一種鋼錠內(nèi)部缺陷的超聲波探傷分級方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鋼錠內(nèi)部缺陷的超聲波探傷分級方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋼錠是眾多鋼材中的一種，但由于現(xiàn)代使用的鋼材品種，都是由鋼錠軋制或鍛造 而成的，因此在鋼鐵產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展的今天，對鋼錠質(zhì)量的追求一直是大型鋼鐵企業(yè)追求的 目標(biāo)。在鋼錠的生產(chǎn)過程中，鋼錠質(zhì)量檢測是最重要的一個環(huán)節(jié)。企業(yè)只有及時準(zhǔn)確對產(chǎn) 品進(jìn)行質(zhì)量檢測，才能夠根據(jù)具體生產(chǎn)情況正確的調(diào)整生產(chǎn)策略?？梢钥闯鲇行У匿撳V的 質(zhì)量檢測能保證其生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，同時也是企業(yè)獲得經(jīng)濟(jì)效益的有力保障。
[0003] 鋼錠是由精煉鋼水凝固而成的。鋼錠的成形一般分為連鑄、模鑄和電渣重熔三種 方式。連鑄法是通過結(jié)晶器使鑄件成形并迅速凝固結(jié)晶，再由拉矯機(jī)與結(jié)晶振動裝置共同 作用，將結(jié)晶器內(nèi)的鑄件拉出，經(jīng)冷卻、電磁攪拌后，切割成一定長度的坯料。模鑄法就是把 在煉鋼爐中或爐外精煉得到的合格鋼水，經(jīng)過盛鋼桶等澆注設(shè)備，注入到一定形狀和尺寸 的鋼錠模中，再凝固成鋼錠。電渣重熔法是將電極棒（自耗電極）作為原料，在重熔過程中 電極棒被通過電流的渣池加熱并逐漸熔化掉，形成金屬熔滴。然后金屬熔滴從電極棒頂部 脫落，穿過渣池進(jìn)入金屬熔池。由于水冷結(jié)晶器的冷卻作用，液態(tài)金屬逐漸凝固形成鑄錠。
[0004] 近年來，隨著冶金、石化、航天、造船等工業(yè)發(fā)展，鍛件的需求量在不斷增加，因此 對鋼錠的質(zhì)量要求和數(shù)量需求也相應(yīng)提高。由于鋼錠質(zhì)量直接影響到后面的加工過程甚至 成品質(zhì)量，所以對鋼錠表面和內(nèi)部質(zhì)量的檢驗很重要。通常對鋼錠進(jìn)行化學(xué)成分檢驗、表面 質(zhì)量檢驗、超聲波探傷、磁粉探傷及低倍檢驗等檢驗手段，以保證鋼錠的內(nèi)在質(zhì)量。
[0005] 超聲波探傷在制造行業(yè)中已廣泛運用對金屬構(gòu)件進(jìn)行內(nèi)部缺陷的無損檢測，原理 主要是通過其反射波位置、強(qiáng)度、聲程、波形特征等來對金屬內(nèi)部缺陷進(jìn)行判定，從定量角 度來說，超聲波探傷可以快捷和準(zhǔn)確地判定金屬內(nèi)部缺陷的位置與當(dāng)量大小，但從定性角 度來說，金屬內(nèi)部不同的缺陷可能會得到同樣的波形特征。在對鋼錠的超聲波探傷檢測中， 如何準(zhǔn)確地對其內(nèi)部缺陷進(jìn)行定性描述，這是鍛造行業(yè)對鋼錠質(zhì)量判定及鍛造前通過改進(jìn) 工藝來提高鍛造質(zhì)量的關(guān)鍵所在。
[0006] 因此，需要一種鋼錠內(nèi)部缺陷的超聲波探傷分級方法以解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中超聲波掃描對于鋼錠缺陷的判斷不夠準(zhǔn)確、形 象、直觀的缺點，提供一種簡單方便的鋼錠內(nèi)部缺陷的超聲波探傷分級方法。
[0008] 為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明鋼錠內(nèi)部缺陷的超聲波探傷分級方法可采用如下技 術(shù)方案：
[0009] 一種鋼錠內(nèi)部缺陷的超聲波探傷分級方法，從鋼錠的一端到另一端每隔S距離進(jìn) 行探傷：
[0010] 當(dāng)超聲波探傷的波形為草狀波且草狀波的波高逐漸減低，缺陷為整體晶粒粗大， 缺陷的探傷等級為O ;
[0011] 當(dāng)超聲波探傷的波形包括一個最高峰，最高峰兩側(cè)的波形逐漸降低，缺陷為中心 疏松缺陷，缺陷的探傷等級為1 ;
