淺談鑄件ASTM E圖譜評定分析與應用

保萬紅，侯 佼

（共享裝備股份有限公司檢測中心，寧夏銀川 750021）

淺談鑄件ASTM E圖譜評定分析與應用

保萬紅，侯 佼

（共享裝備股份有限公司檢測中心，寧夏銀川 750021）

通過對標準評定圖譜ASTM E446（ASTM E186、ASTM E280）的解讀分析，結合實際RT探傷拍攝的底片對比，用量化的數據對缺陷進行分析。

評定；解讀；量化；分析

0 前言

鑄造是裝備制造的基礎。鑄件品質的優劣，直接影響到裝備的技術性能、服役壽命和使用安全。所以要想鑄造高質量的產品首先分析研究、解決缺陷的問題。鑄件里存在著很多類型的缺陷，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，就是同種類型的缺陷也完全不盡相同，也有不同類型的缺陷相互摻雜在一起，這類缺陷用超聲波檢測（以下簡稱UT）探傷時缺陷反射波混雜，不易準確定出它的大小、面積、尺寸以及位置；同樣用射線檢測（以下簡稱R T）探傷發現缺陷（因參數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。

基于上述問題，本文只討論RT 探傷出的鑄件缺陷在底片上的影像進行分析討論。底片的評定使用的是ASTM E 446、ASTM E 189、ASTM E 280標準參考圖譜，此類圖像影像典型簡潔明了，讓評定人員很直觀的看到缺陷的形狀結構類型，但其中是典型的缺陷形貌不能完全適合實際當中我們所看到的缺陷形貌，因此在底片評定時不同的人員片定出的底片缺陷類型也不不相同，特別是對剛入行的檢驗人員更難掌握此類評定方法。本文通過繼承ASTM E標準的缺陷分級基礎上，結合依據GB/ T5677—2007標準和日本JIS系類鑄件類產品底片評定方法方法，分析ASTM E類參考圖譜中某類典型缺陷參數進行測試分析，結合實際中評定底片測試數據對比分析，給評定者一些可參考的數據，能準確、快捷的評定鑄件缺陷，因測試數據較多，本文僅以壁厚在120 mm以下的鑄件壁厚進行測試分析。

1 鑄件內部產生缺陷類別

鑄造產品中常見缺陷主要有冷隔、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。

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，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，冷隔往往用肉眼可以發現。

1.2 疏松

疏松發生在厚大、結構復雜等區域，如熱節中心呈樹枝狀多孔性組織分布、其產生原因是鐵液在冷卻和凝固過程中，其發生液態收縮和固態收縮，由于工藝設計或澆注操作不當，造成鐵液補縮量不足，在鑄件內產生空洞，凝結時形成的密爾集中的大空洞成為縮孔，分散而細小的空洞成為縮松?？s松和縮孔在底片上呈現的形態常見的是集中空洞、纖維狀縮孔、海面狀縮松。如圖1所示。

圖1 縮松類缺陷底片顯示

1.3 夾砂和夾渣

夾砂是澆鑄時砂型剝落混進鑄件形成的，夾渣是鋼水中的熔渣沒有與鋼水分離混進鑄件形成的。其在底片上整體影像形狀極為不規則，影響結合度具有顆粒度特征，尤其在影像的邊緣區特征更為明顯。如圖2顯示。

圖2 夾渣、夾砂類缺陷底片顯示

1.4 氣孔

金屬凝固過程中,其中的一部分氣體來不及逃逸而在金屬內部或表面發生的圓孔。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，整個影像黑度大。它存在破壞了金屬的連續性，減少了承載面，造成局部應力集中降低了鑄件的機械性能，尤其是降低逐漸的沖擊韌性和疲勞強度， 如圖3顯示。

圖3 氣孔類缺陷底片顯示

2 圖譜圖片數據分析對比

依據標準GB/T5677鑄鋼件底片評定數據，應用其中氣孔、夾渣、夾砂以及圓形缺陷（長寬比小于3）點數換算表（表1），來換算ASTM E446、ASTM E186圖譜中氣孔、夾砂及圓形缺陷大小，如表2。

