到檢查鈦合金組織均勻性的作用,應予以充分的重視。
超聲波在晶界及晶內相組織上的散射可能在熒光屏上以雜波顯示,也可能表現為聲能衰減引起底波高度的降低(底波損失),這兩者與顯微組織有一定的對應關(guān)系。根據這兩項參數的評定,已經(jīng)發(fā)現過(guò)粗晶、并列α組織(能造成低周循環(huán)疲勞性能下降的魏氏組織)等。
就目前所作的工作來(lái)看,雜波水平高的鈦合金顯微組織,多表現為有完整明顯的原始β晶界和平直細長(cháng)的魏氏α組織(未變形的典型魏氏組織),或顯現有多且大的條塊狀α相,這類(lèi)組織在機械性能上表現為強度指標下降。此外,某些鑄造組織殘留也可能造成雜波水平較高。
但就一般的過(guò)熱魏氏組織,如果其原始β晶界及晶內相組織取向較紊亂無(wú)規則時(shí),盡管這樣的組織是不好的,甚至從顯微組織評定是不合格的,其雜波水平卻不一定偏高,說(shuō)明雜波水平的評定目前還存在較大的局限性。
在底波損失的評定中,某些魏氏組織對超聲脈沖的高頻分量有較明顯的衰減(如并列α組織),這在頻譜儀上較易觀(guān)察到(北京航空材料研究所錢(qián)鑫源等),但對工業(yè)生產(chǎn)上的大批量檢查如何使用普通超聲探傷儀,選用最佳響應頻率的探頭進(jìn)行檢測上存在一定的實(shí)際困難。
應當說(shuō)明的是,目前對鈦合金內部偏析也尚無(wú)可靠有效的超聲檢測方法??傊?,如何利用超聲波對各種不同顯微組織的響應達到控制鈦合金的性能質(zhì)量,是目前需要深入研究的課題(例如采用更高的、甚至上百兆赫的頻率,以及使用電子計算機進(jìn)行信息處理等)。
盡管如此,在目前鈦合金鍛件及材料的超聲探傷中,雜波水平與底波損失的評定仍然是兩項很有價(jià)值的指標。
3、鈦合金材料的超聲探傷中,有時(shí)由于單個(gè)大晶?;蛘呔植康慕M織不均勻造成的組織反射會(huì )以單個(gè)反射信號的形式出現,容易和真正的冶金缺陷(如高密度夾雜物、裂紋、孔洞等)的反射信號相混淆,通過(guò)試驗分析認為,這種反射信號可能是由于超聲反射波的相位疊加所致。
在這種情況下,采用小直徑探頭或聚焦探頭(縮小波束直徑),提高超聲頻率,以相同的探測靈敏度(平底孔直徑相同的試塊)重新評定時(shí),會(huì )發(fā)現其反射信號幅度明顯下降,有時(shí)甚至消失,而真正的冶金缺陷的反射信號在這種情況下不會(huì )有明顯變化。
這種方法可以鑒別鈦合金中真正的冶金缺陷與組織反射。當然,在鈦合金的超聲探傷中,也和其他材料的超聲探傷一樣,企圖僅以A型顯示的反射脈沖信號判斷缺陷的性質(zhì)顯然是不可能的。
必須結合具體探傷對象的材料成分特點(diǎn)、冶煉及鍛造加工工藝,以及輔以其他無(wú)損檢測手段(如X射線(xiàn)照相、滲透、超聲C掃描等等),加上探傷人員自身的經(jīng)驗水平等進(jìn)行綜合分析判斷,必要時(shí)還要進(jìn)行解剖驗證(包括宏觀(guān)、高倍,甚至電子顯微鏡、電子探針等手段)。因此,目前在鈦合金鍛件及原材料超聲探傷中,其質(zhì)量驗收標準基本上仍以回波信號的參數為依據。