一种超声波探伤方法技术

本发明专利技术揭示了一种超声波探伤方法，包括以下步骤：步骤1、超声波探伤定位：由超声波探伤定位找出缺陷的具体的位置；步骤2、取样与制样：以探伤缺陷当量最大面作基准面，探头中心对应位置作圆心，上下各延长定额长度，取定额直径拉伸试样坯样，并对坯样加工成圆棒或方棒；步骤3、试样热处理：进行软化退火处理；步骤4、拉伸试验；步骤5、断口观察与分析：观察拉伸断口找到缺陷，对比拉伸性能的变化，从而获得确定缺陷的性质。与以往仅仅依靠超声波定位取样的常规方法只能相比，此方法能快速有效的找出探伤缺陷、同时能直观观察缺陷的形貌、大小以及分布，及对材料力学性能的影响，能够快速评估探伤缺陷对材料的危害性，为工艺及时改进稳定产品质量提供方向。

【技术实现步骤摘要】
一种超声波探伤方法
本专利技术属于钢材质量检测领域。
技术介绍
目前，轨道交通、能源、高端制造等用钢材料中，绝大部分均有超声波探伤要求，据统计，约近50％的质量异议同超声波探伤不合有关，但超声波探伤只能判断为疑似缺陷，对准确找出和定性缺陷是比较困难的，这也给钢材生产厂家如何快速反应，找出问题的根源，有效改进工艺，稳定质量带来难度。现有的技术就是通过超声波的探伤找出这些缺陷的存在部位，然后解剖分析，具体如下：1.探伤定位：(1)用直探头找出3N(3倍静场区)以外的疑似缺陷(如图1所示)；(2)用斜探头找出近表疑似缺陷(如图2所示)；2、取样：对探伤定位位置(深度、探头覆盖的范围-工件探伤表面的长度、宽度)进行取样，取样位置一般距缺陷位置10mm以内(一般在1-2mm)进行取样，检验面为平行探头方向或垂直探头方向(如图1-2虚线所示)，一般选取垂直探头方向。为更加精确取到缺陷位置，常用有两种方法：(1)在距缺陷位置上方约3-5mm(平行于探头面)，进行多次打磨与磁粉探伤，待发现有明显磁痕，即锯切此面作为检测面；(2)在距缺陷位置约1mm(平行或垂直探头面，一般选择垂直面)进行线切割取样或锯切取样；3.分析：对所取试样进行低倍、金相、EDS等分析。存在问题：1)取样过程繁琐，耗时耗力，取样周期长，采用线切割取样一般要12～24h/块；2)不能高效准确分析超声波探伤疑似缺陷。因不易取到真实的探伤缺陷位置，导致无法进行针对性的分析，来判断真实的探伤疑似缺陷。根据探伤设备的精度和超声波在钢中声速不同，探伤定位误差达到声程(高度)的±2.3％左右，同时，考虑到测量误差，定位误差大约在±2.5％左右，如500mm高的钢材，定位误差在±12.5mm。但钢中的缺陷比例一般情况非常少，较大缺陷分布沿深度、长度、宽度方向一般都只有3-5mm。因此无论采用线切割或锯切取样，均有可能漏掉探伤缺陷位置，据统计，探伤取样分析成功概率不足50％。3)取样后的分析难度大。不能直观观察缺陷的大小、特征、分布及对材料特性的影响，由于取样后进行分析的仅仅是一个检测面，但缺陷的分布是分散、立体的，通过进行一个面上的漏头缺陷分析整个探伤缺陷特征不直观、同时效率低，漏掉探伤缺陷的概率大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是实现一种能够快速、准确找出钢铁材料中的超声波疑似缺陷，准确判断这些缺陷的立体特征、为缺陷危害评估及工艺快速改进提供方向。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种超声波探伤方法，包括以下步骤：步骤1、超声波探伤定位：由超声波探伤定位找出缺陷的具体的位置；步骤2、取样与制样：以探伤缺陷当量最大面作基准面，探头中心对应位置作圆心，上下各延长定额长度，取定额直径拉伸试样坯样，并对坯样加工成圆棒或方棒；步骤3、试样热处理：进行软化退火处理；步骤4、拉伸试验；步骤5、断口观察与分析：观察拉伸断口找到缺陷，对比拉伸性能的变化，从而获得确定缺陷的性质。所述步骤1中，包括直探头探伤缺陷时缺陷的定位和斜探头探伤缺陷时的定位；所述直探头探伤缺陷时缺陷的定位包括以下步骤：1)设置超声波仪器初始参数；2)校准超声波仪器；3)确定检测的底波或基准灵敏度，并在此灵敏度的基础上增加补偿的灵敏度或制作AVG曲线；4)测试探头声束轴偏离，调整探头使缺陷正位于探头中心轴线上，缺陷深度为当前仪器最高波处所显示的读数；5)在工件上划出缺陷位置；所述斜探头探伤缺陷时的定位包括以下步骤：1)设置仪器初始参数；2)输入探头标称角度或K值；3)测量探头前沿长度并输入仪器中；4)输入探头标称角度或K值；5)使用标准试块或对比试块调节仪器比例；6)在工件上划出缺陷位置。所述步骤2包括以下步骤：1)以步骤1中获取的工件上的缺陷位置为基准面，上下或左右延长55mm，取Φ25或Φ30的拉伸试样坯样；2)将拉伸试样坯样进行加工为Φ10mm、Φ15mm的圆棒、方棒或其他拉伸试验需要的形状；3)加工的尺寸，精度、粗糙度符合试样标准，且加工过程中防止加工表面硬化、弯曲、变形、扭伤、划痕现象。所述步骤3中，针对工件的材质硬度，若硬度≥300HB，进行软化退火处理，退火温度为AC1-20～30℃，退火后硬度≤280HB；若硬度＜300HB则不需要热处理。所述步骤4包括以下步骤：1)选ZWICK型号为Z600E的拉伸试验机；2)核对试样与编号相对应；3)按照标准测量平均值、计算横截面面积，用标距打点机在试样上标上轻微的标距；4)拉伸速率设置均匀，弹性段设置为10MPa/S,屈服阶段设置为0.0008/S,屈服之后设置为0.005/S。所述步骤5中，观察断口：若出现可见孔洞，则存在疏松、气孔、缩孔缺陷；分析断口：若观察拉伸断口，发现夹杂、缩孔、白点、气孔、裂纹、成分偏析缺陷，则直观到缺陷的大小、分布及对力学性能的影响。所述步骤5中:若试样中大尺寸夹杂物含量高缺陷，会形成大裂纹，并且在夹杂物含量最高处发生断裂；若试样中存在白点、气泡、缩孔、裂纹缺陷，会导致材料塑性、面缩率减小；若试样中成分偏析处的异常组织缺陷，则断裂处没有发生或很少产生塑性变形，产生准解理条纹。所述步骤5中，进一步分析缺陷特征，结合EDS分析，对缺陷形貌、特征、成分进行详细分析，准确定性缺陷，为缺陷危害性评估及工艺改进提供方向。与以往仅仅依靠超声波定位取样的常规方法只能相比，此方法能快速有效的找出探伤缺陷(较常规方法取样工作量减少70～90％，找到缺陷的概率提高30％以上)、同时能直观观察缺陷的形貌、大小以及分布，及对材料力学性能的影响，能够快速评估探伤缺陷对材料的危害性，为工艺及时改进稳定产品质量提供方向。附图说明下面对本专利技术说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：图1为直探头探伤示意图；图2为斜探头探伤示意图；图3为Φ25拉伸试样毛坯样示意图；图4为Φ30拉伸试样毛坯样示意图；图5为1#拉伸试样图示意图；图6为2#拉伸试样图示意图；图7为1#～4#拉伸曲线图图1、2中虚线为检测面具体实施方式下面对照附图，通过对实施例的描述，本专利技术的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本专利技术的专利技术构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。本专利技术是一种具体发现超声波探伤疑似缺陷的取样与分析方法，能快速有效的找出缺陷，同时能宏观观察缺陷大小、分布、类型及对材料力学性能的影响，其适用于车轴、环件、车轮、圆钢、方钢等超声波探伤疑似缺陷的分析。为快速、准确找出钢铁材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声波探伤方法，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤1、超声波探伤定位：由超声波探伤定位找出缺陷的具体的位置；/n步骤2、取样与制样：以探伤缺陷当量最大面作基准面，探头中心对应位置作圆心，上下各延长定额长度，取定额直径拉伸试样坯样，并对坯样加工成圆棒或方棒；/n步骤3、试样热处理：进行软化退火处理；/n步骤4、拉伸试验；/n步骤5、断口观察与分析：观察拉伸断口找到缺陷，对比拉伸性能的变化，从而获得确定缺陷的性质。/n

