钛合金棒材次生缺陷超声波探伤检测方法

钛合金是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，因为许多独一无二的特殊性能而被称为“第三金属”或“全能金属”。钛合金棒材是钛合金三大基材之一，因其密度低、比强度高、耐腐蚀等优点而被广泛用于航空航天、海洋工程以及石油化工等领域。

钛合金在熔炼工序易出现偏析夹杂等冶金缺陷，这些冶金缺陷在后续的压力加工和热处理环节会因为缺陷和基体之间力学性能的差异而导致钛合金棒材产生裂纹。国内外在现场检测中常使用A型脉冲反射式超声波探伤方法检测钛合金棒材中的缺陷。A型脉冲反射式超声检测方法主要分为直接接触法和水浸聚焦法，其中，直接接触法具有使用灵活、适应性强、声能损失少等优点；水浸聚焦法易于实现自动检测，较多用于批量探伤或自动探伤中。探伤时具体选用哪种方法主要取决于钛合金棒材的直径规格，当坯料直径大于40mm时，一般采用直接接触法，当直径小于40mm时，一般采用水浸聚焦法。通过超声波探伤、金相分析及硬度试验研究冶金次生缺陷的波形特征和缺陷形貌之间的对应关系，可以对缺陷性质进行定性或辅助分析，可提高企业现场工艺提升。

钛合金棒材检测仪器

我们检测钛合金棒材可以选用数字超声波探伤仪，其最高采样速率为240MHz，最小显示范围为5mm，工作频率范围为1～10MHz，探伤灵敏度余量为62dB。探头为纵波直探头，规格为5Z14N。这种便携式探伤仪是手工探伤检测的主要仪器。

钛合金棒材可以采用直接接触法进行超声波探伤，利用超声波探伤、金相分析及硬度试验研究不同类型冶金次生缺陷的波形特征和缺陷形貌之间的对应关系。通过观察冶金缺陷不同位置的静态波形特征及动态波形变化规律，结合显微组织特征，建立冶金缺陷的微观形貌特征与探伤波形之间的对应关系。

钛合金棒材超声缺陷分析

若钛合金棒材中存在偏析硬化裂纹，探头沿着圆周方向移动时，会出现性质不同的2种缺陷回波。其中一种为在圆周上一定角度范围内发现的较高的裂纹缺陷回波，探头旋转时波峰会出现起伏，埋深变化幅度不大；另一种为探头在任意位置均会有较低波峰的组织回波出现，较低的组织回波在探头移动时会小幅度的起伏跳动。两者波峰的高低差别很大。

(1)钛合金棒材冶金次生缺陷会呈现冶金缺陷和次生缺陷2种缺陷的波形共生的特征。

(2)若棒材中存在偏析硬化裂纹，主反射波峰为裂纹反射回波;若棒材中存在组织异常次生孔洞缺陷，主反射波峰为孔洞反射回波。

(3)冶金次生缺陷在主反射波峰周围都会出现数目不等的波高在5%～10%之间的异常组织回波，探头周向或轴向移动时，异常组织回波会出现小范围的深度和波高的跳动，但是波峰高度远小于主反射回波。