[0012] 當(dāng)超聲波探傷的波形包括一個最高峰和一個尖脈沖，最高峰兩側(cè)的波形逐漸降 低，缺陷為中心疏松缺陷；尖脈沖位于始波和底波的中心位置，缺陷為中心縮孔缺陷；而且 從從鋼錠的一端到另一端進(jìn)行探傷，出現(xiàn)中心疏松缺陷的范圍大于出現(xiàn)中心縮孔缺陷的范 圍，缺陷的探傷等級為2 ;
[0013] 當(dāng)超聲波探傷的波形包括一個最高峰和一個尖脈沖，最高峰兩側(cè)的波形逐漸降 低，缺陷為中心疏松缺陷；尖脈沖位于始波和底波的中心位置，缺陷為中心縮孔缺陷；而且 從從鋼錠的一端到另一端進(jìn)行探傷，出現(xiàn)中心疏松缺陷的范圍小于出現(xiàn)中心縮孔缺陷的范 圍，缺陷的探傷等級為3 ;
[0014] 當(dāng)超聲波探傷的波形包括一個尖脈沖，尖脈沖位于始波和底波的中心位置，缺陷 為中心縮孔缺陷，缺陷的探傷等級為4。
[0015] 更進(jìn)一步的，S距離為100mm。
[0016] 更進(jìn)一步的，當(dāng)鋼錠為方鋼錠時，在互成直角的兩個側(cè)面上均布置探頭進(jìn)行探傷。
[0017] 更進(jìn)一步的，當(dāng)鋼錠為圓鋼錠時，在圓鋼錠側(cè)面布置三個探頭，相鄰探頭之間的夾 角為45°或120°。
[0018] 更進(jìn)一步的，當(dāng)鋼錠為梅花鋼錠時，在梅花鋼錠相鄰的三個側(cè)面上均布置探頭進(jìn) 行探傷。
[0019] 有益效果：本發(fā)明的鋼錠內(nèi)部缺陷的超聲波探傷分級方法可操作性強(qiáng)，通過結(jié)合 實際探傷情況進(jìn)行研宄，將對鋼錠的探傷情況分為"0-4"五個等級，從而更加全面、準(zhǔn)確、 直觀的對鋼錠內(nèi)部的缺陷進(jìn)行分類，這都為缺陷的分級管理最終判定提供了有利的判定依 據(jù)?？色@得缺陷對應(yīng)的探傷等級，進(jìn)而獲得缺陷的級別和形狀特征。這為鋼錠的質(zhì)量評定， 鍛造的工藝卡設(shè)計和產(chǎn)品的力學(xué)性能評定等提供了準(zhǔn)確的預(yù)測依據(jù)，也為后續(xù)的鍛造過 程，如何消除萬能鍛造工藝卡，提供了有效的質(zhì)量保證。鋼錠作為鍛造的原材料，一些缺陷 在鑄態(tài)狀被準(zhǔn)確的檢測出，有助于鍛造工藝的合理選擇，有利于充分打碎鑄態(tài)狀晶粒，確保 鍛件無任何缺陷。
【附圖說明】
[0020] 圖1為方鋼錠探傷中探頭的分布圖；
[0021] 圖2為圓鋼錠探傷中探頭的分布圖；
[0022] 圖3為圓鋼錠探傷中探頭的分布圖；
[0023] 圖4為梅花鋼錠探傷中探頭的分布圖；
[0024] 圖5為探傷等級為0的波形圖；
[0025] 圖6為探傷等級為0的鋼錠低倍示意圖；
[0026] 圖7為探傷等級為1的波形圖；
[0027] 圖8為探傷等級為1的鋼錠低倍示意圖；
[0028] 圖9為探傷等級為2的波形圖；
[0029] 圖10為探傷等級為2的鋼錠低倍示意圖；
[0030] 圖11為探傷等級為3的波形圖；
[0031] 圖12為探傷等級為3的鋼錠低倍示意圖；
[0032] 圖13為探傷等級為4的波形圖；
[0033] 圖14為探傷等級為4的鋼錠低倍示意圖；
[0034] 圖15為實施例1中A位置探傷缺陷分布圖；
[0035] 圖16為實施例1中B位置探傷缺陷分布圖；
[0036] 圖17為實施例1中C位置探傷缺陷分布圖；
[0037] 圖18為實施例2中A位置探傷缺陷分布圖；
[0038] 圖19為實施例2中B位置探傷缺陷分布圖；
[0039] 圖20為實施例2中C位置探傷缺陷分布圖；
[0040] 圖21為實施例3中鍛造前鋼錠的探傷波形特征；
[0041] 圖22為實施例3中鍛造前鋼錠的低倍圖；
[0042] 圖23為實施例3中鍛造前鋼錠的低倍圖的局部放大圖；
[0043] 圖24為實施例3中鍛造后鍛件的低倍圖。
【具體實施方式】
