鑄件與鍛件的制造工藝不同,導致了這兩種類型的工件內部組織差異很大,因此檢測方法也大不相同。
鍛件的優(yōu)點有可伸展的長度、可收縮的橫截面;可收縮的長度、可伸展的橫截面;可改變的長度、可改變的橫截面。鍛件的種類有:自由鍛造/手鍛、熱模鍛/精密鍛造、頂鍛、滾鍛和模鍛。鍛件是金屬被施加壓力,通過塑性變形塑造要求的形狀或合適的壓縮力的物件。這種力量典型的通過使用鐵錘或壓力來實現(xiàn)。鑄件過程建造了精致的顆粒結構,并改進了金屬的物理屬性。在零部件的現(xiàn)實使用中,一個正確的設計能使顆粒流在主壓力的方向。
鍛件需要每片都是一致的,沒有任何多孔性、多余空間、內含物或其他的瑕疵。這種方法生產(chǎn)的元件,強度與重量比有一個高的比率。
鑄件是用各種鑄造方法獲得的金屬成型物件,即把冶煉好的液態(tài)金屬,用澆注、壓射、吸入或其它澆鑄方法注入預先準備好的鑄型中,冷卻后經(jīng)打磨等后續(xù)加工手段后,所得到的具有一定形狀,尺寸和性能的物件。
無論是鑄件還是鍛件,要想保證產(chǎn)品的質量就必須對工件進行無損檢測,但是由于兩種類型工件的內部組織不同,所以檢測方法以及檢測注意事項也不同。下面就針對超聲檢測在鑄件和鍛件檢測過程中的區(qū)別加以說明。
1.鍛件檢測
鍛件缺陷的存在,有的會影響后續(xù)工序處理質量或加工質量,有的則嚴重影響鍛件的性能及使用,甚至極大地降低所制成品件的使用壽命,危及安全。因此為了保證或提高鍛件的質量,除在工藝上加強質量控制,采取相應措施杜絕鍛件缺陷的產(chǎn)生外,還應進行必要的質量檢驗,防止帶有對后續(xù)工序(如熱處理、表面處理、冷加工)及使用性能有惡劣影響的缺陷的鍛件流人后續(xù)工序。經(jīng)質量檢驗后,還可以根據(jù)缺陷的性質及影響使用的程度對已制鍛件采取補救措施,使之符合技術標準或使用的要求。
因此,鍛件質量檢驗從某種意義上講,一方面是對已制鍛件的質量把關,另一方面則是給鍛造工藝指出改進方向,從而保證鍛件質量符合鍛件技術標準的要求,并滿足設計、加工、使用上的要求。
鍛件質量的檢驗包括外觀質量及內部質量的檢驗。外觀質量檢驗主要指鍛件的幾何尺寸、形狀、表面狀況等項目的檢驗;內部質量的檢驗則主要是指鍛件化學成分、宏觀組織、顯微組織及力學性能等各項目的檢驗。
具體說來,鍛件的外觀質量檢驗也就是檢查鍛件的形狀、幾何尺寸是否符合圖樣的規(guī)定,鍛件的表面是否有缺陷,是什么性質的缺陷,它們的形態(tài)特征是什么。表面狀態(tài)的檢驗內容一般是檢查鍛件表面是否有表面裂紋、折疊、折皺、壓坑、桔皮、起泡、斑疤、腐蝕坑、碰傷、外來物、未充滿、凹坑、缺肉、劃痕等缺陷。而內部質量的檢驗就是檢查鍛件本身的內在質量,是外觀質量檢查無法發(fā)現(xiàn)的質量狀況,它既包含檢查鍛件的內部缺陷,也包含檢查鍛件的力學性能,而對重要件、關鍵件或大型鍛件還應進行化學成分分析。對于內部缺陷我們將通過低倍檢查、斷口檢查、高倍檢查的方法來檢驗鍛件是否存在諸如內裂、縮孔、疏松、粗晶、白點、樹枝狀結晶、流線不符合外形、流線紊亂、穿流、粗晶環(huán)、氧化膜、分層、過熱、過燒組織等缺陷。而對于力學性能主要是檢查常溫抗拉強度、塑性、韌性、硬度、疲勞強度、高溫瞬時斷裂強度、高溫持久強度、持久塑性及高溫蠕變強度等。
