鑄件的表面和內(nèi)部質(zhì)量檢測(cè)方法
鑄件的檢測(cè)主要包括尺寸檢查、外觀和表面的目視檢查、化學(xué)成分分析和力學(xué)性能試驗(yàn)，對(duì)于要求比較重要或鑄造工藝上容易產(chǎn)生問(wèn)題的鑄件，還需要進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)工作，可用于球墨鑄鐵件質(zhì)量檢測(cè)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)包括液體滲透檢測(cè)、磁粉檢測(cè)、渦流檢測(cè)、射線檢測(cè)、超聲檢測(cè)及振動(dòng)檢測(cè)等。
一 鑄件表面及近表面缺陷的檢測(cè)
1.液體滲透檢測(cè)
液體滲透檢測(cè)用來(lái)檢查鑄件表面上的各種開口缺陷，如表面裂紋、表面針孔等肉眼難以發(fā)現(xiàn)的缺陷。常用的滲透檢測(cè)是著色檢測(cè)，它是將具有高滲透能力的有色（一般為紅色）液體（滲透劑）浸濕或噴灑在鑄件表面上，滲透劑滲入到開口缺陷里面，快速擦去表面滲透液層，再將易干的顯示劑（也叫顯像劑）噴灑到鑄件表面上，待將殘留在開口缺陷中的滲透劑吸出來(lái)后，顯示劑就被染色，從而可以反映出缺陷的形狀、大小和分布情況。需要指出的是，滲透檢測(cè)的精確度隨被檢材料表面粗糙度增加而降低，即表面越光檢測(cè)效果越好，磨床磨光的表面檢測(cè)精確度最高，甚至可以檢測(cè)出晶間裂紋。除著色檢測(cè)外，熒光滲透檢測(cè)也是常用的液體滲透檢測(cè)方法，它需要配置紫外光燈進(jìn)行照射觀察，檢測(cè)靈敏度比著色檢測(cè)高。
2.渦流檢測(cè)
渦流檢測(cè)適用于檢查表面以下一般不大于6～7MM深的缺陷。渦流檢測(cè)分放置式線圈法和穿過(guò)式線圈法2種。：當(dāng)試件被放在通有交變電流的線圈附近時(shí)，進(jìn)入試件的交變磁場(chǎng)可在試件中感生出方向與激勵(lì)磁場(chǎng)相垂直的、呈渦流狀流動(dòng)的電流（渦流），渦流會(huì)產(chǎn)生一與激勵(lì)磁場(chǎng)方向相反的磁場(chǎng)，使線圈中的原磁場(chǎng)有部分減少，從而引起線圈阻抗的變化。如果鑄件表面存在缺陷，則渦流的電特征會(huì)發(fā)生畸變，從而檢測(cè)出缺陷的存在，渦流檢測(cè)的主要缺點(diǎn)是不能直觀顯示探測(cè)出的缺陷大小和形狀，一般只能確定出缺陷所在表面位置和深度，另外它對(duì)工件表面上小的開口缺陷的檢出靈敏度不如滲透檢測(cè)。
3.磁粉檢測(cè)
磁粉檢測(cè)適合于檢測(cè)表面缺陷及表面以下數(shù)毫米深的缺陷，它需要直流（或交流）磁化設(shè)備和磁粉（或磁懸浮液）才能進(jìn)行檢測(cè)操作。磁化設(shè)備用來(lái)在鑄件內(nèi)外表面產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁粉或磁懸浮液用來(lái)顯示缺陷。當(dāng)在鑄件一定范圍內(nèi)產(chǎn)生磁場(chǎng)時(shí)，磁化區(qū)域內(nèi)的缺陷就會(huì)產(chǎn)生漏磁場(chǎng)，當(dāng)撒上磁粉或懸浮液時(shí)，磁粉被吸住，這樣就可以顯示出缺陷來(lái)。這樣顯示出的缺陷基本上都是橫切磁力線的缺陷，對(duì)于平行于磁力線的長(zhǎng)條型缺陷則顯示不出來(lái)，為此，操作時(shí)需要不斷改變磁化方向，以保證能夠檢查出未知方向的各個(gè)缺陷。
二 鑄件內(nèi)部缺陷的檢測(cè)
對(duì)于內(nèi)部缺陷，常用的無(wú)損檢測(cè)方法是射線檢測(cè)和超聲檢測(cè)。其中射線檢測(cè)效果最好，它能夠得到反映內(nèi)部缺陷種類、形狀、大小和分布情況的直觀圖像，但對(duì)于大厚度的大型鑄件，超聲檢測(cè)是很有效的，可以比較精確地測(cè)出內(nèi)部缺陷的位置、當(dāng)量大小和分布情況。
1.射線檢測(cè)（微焦點(diǎn)XRAY）