[0044] 下面結(jié)合附圖和具體實施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實施例僅用于說明 本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各 種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0045] 請參閱圖1、圖2、圖3和圖4所示，本發(fā)明的鋼錠內(nèi)部缺陷的超聲波探傷分級 方法，采用0°、90°或0°、45°、90°或0°、120°、240°間隔、寬度約IOOmm的方式對 鋼錠表面進(jìn)行打磨，使得表面粗糙度為10 μπι-30μπι或可見50%以上光亮，評定區(qū)域為 100_X IOOmm。從鋼錠的一端到另一端每隔IOOmm進(jìn)行探傷，探傷靈敏度采用試塊DAC法， 將底波調(diào)到適當(dāng)高度，再提高ndB(如：18dB)作為探傷靈敏度。利用超聲波檢測儀對鋼錠 進(jìn)行無損檢測，通過超聲波波形特征得出探傷等級；其中，超聲波探傷分級方法將對鋼錠的 探傷情況分為"〇_4"（請分別參閱圖5-圖14所示）五個等級，從而更加全面、準(zhǔn)確、直觀的 對鋼錠內(nèi)部的缺陷進(jìn)行分類。建立不同波形特征的缺陷等級，對分析鋼錠質(zhì)量及鋼錠形成 各過程缺陷的主要來源，起著重要的促進(jìn)作用。
[0046] 表1超聲波探傷分級表
[0047]
【主權(quán)項】
1. 一種鋼錠內(nèi)部缺陷的超聲波探傷分級方法，其特征在于：從鋼錠的一端到另一端每 隔S距離進(jìn)行探傷： 當(dāng)超聲波探傷的波形為草狀波且草狀波的波高逐漸減低，缺陷為整體晶粒粗大，缺陷 的探傷等級為O ; 當(dāng)超聲波探傷的波形包括一個最高峰，最高峰兩側(cè)的波形逐漸降低，缺陷為中心疏松 缺陷，缺陷的探傷等級為1 ; 當(dāng)超聲波探傷的波形包括一個最高峰和一個尖脈沖，最高峰兩側(cè)的波形逐漸降低，缺 陷為中心疏松缺陷；尖脈沖位于始波和底波的中心位置，缺陷為中心縮孔缺陷；而且從從 鋼錠的一端到另一端進(jìn)行探傷，出現(xiàn)中心疏松缺陷的范圍大于出現(xiàn)中心縮孔缺陷的范圍， 缺陷的探傷等級為2 ; 當(dāng)超聲波探傷的波形包括一個最高峰和一個尖脈沖，最高峰兩側(cè)的波形逐漸降低，缺 陷為中心疏松缺陷；尖脈沖位于始波和底波的中心位置，缺陷為中心縮孔缺陷；而且從從 鋼錠的一端到另一端進(jìn)行探傷，出現(xiàn)中心疏松缺陷的范圍小于出現(xiàn)中心縮孔缺陷的范圍， 缺陷的探傷等級為3 ; 當(dāng)超聲波探傷的波形包括一個尖脈沖，尖脈沖位于始波和底波的中心位置，缺陷為中 心縮孔缺陷，缺陷的探傷等級為4。
2. 如權(quán)利要求1的鋼錠內(nèi)部缺陷的超聲波探傷分級方法，其特征在于：S距離為 IOOmm0
3. 如權(quán)利要求1的鋼錠內(nèi)部缺陷的超聲波探傷分級方法，其特征在于：當(dāng)鋼錠為方鋼 錠時，在互成直角的兩個側(cè)面上均布置探頭進(jìn)行探傷。
4. 如權(quán)利要求1的鋼錠內(nèi)部缺陷的超聲波探傷分級方法，其特征在于：當(dāng)鋼錠為圓鋼 錠時，在圓鋼錠側(cè)面布置三個探頭，相鄰探頭之間的夾角為45°或120°。
5. 如權(quán)利要求1的鋼錠內(nèi)部缺陷的超聲波探傷分級方法，其特征在于：當(dāng)鋼錠為梅花 鋼錠時，在梅花鋼錠相鄰的三個側(cè)面上均布置探頭進(jìn)行探傷。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋼錠內(nèi)部缺陷的超聲波探傷分級方法，從鋼錠的一端到另一端每隔S距離進(jìn)行探傷，可操作性強(qiáng)，通過結(jié)合實際探傷情況進(jìn)行研究，將對鋼錠的探傷情況分為“0-4”五個等級，從而更加全面、準(zhǔn)確、直觀的對鋼錠內(nèi)部的缺陷進(jìn)行分類，這都為缺陷的分級管理最終判定提供了有利的判定依據(jù)?？色@得缺陷對應(yīng)的探傷等級，進(jìn)而獲得缺陷的級別和形狀特征。這為鋼錠的質(zhì)量評定，鍛造的工藝卡設(shè)計和產(chǎn)品的力學(xué)性能評定等提供了準(zhǔn)確的預(yù)測依據(jù)，也為后續(xù)的鍛造過程，如何消除萬能鍛造工藝卡，提供了有效的質(zhì)量保證。鋼錠作為鍛造的原材料，一些缺陷在鑄態(tài)狀被準(zhǔn)確的檢測出，有助于鍛造工藝的合理選擇，有利于充分打碎鑄態(tài)狀晶粒，確保鍛件無任何缺陷。
【IPC分類】G01N29-04
【公開號】CN104807884
【申請?zhí)枴緾N201510218921
【發(fā)明人】陳昌華, 張利, 施虹屹
【申請人】南京迪威爾高端制造股份有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月30日