大鍛件超聲波檢測中草狀波缺陷的形成及消除

施建

摘要：結(jié)合當前大鍛件的實際應(yīng)用狀況，可知其內(nèi)部存在奧氏顆粒分布并不均勻，應(yīng)注重正火措施的合理運用，優(yōu)化構(gòu)件的使用功能。在大鍛件超聲波檢測過程中，過多的微小裂紋會造成草狀波缺陷出現(xiàn)，影響著構(gòu)件的性能可靠性，需要采取科學的技術(shù)措施進行消除。基于此，本文就大鍛件超聲波檢測中草狀波缺陷的形成及消除展開論述。

關(guān)鍵詞：大鍛件超聲波檢測；草狀波；缺陷；消除

在大鍛件超聲波檢測過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)草狀波缺陷，影響著構(gòu)件的使用安全性，需要采取細化顆粒、正火等措施加以消除，但是，實踐生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)正火舉措下經(jīng)過處理的草狀波依舊可能出現(xiàn)。因此，需要對大鍛件超聲波檢測中的草狀波缺陷進行深入分析，了解其形成機制，促使相關(guān)的消除措施制定與實施更具針對性。

1 基于細化晶粒方面的草狀波缺陷形成及消除分析

在分析草狀波形成及消除的過程中，由于采取正火細化晶粒的方式可以進行有效處理，則可視為大鍛件超聲波檢測中草狀波形成與粗晶有關(guān)。結(jié)合大鍛件內(nèi)部所包含奧氏體顆粒的結(jié)構(gòu)特征，可知這些顆粒較大，且實際的分布并不均勻。因此，需要在正火細化晶粒的方式作用下消除草狀波缺陷。實際操作中應(yīng)注重加熱溫度的適當提高，增強細化晶例有效性。但是，由于大鍛件中相變區(qū)的加熱溫度提高較為困難，因此，應(yīng)加強正火細化晶例方式的合理使用。操作過程中為了使細化晶粒能夠達到理想的效果，應(yīng)采用多次正火的方式，促使奧氏體的加熱溫度能夠提高。第一次奧氏體經(jīng)過加熱后晶粒體積相對較大；第二次奧氏體加熱過程中，應(yīng)選取能夠保持晶粒體積基本不變的加熱溫度，并使晶粒表面的碳化物能夠被最大限度地溶解，使得經(jīng)過溶解后的碳化物可視為較小的貝氏體組織。

采取多次正火細化晶粒的過程中，為了得到較為理想的晶粒，應(yīng)注重空冷方式的高效利用，促使大鍛件中的過冷奧氏體分解溫度能夠下降，保持晶粒良好的冷卻效果，確保晶粒細化有效性。當前快速冷卻在大鍛件生產(chǎn)中難以實現(xiàn)，需要進行更加深入的研究，了解正火中的冷卻溫度對大鍛件內(nèi)部的晶粒細化效果影響，從而制定出科學的措施消除草狀波缺陷。大鍛件軸向檢測示意圖如圖1所示。

2 基于微小裂紋的草狀波的形成及消除分析

為了提升對大鍛件超聲波檢測中草狀波缺陷形成的整體認知水平，應(yīng)加深對熱處理工藝的理解，從而為草狀波缺陷的針對性處理提供必要的參考依據(jù)。操作過程中對草狀波出現(xiàn)的部位進行取樣，并進行檢驗，發(fā)現(xiàn)在橫向酸浸低倍試片的中心區(qū)附近的區(qū)域出現(xiàn)了許多大小微小的裂紋與孔洞，造成了草狀波缺陷形成。而草狀波本質(zhì)上也是一種缺陷波，與缺陷當量未達到既定的技術(shù)規(guī)范要求有關(guān)。因此，當大鍛件內(nèi)部產(chǎn)生一定數(shù)量的裂紋或者孔洞時，也會加大草狀波出現(xiàn)的概率。

