樸啟霞，栗 雪，卞恒才

(東北特鋼集團(tuán)北滿特殊鋼有限責(zé)任公司，黑龍江 齊齊哈爾161041)

2013年－2014年我公司生產(chǎn)的鍛件產(chǎn)品，夾雜缺陷占據(jù)了很大一部分比例，且居高不下，嚴(yán)重困擾公司的產(chǎn)品質(zhì)量。探傷是最后一道把關(guān)工序，我們通過對(duì)鋼材實(shí)際探傷，動(dòng)態(tài)和靜態(tài)觀察，記錄缺陷的位置，缺陷當(dāng)量大小，對(duì)典型缺陷解剖分析，找出夾雜缺陷的探傷特點(diǎn)，把探傷波形與低倍結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，為查找問題產(chǎn)生的真正原因，防止此類問題再次發(fā)生，積累了一定參考數(shù)據(jù)。

1 解剖記錄

對(duì)部分不合格品進(jìn)行取片定性，以下是兩支解剖實(shí)例。

1.1 探傷條件

探傷儀器型號(hào):CTS－23型模擬超聲波探傷儀。探頭型號(hào):B2S德國進(jìn)口直探頭(直徑φ24mm，頻率2MHz)。耦合劑:機(jī)油。鋼材表面狀態(tài):粗加后。鋼材直徑:φ200mm－φ500mm。探傷方法:縱波直探頭探測。

1.2 探傷情況描述

對(duì)φ500mm直徑鍛件材在徑向方向進(jìn)行100%探傷，探傷缺陷波形如圖1所示，探傷結(jié)果:非K端700mm長φ5/3～4。在距非K端380mm取橫向試片進(jìn)行低倍酸浸試驗(yàn)，試片厚30mm。低倍結(jié)果如圖2。

圖1 探傷波形

圖2 低倍形貌(夾雜)

2 低倍檢驗(yàn)

從上述探傷波形及解剖結(jié)果看，探傷缺陷當(dāng)量普遍在Φ3－Φ5之間，缺陷位置一般屏顯2－6格，缺陷呈分散球形小圓點(diǎn)，或小扁口，夾雜的數(shù)量多，傷波一大堆，但對(duì)底波的影響并不明顯。

3 缺陷分析

通過超聲波探傷、低倍試片觀察，我們認(rèn)為缺陷較大，屬于報(bào)廢性缺陷。缺陷1從低倍圖片肉眼可見夾渣，且缺陷較多分散。

3.1 夾雜探傷的原理

在超聲波探傷中，白點(diǎn)、裂紋、縮孔是鋼材中不允許存在的三大缺陷，此類缺陷嚴(yán)重破壞了金屬的連續(xù)性。從超聲波探傷原理講，只要聲波在傳播過程中遇到反射體，就會(huì)發(fā)生反射、折射和波形轉(zhuǎn)換，特別是遇到聲阻抗相差大的界面，反射尤為強(qiáng)烈。

基于上述原理，夾雜中聲阻抗遠(yuǎn)小于鋼中聲阻抗，故缺陷反射波較強(qiáng)烈。通常用人工平底孔的大小作為選擇探傷靈敏度的基準(zhǔn)。但人工平底孔與自然缺陷畢竟有許多不同，夾雜物的表面遠(yuǎn)不及人工孔表面平整光滑，夾雜物的表面凹凸不平，故在檢測過程中也會(huì)有不同程度的能力損失。

3.2 夾雜物在鋼中分布超聲波探傷特征

內(nèi)在夾雜常以群集形式出現(xiàn)，它在軸鍛件中的分布規(guī)律常與鋼錠中的偏析有關(guān)，還與軸在鋼錠上的切取部位及鍛造條件的選擇有關(guān)。

夾雜的第一個(gè)波形特征:由一系列高低不等疏密不均的傷波所組成，波峰分枝，波頭圓鈍不清晰。當(dāng)探頭移動(dòng)時(shí)，傷波此起彼伏，變化迅速，在夾雜周圍往往伴有許多微小夾雜物，這些夾雜物一般尺寸較小，雖不能構(gòu)成獨(dú)立的傷波，但對(duì)大夾雜物的傷波波形卻有著直接的影響，造成波峰分枝，波頭圓鈍，清晰地降低，并使傷波脈沖寬度加大［2］。

夾雜的第二個(gè)波形特征:雖然群集夾雜的傷波數(shù)量多，波幅高，范圍大，但是相對(duì)于同等數(shù)量級(jí)的其它缺陷，如裂紋、氣孔，縮孔，白點(diǎn)等，夾雜對(duì)低波幅度和低波反射次數(shù)的影響不十分顯著。夾雜是鋼中的固有缺陷，由于內(nèi)在夾雜與金屬基體有著較好的密合性，因此聲波在夾雜處，除了部分能量反射外，還有一部分能量穿過夾雜繼續(xù)向前傳播，從而使得低波具有較多的能量［2］。

夾雜的第三波形特征:夾雜物傷波幅度雖然較高，但在降低儀器靈敏度時(shí)，傷波幅度下降很快，其衰減量通常只有幾個(gè)分貝。通常采用夾雜物的傷波與低波進(jìn)行比較［2］。

根據(jù)以上三點(diǎn)，我們此批廢品與上述特征完全吻合。

4 防止夾雜產(chǎn)生的措施［2］

(1)減少原材料對(duì)非金屬夾雜物的影響。

(2)注意氧化期和還原期的操作。

(3)采用耐火材料質(zhì)量高的包襯，流鋼磚和出鋼槽襯。

(4)出鋼前爐頂，出鋼槽，鋼包均應(yīng)吹掃干凈。

(5)要保證鋼水在鋼包中保持一定的鎮(zhèn)靜時(shí)間，以利于夾雜物上浮。

(6)確保正常的澆注溫度和澆注速度。

5 結(jié)語

通過以上解剖試驗(yàn)分析，確定缺陷性質(zhì)為夾雜，找到了問題產(chǎn)生的原因，并在冶煉和加工過程中采取了防治措施，在對(duì)后期補(bǔ)制料探傷時(shí)，夾雜明顯減少，提高了鋼材實(shí)物質(zhì)量。

［1］全國鍋爐壓力容器無損檢測人員資格考核委員會(huì).超聲波探傷［M］.北京:勞動(dòng)部中國鍋爐鍋爐壓力容器安全雜志社會(huì)，1997.

［2］鋼中缺陷的超聲波定性探傷［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，1990.