射線(xiàn)參考圖譜如何用？淺談鑄件ASTM E系列圖譜的評(píng)定分析與應(yīng)用！

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發(fā)布日期：2021-01-29 13:25

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射線(xiàn)參考圖譜如何用？淺談鑄件ASTM E系列圖譜的評(píng)定分析與應(yīng)用！
前言
鑄造是裝備制造的基礎(chǔ)。鑄件品質(zhì)的優(yōu)劣，直接影響到裝備的技術(shù)性能、服役壽命和使用安全。所以要想鑄造高質(zhì)量的產(chǎn)品首先分析研究、解決缺 陷的問(wèn)題。
鑄件里存在著很多類(lèi)型的缺陷，如夾渣(夾砂)、氣孔、疏松(縮松）、冷隔等，以上缺陷在逐漸內(nèi)部因受外界條件的不同其生成的形狀各不相同，就是同種類(lèi)型的缺陷也完全不盡相同，也有不同類(lèi)型的缺陷相互摻雜在一起，這類(lèi)缺陷用超聲波檢測(cè)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)UT)探傷時(shí)缺陷反射波混雜，不易準(zhǔn)確定出它的大小、面積、尺寸以及位置；同樣用射線(xiàn)檢 測(cè)（以下簡(jiǎn)稱(chēng) R T）探傷發(fā)現(xiàn)缺陷(因參數(shù)不同在底片上反映的缺陷形狀不同)在底片上的形狀難于定 量、定位。

基于上述問(wèn)題，本文只討論RT探傷出的鑄件缺陷在底片上的影像進(jìn)行分析討論。
底片的評(píng)定使用ASTM E446、ASTM E189、ASTM E280標(biāo)準(zhǔn)參考圖譜，此類(lèi)圖像影像典型簡(jiǎn)潔明了，讓評(píng)定人員很直觀(guān)的看到缺陷的形狀結(jié)構(gòu)類(lèi)型，但其中是典型的缺陷形貌不能完全適合實(shí)際當(dāng)中我們所 看到的缺陷形貌，因此在底片評(píng)定時(shí)不同的人員片定出的底片缺陷類(lèi)型也不不相同，特別是對(duì)剛?cè)胄?的檢驗(yàn)人員更難掌握此類(lèi)評(píng)定方法。
本文通過(guò)繼承ASTM E標(biāo)準(zhǔn)的缺陷分級(jí)基礎(chǔ)上，結(jié)合依據(jù)GB/T5677標(biāo)準(zhǔn)和日本JIS系類(lèi)鑄件類(lèi)產(chǎn)品底片評(píng)定方法方法，分析ASTM E類(lèi)參考圖譜中某類(lèi)典型缺陷參數(shù)進(jìn)行測(cè)試分析，結(jié)合實(shí)際中評(píng)定底片測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比分析，給評(píng)定者一些可參考的數(shù)據(jù)，能準(zhǔn)確、快捷的評(píng)定鑄件缺陷，因測(cè)試數(shù)據(jù)較多，本文僅以壁厚在120mm以下的鑄件壁厚進(jìn)行測(cè)試分析。

1.鑄件內(nèi)部產(chǎn)生缺陷類(lèi)別
鑄造產(chǎn)品中常見(jiàn)缺陷主要有冷隔、縮孔、疏 松、裂紋、夾砂和夾雜物、氣孔等。在鑄件中除以上缺陷外，還有一種常見(jiàn)的典型缺陷是浮渣，主要集中在鑄件表面及表面，用肉眼直接可見(jiàn)。
1.1 冷隔
主要是澆注溫度太低，金屬熔液在鑄型中不能充分流動(dòng)，使兩股融體相遇未充分溶解，在鑄件表面或近表面形成冷隔；冷隔往往用肉眼可以發(fā)現(xiàn)。
1.2 疏松
疏松發(fā)生在厚大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等區(qū)域，如熱節(jié)中心呈樹(shù)枝狀多孔性組織分布、其產(chǎn)生原因是鐵液在冷卻和凝固過(guò)程中，其發(fā)生液態(tài)收縮和固態(tài)收縮，由于工藝設(shè)計(jì)或澆注操作不當(dāng)，造成鐵液補(bǔ)縮量不足，在鑄件內(nèi)產(chǎn)生空洞，凝結(jié)時(shí)形成的密爾集中的大空洞成為縮孔，分散而細(xì)小的空洞成為縮松?？s松和縮孔在底片上呈現(xiàn)的形態(tài)常見(jiàn)的是集中空洞、纖維狀縮孔、海面狀縮松。
如圖 1 所示。

圖 1 縮松類(lèi)缺陷底片顯示
1.3 夾砂和夾渣
夾砂是澆鑄時(shí)砂型剝落混進(jìn)鑄件形成的，夾渣是鋼水中的熔渣沒(méi)有與鋼水分離混進(jìn)鑄件形成的。
其在底片上整體影像形狀極為不規(guī)則，影響結(jié)合度具有顆粒度特征，尤其在影像的邊緣區(qū)特征更為明顯。如圖2顯示。

圖 2 夾渣、夾砂類(lèi)缺陷底片顯示
1.4 氣孔
金屬凝固過(guò)程中，其中的一部分氣體來(lái)不及逃逸而在金屬內(nèi)部或表面發(fā)生的圓孔。
因氣孔表面較為光潔，故反射波尖銳、陡直，在底片上呈現(xiàn)為孤立的或成群的圓形、橢圓和梨形的暗斑，輪廓光滑，影像鮮明，整個(gè)影像黑度大。
它存在破壞了金屬的連續(xù)性，減少了承載面，造成局部應(yīng)力集中降低了鑄件的機(jī)械性能，尤其是降低逐漸的沖擊韌性和疲勞強(qiáng)度，如圖 3 顯示。