由于鍛件制成零件后,在使用過程中其受力情況、重要程度、工作條件不同,其所用材料和冶金工藝也不同,因此不同的部位依據(jù)上述情況并按照本部門的要求將鍛件分出類別,不同的部門,不同的標準對鍛件的分類也是不同的。但不管怎么,對于鍛件質量檢驗的整體來說都離不開兩大類檢驗,即外觀質量和內部質量的檢驗,只不過鍛件的類別不同,其具體的檢驗項目、檢驗數(shù)量和檢驗要求不同罷了。例如,有的工業(yè)部門將結構鋼、不銹鋼、耐熱鋼鍛件分成Ⅳ類進行檢驗,有的部門將鋁合金鍛件與模鍛件按其使用情況分成Ⅲ類進行檢驗,還有的部門將鋁合金、銅合金鍛件分成Ⅳ類進行檢驗。
2.鑄件檢測
砂型鑄造鑄件缺陷有:冷隔、澆不足、氣孔、粘砂、夾砂、砂眼、脹砂等。
(1)冷隔和澆不足 液態(tài)金屬充型能力不足,或充型條件較差,在型腔被填滿之前,金屬液便停止流動,將使鑄件產(chǎn)生澆不足或冷隔缺陷。澆不足時,會使鑄件不能獲得完整的形狀;冷隔時,鑄件雖可獲得完整的外形,但因存有未完全融合的接縫,鑄件的力學性能嚴重受損。防止?jié)膊蛔愫屠涓?提高澆注溫度與澆注速度。
(2)氣孔氣體在金屬液結殼之前未及時逸出,在鑄件內生成的孔洞類缺陷。氣孔的內壁光滑,明亮或帶有輕微的氧化色。鑄件中產(chǎn)生氣孔后,將會減小其有效承載面積,且在氣孔周圍會引起應力集中而降低鑄件的抗沖擊性和抗疲勞性。氣孔還會降低鑄件的致密性,致使某些要求承受水壓試驗的鑄件報廢。另外,氣孔對鑄件的耐腐蝕性和耐熱性也有不良的影響。
防止氣孔的產(chǎn)生:降低金屬液中的含氣量,增大砂型的透氣性,以及在型腔的***高處增設出氣冒口等。
(3)粘砂 鑄件表面上粘附有一層難以清除的砂粒稱為粘砂。粘砂既影響鑄件外觀,又增加鑄件清理和切削加工的工作量,甚至會影響機器的壽命。例如鑄齒表面有粘砂時容易損壞,泵或發(fā)動機等機器零件中若有粘砂,則將影響燃料油、氣體、潤滑油和冷卻水等流體的流動,并會玷污和磨損整個機器。
防止粘砂:在型砂中加入煤粉,以及在鑄型表面涂刷防粘砂涂料等。
(4)夾砂 在鑄件表面形成的溝槽和疤痕缺陷,在用濕型鑄造厚大平板類鑄件時極易產(chǎn)生。
鑄件中產(chǎn)生夾砂的部位大多是與砂型上表面相接觸的地方,型腔上表面受金屬液輻射熱的作用,容易拱起和翹曲,當翹起的砂層受金屬液流不斷沖刷時可能斷裂破碎,留在原處或被帶入其它部位。鑄件的上表面越大,型砂體積膨脹越大,形成夾砂的傾向性也越大。
(5)砂眼 在鑄件內部或表面充塞著型砂的孔洞類缺陷。
(6)脹砂 澆注時在金屬液的壓力作用下,鑄型型壁移動,鑄件局部脹大形成的缺陷。 為了防止脹砂,應提高砂型強度、砂箱剛度、加大合箱時的壓箱力或緊固力,并適當降低澆注溫度,使金屬液的表面提早結殼,以降低金屬液對鑄型的壓力。
3.異同點
(1)共同點
a.儀器相同,包括探頭、連接線、顯示器。
b.耦合劑相同。
c.檢測理論相同(物理理論)。
d.目的相同(都是為了保證工件的質量)。
(2)不同點
a.由于內部組織顆粒細致程度不一樣,導致鑄件超聲波衰減很嚴重,無法進行高頻率的缺陷檢測(否則雜波很大,容易混淆缺陷波與雜波)。
b.要求不一樣,鍛件質量等級要求高,而鑄件相對于鍛件要求會低很多,因此檢測時評判標準不一樣。
c.缺陷產(chǎn)生的原因以及類型不同。