鎢鉬合金超聲檢測試驗研究

吳 偉

（金堆城鉬業股份有限公司，陜西 西安 710077）

當前，鎢鉬合金已經在民用工業、軍事領域等尖端的領域中得到廣泛實踐。但是鎢鉬合金需要經過混料、壓制以及燒結等方式才能夠制成[1]，其中在毛坯階段會出現許多的孔洞以及裂紋缺陷，為了可以進一步提升質量判定的準確性，下文通過超聲檢測的方式進行試驗，希望能夠對制備以及選擇良好的鎢鉬合金提供幫助。

1 試驗設計

（1）鎢鉬合金材料樣品制備在本次試驗中，樣品選擇的對象是鎢鉬合金，其中鎢鉬合金中的W9Mo.1.45Fe的含量大約是89.3%，而且在同一批次中一共制備出五類不同的樣品，在其中的四個類型中分別加入不同的雜質（詳細見表1），便于更好地在試驗中掌握波形的特點，然后和其中的一個沒有加入雜質進行比較，此時可以通過聲速而進行測量。所有的原料都經過壓制、燒結以及加工而成。

表1 加入不同的雜質

（2）鎢鉬合金材料脈沖反射檢測。在試驗過程中，鎢鉬合金由于是晶體粒狀，而且非常細小，其表面十分光滑，而且還具有較大的厚度，在本次試驗中主要的方法是脈沖反射實施檢測，在檢測中所采用的超聲波是GEIT中USN50的探測儀，其中采用的高檢的頻率，便于更好地提升檢測中的靈敏度。然而在實際的檢測過程中由于進場區域中的衰減系數會逐漸增加，這就不利于探測，因此，確定的頻率是5MHz中的GK6型號的探頭。在平地孔的試樣中運用的是Ф0.5mm，然后通過回波的方式以更好地達到80%，有效提升檢測的靈敏度，在實施掃查的工作中，可以增加至3dB，然后對樣品兩個不同的端面進行掃查。

2 檢測試驗結果分析

（1）脈沖反射檢測波形對比。首先結合四類加入雜質所得到波形進行分析，見下圖1。通過觀察下圖(a)和圖(b)可知，由于其中加入對應的雜質進行試驗，此時發現波形出現尖銳的情況，而且波形的變化幅度也非常高，然而沒有出現底波有顯著降低的情況；其次，在實施檢測過程中，隨著不斷移動探頭之后，波和波之間所出現的界線非常清楚，同時還對底波帶來較小的影響，因此，本次實施檢測中出現較大的幅度變化的情況，并且還在規則表面中縮孔中出現較為光滑的表面，最后在二號試樣中，出現部分的波形缺陷情況，而且在某一個方向中都沒有發現十分顯著的高度變化，并在其他的方向中所發生的波形變化卻非常快，因此，二號試樣中屬于長條形的孔洞，在收縮過程中出現回波的情況。

圖1 波形變化

（2）質量缺陷驗證。通過觀察下圖2的波形發生變化的情況可知，鎢鉬合金的質量方面所出現的缺陷的情況也得到良好的驗證，首先從三號試樣中所得到的波形缺陷情況可知，主要特征是比較單一的，同時出現尖銳的情況，而且還是不能見底波的情況。這就使得無底部分可以有效延遲而形成回波的情況，而且在某一個特定的方向中，其中可以移動的探頭中出現的波形沒有十分顯著的變化；其次，觀察四號試樣所得到的波形可知，其波幅度為18%左右，和之前的三種試樣進行比較可知，四號試樣沒有出現十分顯著的降低，此時結合波形變化情況則可以判斷出鎢鉬合金受到縮孔或者是砂巖等的影響，然后觀察其在一個方向中的變化情況可知，在移動探頭的情況則能夠掌握缺陷的波形變化情況，會出現較小的變化幅度。然而沿著對應的方向而移動對應的探頭的情況，此時出現的波形缺陷的情況較快消失，這就說明鎢鉬合金的質量方面存在缺陷的情況得到良好的驗證。

圖2 波形變化

（3）SEM形貌觀察。在高溫的條件下，鐵就和周圍的粉末逐漸形成鐵鎳合金，但是其中存在的部分氧化情況，則會導致液相在流動的情況而使得原來的雜質出現對應的空隙，此時就會逐漸在鐵鎳合金中而出現孔洞。

（4）EDS成分分析。由于銅通過高溫進行燒結之后就會逐漸形成出現銅成分的小顆粒，主要原因是銅的熔點非常低，因此，在低溫的條件下，銅就會慢慢融化，但是在高溫的情況下則會變為液體，然后周圍的粉末中出現毛細管的作用力就會導致部分的液體逐漸向周圍流動，而且在原來雜質的位置就會出現孔洞，其表面非常的光滑。針對非金屬雜質的木屑分析，由于木屑在高溫的情況會逐漸變為碳化物，并且會釋放出對應的氣體，然而沒有完全溢出的部分雜質就會停留在原地，此時其表面就會出現碳化的裂縫。通過篩網支之后，其經過高溫的燒結之后，就在表面的位置中出現許多不規則的小顆粒，主要的成分是貼以及鉻，由于在篩網中可以針對不同的熔點中不銹鋼絲，然后夾雜高溫的情況下就會慢慢融化，并開始慢慢向周圍的粉末。此形成的時間比較短，而且基本只是通過體液的方式而流向原來的雜質位置，從而保持之間雜質位置的基本形狀。

3 結語

在試驗過程中采用超聲檢測的方式，可以通過波形的變化情況而掌握鎢鉬合金中的缺陷狀況。由于鎢鉬合金出現雜志情況，則會出現許多孔洞、縮控以及裂紋等不同程度的缺陷，此時可以通過波形特征而反映出來，這就可以幫助人們有效分辨鎢鉬合金的質量，并且可以判定出的鎢鉬合金優質程度。結合上述試驗過程和具體的分析，希望能夠對今后人們實施鎢鉬合金的質量判定帶來積極指導的價值。