很多研究者認為正火消除草狀波的原因是因為細化了晶粒。但是，為了更好地消除草狀波曲線，也需要考慮正火條件下還很可能會使微小缺陷愈合，金屬中的裂紋或孔洞缺陷在高溫下無需塑性變形，保持一定時間即可修復(fù)，有時將其稱為自修復(fù)。在試驗中，可以將比較大的人工缺陷通過熱處理而修復(fù)，即在一定溫度下保溫一定時間就可以使裂紋得到修復(fù)。對高溫高壓氫環(huán)境下304不銹鋼中產(chǎn)生的氫腐蝕甲烷氣泡和裂紋進行 600℃×6h熱處理，氫蝕氣泡和裂紋發(fā)生了完全愈合。因此，大鍛件超聲波檢測中應(yīng)對微小裂紋的愈合作用進行充分考慮，促使草狀波缺陷能夠得到有效處理，保持構(gòu)件良好的應(yīng)用效果。與此同時，應(yīng)根據(jù)各管板鍛件的尺寸規(guī)格，設(shè)置相應(yīng)的加熱溫度、時間，在高溫條件下進行科學處理。實踐生產(chǎn)中通過這種方式能夠使管板大鍛件超聲波檢測中的草狀波缺陷得以消除，在軸承鍛件、管板鍛件中應(yīng)用效果良好。

3 大鍛件內(nèi)微小裂紋的形成及消除分析

熱處理工藝使用中，采用高溫塑性變形的方式對大鍛件進行處理，會產(chǎn)生一定數(shù)量的裂紋，應(yīng)進行及時修復(fù)。一些裂紋修復(fù)不及時，會隨著時間的推移被保留下來，影響著大鍛件的安全使用。因此，大鍛件超聲波檢測中分析草狀波形成原因時，應(yīng)注重大鍛件鍛造過程中裂紋的有效預(yù)防。選用的鍛造方法若能對各夾雜類裂紋進行控制時，應(yīng)注重方法使用中構(gòu)件變形量控制，促使修復(fù)措施作用下的各夾雜類裂紋得以消除。因此，大鍛件生產(chǎn)制造中若采用了普通的鍛造工藝，應(yīng)注重終鍛火次數(shù)量適當增加及變形量合理控制，促使鍛件內(nèi)部的裂紋能夠得到必要的修復(fù)，裂紋處的孔洞也能得到填充，增強鍛件整形效果。

當大鍛件經(jīng)過熱處理溝，由于鍛件冷卻中會產(chǎn)生殘余應(yīng)力，加上鍛件內(nèi)外溫差不一致，會產(chǎn)生裂紋，進而造成鍛件草狀波缺陷的形成。因此，需要加強對大鍛件熱處理過程中內(nèi)外溫差及殘余應(yīng)力的控制，促使內(nèi)部金屬的收縮過程中能夠?qū)Ρ韺拥慕饘佼a(chǎn)生一定大小的拉應(yīng)力，保持鍛件內(nèi)部應(yīng)力的動態(tài)平衡性。若該拉應(yīng)力過大時，會導(dǎo)致大鍛件內(nèi)部產(chǎn)生微小裂紋，即超聲波檢測過程中的草狀波。針對這類問題，應(yīng)在大鍛件加工過程中注重冷卻速度的嚴格控制，減少鍛件內(nèi)部的殘余應(yīng)力，促使大鍛件能夠處于彈性狀態(tài)，有效地降低各類事故發(fā)生率，為草狀波的消除提供保障。同時，應(yīng)注重大鍛件加工制造流程的嚴格把控，降低微小裂紋出現(xiàn)的概率。

4 結(jié)束語

通過對以上內(nèi)容的深入探討，客觀地說明了不同舉措的靈活運用對于大鍛件超聲波檢測中草狀波缺陷處理的重要性。因此，未來大鍛件超聲波檢測中應(yīng)提升對草狀波缺陷的認知水平，深入分析其成因，制定出切實有效的措施消除草狀波，實現(xiàn)對大鍛件性能的科學優(yōu)化，加快我國現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展速度。

參考文獻

[1]李述亭.鋼材內(nèi)部缺陷超聲波檢測定性分析研究[D].浙江工業(yè)大學，2013，（10）.

[2]曲邦寧，梁玉國.碳鋼鍛件的超聲波檢測[J].化工裝備技術(shù)，2015，（01）.

[3]聶義宏，朱懷沈.大型鎳基合金鍛件超聲波檢測特點[J].一重技術(shù)，2015，（01）.