TA15鈦合金顯微組織對(duì)超聲探傷底波衰減的影響

宋韋韋，李本江，宋增金，李增樂，張洪靜，焦娟娟，呂正風(fēng)，程仁策

(山東南山鋁業(yè)股份有限公司，山東 龍口 265713)

TA15鈦合金是一種典型的近α鈦合金，具有比強(qiáng)度高、熱穩(wěn)定性好、抗蠕變性能優(yōu)異和可焊性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，被大量應(yīng)用于航空航天工業(yè)中關(guān)鍵零部件的制造，例如應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)的各種葉片、機(jī)匣，飛機(jī)的各種鈑金件、梁、接頭、大型壁板、環(huán)鍛件、焊接承力框等[1]。由于航空類產(chǎn)品的可靠性與人身安全有著高度關(guān)聯(lián)性，同時(shí)由于材料和零件使用環(huán)境和載荷條件的極端苛刻，對(duì)其產(chǎn)品的完整性要求也是極為嚴(yán)格。因此，航空無損檢測(cè)技術(shù)成為保證航空產(chǎn)品完整性和可靠性的重要手段[2]。超聲波檢驗(yàn)對(duì)于鈦合金是一個(gè)重要的質(zhì)量控制手段，生產(chǎn)廠和航空廠都用超聲探傷檢測(cè)進(jìn)行質(zhì)量控制。

鈦合金缺陷的種類大致分為冶金缺陷(如夾雜、偏析)、工藝缺陷(如過熱、變形不足、裂紋)和組織缺陷。在應(yīng)用超聲波檢驗(yàn)鈦合金冶金質(zhì)量時(shí)，材料組織不同所產(chǎn)生的反射信號(hào)有明顯差異。針對(duì)TA15鈦合金鍛件在超聲C掃描后，局部出現(xiàn)底波衰減嚴(yán)重，未出現(xiàn)雜波的情況，采用光學(xué)金相法并結(jié)合電子背散射衍射(EBSD)技術(shù)，揭示不同顯微組織和晶體取向分布對(duì)超聲波衰減的影響。

1 實(shí) 驗(yàn)

TA15鈦合金在Tβ-30 ℃溫度進(jìn)行墩粗和模鍛，經(jīng)退火處理和機(jī)加工后獲得T形截面的鍛環(huán)，如圖1所示。

圖1 TA15鈦合金鍛環(huán)俯視圖

采用頻率為5.0 MHz縱波聚焦探頭，對(duì)加工后的鍛環(huán)外環(huán)面周向進(jìn)行了超聲探傷檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)局部區(qū)域出現(xiàn)底波損失嚴(yán)重現(xiàn)象，底波強(qiáng)度衰減量超過50%，但并未發(fā)現(xiàn)任何雜波缺陷信號(hào)。……