表1 缺陷尺寸和缺陷點數換算表

從表1中可以看出其換算是依據缺陷尺寸的大小換算成點數，來描述缺陷在鑄件內產生的危害及其影響其使用性能，其點數越大危害性就越大。

通過ASM E圖譜典型缺陷影像可將缺陷分為五個等級，如A1/A2/A3/A4/A5、C1/C2/C3/C4/C4/ C5等,因此圖譜中只對一個區間的壁厚用不同類的評定方法評定，如ASTM E446,是在壁厚≤51 mm；ASTM E186是在壁厚51 mm＜t≤114 mm、而GB/T5677分為六個等級來評定的，其中把壁厚進行細化來分段來判定缺陷的接受級別。而本文是基于ASMT E類缺陷影像來測定數據的；所以把壁厚在120 mm內的測試數據以壁厚≤51 mm和51 mm＜t≤114 mm的范圍內，結合GB/T5677標準對應的數據進行對比。依據圖譜ASTM E446和ASTM E186中缺陷類別分級，把氣孔、夾渣、夾雜、縮松分五個級別，通過對每個級別缺陷數據的測試匯總，結合表1的數據對比分析得出表2、表3的數據分析表。

表2 氣孔、夾渣夾砂類圓形缺陷數據統計

表3 縮松類缺陷數據統計

3 實際評定分析

實際當中我們發現在底片上反映出的各類缺陷完全不像 ASTM E參考圖譜上的缺陷那樣有形、有規則。其缺陷大小、面積、類型也完全不同于實際透照反映的清晰明顯。為更優化標準圖譜數據測試的有效性，利用ASTM E標準圖譜在實際平片中對評定的缺陷數據進行測定匯總，以相應的壁厚數據進行對比分析可得出4數據。

表4 實際測試缺陷評定數據統計

4 測試對比結果

依據ASTM E94標準要求，使壁厚在120 mm內（≤51 mm和51~114 mm）按兩個檔次來分析缺陷數據，從表2、表3看出，測試計算ASTM E446 ASTM E186圖譜缺陷影像點數值與實際當中評定底片缺陷換算的點數值非常接近，其差值與圖譜中的數據測定再其上下限內，所以測定據可用。綜上所述，無論是換算點數還是缺陷面積所測得的數據對比分析，其數值偏差不大，都在有效范圍內，也就是說次測試數據有效性可行，能夠用于實際底片評定中。

5 結束語

本文通過多次測試的數據，結合長期積累的經驗測定數據，總結出以上數據可以應用到實際評定中，應用此實驗數據應考慮以下幾個參數：

(1)本測試數據是以ASTM E94工業射線檢測為基礎的，所以缺陷定級是按ASTM E的等級要求進行評定的；

(2)本測試只用于應用ASTM E標準圖譜的X射線檢測鑄件底片評定的；

(3)因測試技術條件有限，測試數據僅用來參考。

通過對比分析，采用以上方法對氣孔類及夾雜圓形類和縮松類缺陷進行測試積累對比后的數據可用于實踐中應用是可行的，可能更有利評定底片缺陷。

[1] ASTM International. ASTM E 186-98，［VOLUME Ⅲ（4-MV to 30-MV X RAYS）］無損檢測:壁厚（51＜T≤114 mm） 鑄鋼件的射線參考圖譜[S]. West Conshohocken, PA: ASTM International,2004.

[2] ASTM International . ASTM E 446-98，［VOLUME Ⅲ（2-MV to 4-MV X RAYS and COBALT-60）］無損檢測:壁厚（T≤51 mm）鑄鋼件的射線參考圖譜[S]. West Conshohocken, PA: ASTM International,2004.

[3] 沈陽鑄造研究所. GB/T 5677-2007，無損檢測:鑄鋼件射線照相檢測[S].北京：中國標準出版社 ，2008.

Analysis and application of standard reference radiographs ASTM E446 /E186

BAO WanHong
（Ningxia Kocel Equipment Co.,Ltd.,Yinchuan 750021,Ningxia,China）

Because of the diversity, internal casting and near surface complexities and casting process casting structure is formed of various defects. Comparative analysis of production radiographs and Standard Reference Radiographs ASTM E446 (ASTM E186, ASTM E280) based on quantitative data is made for defecting evaluation in this paper.

defects ; radiographs; evaluation; quantitative data

TG245；

A；

1006-9658（2017）02-0087-03

10.3969/j.issn.1006-9658.2017.02.029

2016-10-20

稿件編號:1610-1555

保萬紅（1978—），男，工程師，從事鑄件性能測試和NDT檢測工作.