【技术特征摘要】
1.一种超声波探伤方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、超声波探伤定位：由超声波探伤定位找出缺陷的具体的位置；
步骤2、取样与制样：以探伤缺陷当量最大面作基准面，探头中心对应位置作圆心，上下各延长定额长度，取定额直径拉伸试样坯样，并对坯样加工成圆棒或方棒；
步骤3、试样热处理：进行软化退火处理；
步骤4、拉伸试验；
步骤5、断口观察与分析：观察拉伸断口找到缺陷，对比拉伸性能的变化，从而获得确定缺陷的性质。


2.根据权利要求1所述的超声波探伤方法，其特征在于：所述步骤1中，包括直探头探伤缺陷时缺陷的定位和斜探头探伤缺陷时的定位；
所述直探头探伤缺陷时缺陷的定位包括以下步骤：
1)设置超声波仪器初始参数；
2)校准超声波仪器；
3)确定检测的底波或基准灵敏度，并在此灵敏度的基础上增加补偿的灵敏度或制作AVG曲线；
4)测试探头声束轴偏离，调整探头使缺陷正位于探头中心轴线上，缺陷深度为当前仪器最高波处所显示的读数；
5)在工件上划出缺陷位置；
所述斜探头探伤缺陷时的定位包括以下步骤：
1)设置仪器初始参数；
2)输入探头标称角度或K值；
3)测量探头前沿长度并输入仪器中；
4)输入探头标称角度或K值；
5)使用标准试块或对比试块调节仪器比例；
6)在工件上划出缺陷位置。


3.根据权利要求1所述的超声波探伤方法，其特征在于：所述步骤2包括以下步骤：
1)以步骤1中获取的工件上的缺陷位置为基准面，上下或左右延长55mm，取Φ25或Φ30的拉伸试样坯样；
2)将拉伸试样坯样进行加工为Φ10mm、Φ15mm的圆棒、方棒或其他拉伸试验需要的形状；
3)加工的尺寸...

【专利技术属性】
技术研发人员：许兴，高振波，龚志翔，完卫国，汪开忠，于文坛，胡芳忠，汤志贵，蒋进，张兆新，周光理，
申请(专利权)人：马鞍山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34