射線檢測(cè)，一般用X射線或γ射線作為射線源，因此需要產(chǎn)生射線的設(shè)備和其他附屬設(shè)施，當(dāng)工件置于射線場(chǎng)照射時(shí)，射線的輻射強(qiáng)度就會(huì)受到鑄件內(nèi)部缺陷的影響。穿過(guò)鑄件射出的輻射強(qiáng)度隨著缺陷大小、性質(zhì)的不同而有局部的變化，形成缺陷的射線圖像，通過(guò)射線膠片予以顯像記錄，或者通過(guò)熒光屏予以實(shí)時(shí)檢測(cè)觀察，或者通過(guò)輻射計(jì)數(shù)儀檢測(cè)。其中通過(guò)射線膠片顯像記錄的方法是最常用的方法，也就是通常所說(shuō)的射線照相檢測(cè)，射線照相所反映出來(lái)的缺陷圖像是直觀的，缺陷形狀、大小、數(shù)量、平面位置和分布范圍都能呈現(xiàn)出來(lái)，只是缺陷深度一般不能反映出來(lái)，需要采取特殊措施和計(jì)算才能確定?，F(xiàn)在出現(xiàn)應(yīng)用射線計(jì)算機(jī)層析照相方法，由于設(shè)備比較昂貴，使用成本高，目前還無(wú)法普及，但這種新技術(shù)代表了高清晰度射線檢測(cè)技術(shù)未來(lái)發(fā)展的方向。此外，使用近似點(diǎn)源的微焦點(diǎn)X射線系統(tǒng)實(shí)際上也可消除較大焦點(diǎn)設(shè)備產(chǎn)生的模糊邊緣，使圖像輪廓清晰。使用數(shù)字圖像系統(tǒng)可提高圖像的信噪比，進(jìn)一步提高圖像清晰度。
2.超聲檢測(cè)
超聲檢測(cè)也可用于檢查內(nèi)部缺陷，它是利用具有高頻聲能的聲束在鑄件內(nèi)部的傳播中，碰到內(nèi)部表面或缺陷時(shí)產(chǎn)生反射而發(fā)現(xiàn)缺陷。反射聲能的大小是內(nèi)表面或缺陷的指向性和性質(zhì)以及這種反射體的聲阻抗的函數(shù)，因此可以應(yīng)用各種缺陷或內(nèi)表面反射的聲能來(lái)檢測(cè)缺陷的存在位置、壁厚或者表面下缺陷的深度。超聲檢測(cè)作為一種應(yīng)用比較廣泛的無(wú)損檢測(cè)手段，其主要優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在：檢測(cè)靈敏度高，可以探測(cè)細(xì)小的裂紋；具有大的穿透能力，可以探測(cè)厚截面鑄件。其主要局限性在于：對(duì)于輪廓尺寸復(fù)雜和指向性不好的斷開性缺陷的反射波形解釋困難；對(duì)于不合意的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，例如晶粒大小、組織結(jié)構(gòu)、多孔性、夾雜含量或細(xì)小的分散析出物等，同樣妨礙波形解釋；另外，檢測(cè)時(shí)需要參考標(biāo)準(zhǔn)試塊。
一 鑄件表面及近表面缺陷的檢測(cè)
1.液體滲透檢測(cè)
液體滲透檢測(cè)用來(lái)檢查鑄件表面上的各種開口缺陷，如表面裂紋、表面針孔等肉眼難以發(fā)現(xiàn)的缺陷。常用的滲透檢測(cè)是著色檢測(cè)，它是將具有高滲透能力的有色（一般為紅色）液體（滲透劑）浸濕或噴灑在鑄件表面上，滲透劑滲入到開口缺陷里面，快速擦去表面滲透液層，再將易干的顯示劑（也叫顯像劑）噴灑到鑄件表面上，待將殘留在開口缺陷中的滲透劑吸出來(lái)后，顯示劑就被染色，從而可以反映出缺陷的形狀、大小和分布情況。需要指出的是，滲透檢測(cè)的精確度隨被檢材料表面粗糙度增加而降低，即表面越光檢測(cè)效果越好，磨床磨光的表面檢測(cè)精確度最高，甚至可以檢測(cè)出晶間裂紋。除著色檢測(cè)外，熒光滲透檢測(cè)也是常用的液體滲透檢測(cè)方法，它需要配置紫外光燈進(jìn)行照射觀察，檢測(cè)靈敏度比著色檢測(cè)高。
2.渦流檢測(cè)
渦流檢測(cè)適用于檢查表面以下一般不大于6～7MM深的缺陷。渦流檢測(cè)分放置式線圈法和穿過(guò)式線圈法2種。：當(dāng)試件被放在通有交變電流的線圈附近時(shí)，進(jìn)入試件的交變磁場(chǎng)可在試件中感生出方向與激勵(lì)磁場(chǎng)相垂直的、呈渦流狀流動(dòng)的電流（渦流），渦流會(huì)產(chǎn)生一與激勵(lì)磁場(chǎng)方向相反的磁場(chǎng)，使線圈中的原磁場(chǎng)有部分減少，從而引起線圈阻抗的變化。如果鑄件表面存在缺陷，則渦流的電特征會(huì)發(fā)生畸變，從而檢測(cè)出缺陷的存在，渦流檢測(cè)的主要缺點(diǎn)是不能直觀顯示探測(cè)出的缺陷大小和形狀，一般只能確定出缺陷所在表面位置和深度，另外它對(duì)工件表面上小的開口缺陷的檢出靈敏度不如滲透檢測(cè)。
3.磁粉檢測(cè)
