鈦合金鍛件的超聲波探傷

鈦合金鍛件中容易出現(xiàn)的缺陷

一.偏析型缺陷

除了β偏析、β斑、富鈦偏析及條狀α偏析外，最危險(xiǎn)的是間隙型α穩(wěn)定偏析（I型α偏析），其周圍常伴有細(xì)小的孔洞、裂紋，含有氧、氮等氣體，脆性較大。還有富鋁型α穩(wěn)定偏析（II型α偏析），也因伴有裂紋并有脆性而構(gòu)成危險(xiǎn)性缺陷。

二.夾雜物

多是高熔點(diǎn)、高密度的金屬夾雜物。由鈦合金成分中高熔點(diǎn)、高密度元素未充分熔化留在基體中形成（例如鉬夾雜），也有混在冶煉原材料（特別是回收材料）中的硬質(zhì)合金刀具崩屑或不適當(dāng)?shù)碾姌O焊接工藝（鈦合金的冶煉一般采用真空自耗電極重熔法），例如鎢極電弧焊，留下的高密度夾雜物，如鎢夾雜，此外還有鈦化物夾雜等。

夾雜物的存在容易導(dǎo)致裂紋的發(fā)生與擴(kuò)展，因此是不允許存在的缺陷（例如蘇聯(lián)1977年的資料中規(guī)定，鈦合金X射線照相檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)直徑0.3~0.5mm的高密度夾雜物就必須予以記錄）。

三.殘余縮孔

見實(shí)例。

四.孔洞

孔洞不一定單個(gè)存在，也可能呈多個(gè)密集存在，會(huì)使低周疲勞裂紋擴(kuò)展速度加快，造成提前疲勞破壞。

五.裂紋

主要指鍛造裂紋。鈦合金的粘性大，流動(dòng)性差，加上導(dǎo)熱性不好，因而在鍛造變形過(guò)程中，由于表面摩擦力大，內(nèi)部變形不均勻性明顯以及內(nèi)外溫差大等，容易在鍛件內(nèi)部產(chǎn)生剪切帶（應(yīng)變線），嚴(yán)重時(shí)即導(dǎo)致開裂，其取向一般沿最大變形應(yīng)力方向。

六.過(guò)熱

鈦合金的導(dǎo)熱性較差，在熱加工過(guò)程中除了加熱不當(dāng)造成鍛件或原材料過(guò)熱外，在鍛造過(guò)程中還容易因?yàn)樽冃螘r(shí)的熱效應(yīng)造成過(guò)熱，引起顯微組織變化，產(chǎn)生過(guò)熱魏氏組織。

鈦合金鍛件超聲探傷的幾個(gè)問題

除了一般鍛件超聲探傷方法中應(yīng)當(dāng)注意的問題外，鈦合金鍛件的超聲探傷還有以下幾個(gè)需要注意的問題。

一.原材料的冶金質(zhì)量

前面**部分所述的缺陷大部分是在原材料上就存在的，結(jié)合考慮我國(guó)鈦工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況（原材料、工藝等），加上鈦合金價(jià)格昂貴，加工困難，并且鍛件的形狀一般都比較復(fù)雜，使得鍛件的超聲探傷存在一定的困難（例如死角、盲區(qū)、探測(cè)方向不利等），為了將質(zhì)量隱患盡早阻絕在初始階段，應(yīng)該嚴(yán)格把好原材料的冶金質(zhì)量關(guān)，其超聲驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該從嚴(yán)要求，其方法也應(yīng)該更為詳細(xì)。

例如，對(duì)鈦合金圓棒，除了按一般周面360°的徑向入射縱波探傷外，還應(yīng)作周面360°的弦向橫波探傷（折射角一般為45°），以保證發(fā)現(xiàn)直探頭無(wú)法發(fā)現(xiàn)的表面和近表面缺陷（例如徑向裂紋）。對(duì)于鈦合金方坯、餅坯、環(huán)坯等除了作垂直入射的縱波探傷外，考慮到可能存在沿鍛造變形應(yīng)變線產(chǎn)生的裂紋（在橫截面上多為近似45°取向）及某些傾斜取向的缺陷，還應(yīng)作折射角45°的徑向橫波探傷（國(guó)外有些標(biāo)準(zhǔn)還要求作水中5°入射縱波檢查和折射角60°的徑向、弦向橫波檢查，如英國(guó)的RPS705和美國(guó)的DPS4.713）。

由于鈦合金探傷靈敏度要求較高，故縱波探傷宜用5MHz，橫波探傷用2.5MHz（兩者在同一材料中波長(zhǎng)相當(dāng)）的頻率。在評(píng)定、鑒別缺陷時(shí)，有時(shí)還要使用更高的頻率（如蘇聯(lián)資料建議使用20MHz的頻率）。

二.選擇合適的檢測(cè)方法

為了確保鈦合金鍛件的質(zhì)量，除了嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量外，還必須防止在后續(xù)熱加工過(guò)程中出現(xiàn)缺陷，應(yīng)該重視鍛件的毛坯及半成品的超聲探傷，以及成品階段的X射線探傷、熒光滲透探傷和陽(yáng)極化腐蝕等檢查手段，其方法的選用原則上與一般鍛件基本相同。