圖 3 氣孔類(lèi)缺陷底片顯示
2.圖譜圖片數(shù)據(jù)分析對(duì)比
用其中氣孔、夾渣、夾砂以及圓形缺陷(長(zhǎng)寬比小于 3)點(diǎn)數(shù)換算表(表1)，來(lái)?yè)Q算ASTM E446、ASTM E186圖譜中氣孔、夾砂及圓形缺陷大小，如表2。

從表1中可以看出其換算是依據(jù)缺陷尺寸的大小換算成點(diǎn)數(shù)，來(lái)描述缺陷在鑄件內(nèi)產(chǎn)生的危害及其影響其使用性能，其點(diǎn)數(shù)越大危害性就越大。
通過(guò)ASME圖譜典型缺陷影像可將缺陷分為五個(gè)等級(jí)：
如A1/A2/A3/A4/A5、C1/C2/C3/C4/C4/C5 等，因此圖譜中只對(duì)一個(gè)區(qū)間的壁厚用不同類(lèi)的評(píng)定方法評(píng)定，如ASTM E446是在壁厚≤51mm；
ASTM E186是在壁厚51mm<t≤114mm，而GB/T5677分為六個(gè)等級(jí)來(lái)評(píng)定的，其中把壁厚進(jìn)行細(xì)化來(lái)分段來(lái)判定缺陷的接受級(jí)別。
而本文是基于ASMT E類(lèi)缺陷影像來(lái)測(cè)定數(shù)據(jù)的；
所以把壁厚在120mm內(nèi)的測(cè)試數(shù)據(jù)以壁厚≤51mm和51mm＜t≤114mm的范圍內(nèi)，結(jié)合GB/T5677標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。
依據(jù)圖譜ASTM E446和ASTM E186中缺陷類(lèi)別分級(jí)，把氣孔、夾渣、夾雜、 縮松分五個(gè)級(jí)別，通過(guò)對(duì)每個(gè)級(jí)別缺陷數(shù)據(jù)的測(cè)試匯總，結(jié)合表1的數(shù)據(jù)對(duì)比分析得出表2、表3的數(shù)據(jù)分析表。

3.實(shí)際評(píng)定分析
實(shí)際當(dāng)中我們發(fā)現(xiàn)在底片上反映出的各類(lèi)缺陷完全不像ASTM E參考圖譜上的缺陷那樣有形、有規(guī)則。
其缺陷大小、面積、類(lèi)型也完全不同于實(shí)際透照反映的清晰明顯。
為更優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)圖譜數(shù)據(jù)測(cè)試的有效性，利用ASTM E標(biāo)準(zhǔn)圖譜在實(shí)際平片中對(duì)評(píng)定的缺陷數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)定匯總，以相應(yīng)的壁厚數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析可得出表4數(shù)據(jù)。

4.測(cè)試對(duì)比結(jié)果
依據(jù)ASTM E94標(biāo)準(zhǔn)要求，使壁厚在120mm內(nèi)(≤51mm和51~114mm)按兩個(gè)檔次來(lái)分析缺陷數(shù)據(jù)，從表2/表3看出，測(cè)試計(jì)算ASTM E446\ASTM E186圖譜缺陷影像點(diǎn)數(shù)值與實(shí)際當(dāng)中評(píng)定 底片缺陷換算的點(diǎn)數(shù)值非常接近，其差值與圖譜中 的數(shù)據(jù)測(cè)定再其上下限內(nèi)，所以測(cè)定據(jù)可用。
綜上所述，無(wú)論是換算點(diǎn)數(shù)還是缺陷面積所測(cè)得的數(shù)據(jù)對(duì)比分析，其數(shù)值偏差不大，都在有效范圍內(nèi)，也就是說(shuō)次測(cè)試數(shù)據(jù)有效性可行，能夠用于實(shí)際底片評(píng)定中。
5.結(jié)束語(yǔ)
本文通過(guò)多次測(cè)試的數(shù)據(jù)，結(jié)合長(zhǎng)期積累的經(jīng)驗(yàn)測(cè)定數(shù)據(jù)，總結(jié)出以上數(shù)據(jù)可以應(yīng)用到實(shí)際評(píng)定中，應(yīng)用此實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)考慮以下幾個(gè)參數(shù)：
(1)本測(cè)試數(shù)據(jù)是以ASTM E94工業(yè)射線(xiàn)檢測(cè)為基礎(chǔ)的，所以缺陷定級(jí)是按ASTM E的等級(jí)要求進(jìn)行評(píng)定的；
(2)本測(cè)試只用于應(yīng)用ASTM E標(biāo)準(zhǔn)圖譜的X射線(xiàn)檢測(cè)鑄件底片評(píng)定的；
(3)因測(cè)試技術(shù)條件有限，測(cè)試數(shù)據(jù)僅用來(lái)參考。通過(guò)對(duì)比分析，采用以上方法對(duì)氣孔類(lèi)及夾雜圓形類(lèi)和縮松類(lèi)缺陷進(jìn)行測(cè)試積累對(duì)比后的數(shù)據(jù)可用于實(shí)踐中應(yīng)用是可行的，可能更有利評(píng)定底片缺陷。射線(xiàn)參考圖譜如何用？淺談鑄件ASTM E系列圖譜的評(píng)定分析與應(yīng)用！
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