磁粉檢測(cè)適合于檢測(cè)表面缺陷及表面以下數(shù)毫米深的缺陷，它需要直流（或交流）磁化設(shè)備和磁粉（或磁懸浮液）才能進(jìn)行檢測(cè)操作。磁化設(shè)備用來(lái)在鑄件內(nèi)外表面產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁粉或磁懸浮液用來(lái)顯示缺陷。當(dāng)在鑄件一定范圍內(nèi)產(chǎn)生磁場(chǎng)時(shí)，磁化區(qū)域內(nèi)的缺陷就會(huì)產(chǎn)生漏磁場(chǎng)，當(dāng)撒上磁粉或懸浮液時(shí)，磁粉被吸住，這樣就可以顯示出缺陷來(lái)。這樣顯示出的缺陷基本上都是橫切磁力線的缺陷，對(duì)于平行于磁力線的長(zhǎng)條型缺陷則顯示不出來(lái)，為此，操作時(shí)需要不斷改變磁化方向，以保證能夠檢查出未知方向的各個(gè)缺陷。
二 鑄件內(nèi)部缺陷的檢測(cè)
對(duì)于內(nèi)部缺陷，常用的無(wú)損檢測(cè)方法是射線檢測(cè)和超聲檢測(cè)。其中射線檢測(cè)效果最好，它能夠得到反映內(nèi)部缺陷種類、形狀、大小和分布情況的直觀圖像，但對(duì)于大厚度的大型鑄件，超聲檢測(cè)是很有效的，可以比較精確地測(cè)出內(nèi)部缺陷的位置、當(dāng)量大小和分布情況。
1.射線檢測(cè)（微焦點(diǎn)XRAY）
射線檢測(cè)，一般用X射線或γ射線作為射線源，因此需要產(chǎn)生射線的設(shè)備和其他附屬設(shè)施，當(dāng)工件置于射線場(chǎng)照射時(shí)，射線的輻射強(qiáng)度就會(huì)受到鑄件內(nèi)部缺陷的影響。穿過(guò)鑄件射出的輻射強(qiáng)度隨著缺陷大小、性質(zhì)的不同而有局部的變化，形成缺陷的射線圖像，通過(guò)射線膠片予以顯像記錄，或者通過(guò)熒光屏予以實(shí)時(shí)檢測(cè)觀察，或者通過(guò)輻射計(jì)數(shù)儀檢測(cè)。其中通過(guò)射線膠片顯像記錄的方法是最常用的方法，也就是通常所說(shuō)的射線照相檢測(cè)，射線照相所反映出來(lái)的缺陷圖像是直觀的，缺陷形狀、大小、數(shù)量、平面位置和分布范圍都能呈現(xiàn)出來(lái)，只是缺陷深度一般不能反映出來(lái)，需要采取特殊措施和計(jì)算才能確定?，F(xiàn)在出現(xiàn)應(yīng)用射線計(jì)算機(jī)層析照相方法，由于設(shè)備比較昂貴，使用成本高，目前還無(wú)法普及，但這種新技術(shù)代表了高清晰度射線檢測(cè)技術(shù)未來(lái)發(fā)展的方向。此外，使用近似點(diǎn)源的微焦點(diǎn)X射線系統(tǒng)實(shí)際上也可消除較大焦點(diǎn)設(shè)備產(chǎn)生的模糊邊緣，使圖像輪廓清晰。使用數(shù)字圖像系統(tǒng)可提高圖像的信噪比，進(jìn)一步提高圖像清晰度。
2.超聲檢測(cè)
超聲檢測(cè)也可用于檢查內(nèi)部缺陷，它是利用具有高頻聲能的聲束在鑄件內(nèi)部的傳播中，碰到內(nèi)部表面或缺陷時(shí)產(chǎn)生反射而發(fā)現(xiàn)缺陷。反射聲能的大小是內(nèi)表面或缺陷的指向性和性質(zhì)以及這種反射體的聲阻抗的函數(shù)，因此可以應(yīng)用各種缺陷或內(nèi)表面反射的聲能來(lái)檢測(cè)缺陷的存在位置、壁厚或者表面下缺陷的深度。超聲檢測(cè)作為一種應(yīng)用比較廣泛的無(wú)損檢測(cè)手段，其主要優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在：檢測(cè)靈敏度高，可以探測(cè)細(xì)小的裂紋；具有大的穿透能力，可以探測(cè)厚截面鑄件。其主要局限性在于：對(duì)于輪廓尺寸復(fù)雜和指向性不好的斷開性缺陷的反射波形解釋困難；對(duì)于不合意的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，例如晶粒大小、組織結(jié)構(gòu)、多孔性、夾雜含量或細(xì)小的分散析出物等，同樣妨礙波形解釋；另外，檢測(cè)時(shí)需要參考標(biāo)準(zhǔn)試塊。
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