钛合金超声波检测

1、录1 引言 11选题的依据及意义1.12国内外研究现状1.23钛合金超声检测相关标准简介1.34课题主要研究内容1.45研究策略及论文的结构安排1.52 超声检测原理及钛合金的超声检测66超声检测原理2.16钛合金的超声检测2.26本章小结2.33 不同标准下钛合金的超声检测77检测工艺参数的选择3.112钛合金超声检测工艺卡3.215钛合金超声检测结果3.317钛合金超声检测报告3.420本章小结3.54 钛合金工件超声检测的探讨2121适用范围4.121设备要求4.222试块要求4.323耦合剂4.423受检件的要求4.523检验检测4.625缺陷验收的规定4.727本章小结4.85结论与

2、展望28参考文献 30致谢31南昌航空大学学士学位论文. 无损检测技能训练中钛合金工件超声检测的探讨引言1选题的依据及意义1.1钛及钛合金广泛用于航空、航天、军工、化工、石油、冶金等行业并在各行故先 本课题主要对钛及钛合金的超声检测进行探讨，业中起着不可替代的作用。钛合金工件超声检测的必要性以及研究钛对钛合金工件在现代工业中的重要性、合金工件超声检测对无损检测技能训练的重要意义进行研究。钛合金工件在现代工业中的重要性1.1.1耐热等耐腐蚀、钛合金具有高强度、钛是现代工业中一种重要的金属材料，优点，所以钛合金在现代社会的工业领域受到了广泛的应用。 主要用于航空飞行器 的发钛及钛合金工件的用量最大

3、。在航空航天领域中，化工、冶金、火箭和导弹 等；钛合金还广泛用于石油、动机、起落架、主体结构、电力、核工业等领域。如发电中使用的蒸汽涡轮发电机、叶片等；石油工业中输油管道和钻井平台等；汽车工业中发动机气门、轴承座、连杆等；核工业中核废 料储备罐等；除此之 外钛还用于造船业，制造海上平台、潜水装置等。由此可见，钛及钛合金在现代 工业的各个领域都具有不可替代的重要作用， 在科技飞速发展的今天，相信钛及 其合金的重要作用会更加明显，因此，研究钛及合金的相关性能对现代工业的发 展具有重要意义。1.1.2钛合金工件超声检测的必要性合金因其具有各种优点而被广泛用于各个领域， 并且在一些特殊的领域中，钛合

4、金的作用是无可替代的。然而，也是由于它本身的性质，导致钛合金工件的加工 十分困难，工作难度也相当大。钛合金在切削加工时，由于自身硬度的原因，会出现粘刀或切削困难的现象，另 外钛合金还具有变形系数小、切削温度高、单位面积上的切削力大、冷硬现象严 重和刀具磨损严重等切削特点：另外，由于钛合金的导热系数很低，因此在铳削 加工中，会大大缩短刀具的寿命。正是因为钛合金的切削加工和铳削加工的工艺性能较差，因此保证钛合金坯料的质量，降低切削过程中的报废率尤为重要。1南昌航空大学学士学位论文钛合金零部件使用条件的日益苛刻以及随着钛合金用量的与日俱增，另外，由钛合金零部件钛合金及其零部件的损伤与失效在所难免，其

5、结构的日趋复杂，的失效与断裂导致的灾难性事故已发生多起。对于钛合金材料中可能存在超声检测 是无损检测质量控制的一种重要手段。、工艺缺陷（如过热、变形不足、裂纹等） 和组织缺陷，的冶金缺陷（如夹杂）可以及时淘汰生产厂和航空厂都用超声探伤 检测进行质量控制，通过超声检测，不合格的原始坯料，防止不合格坯料进入加 工工序，降低生产过程中的工作量。及时监控钛合金工件的状同时，超声检测还 可以对在役的钛合金工件进行检测，态，从而减少因钛合金工件失效断裂导致的灾难性事故的发生。1.1.3 研究钛合金工件超声检测对无损检测技能训练的 重要意义无损检测技能训练是我校针对无损检测专业学生设立的专业操作技能 培训技

6、能训练的一个重要目的是在学习无损检测理论知识的基础上训练学生的 机制。实际操作能力，学生不仅要通过学习，顺利完成本科教育工作，而且要努 力提高专业素质，增强动手能力，为以后的无损检测工作打下良好的基础。对 产品进无损检测技能训练主要是通过设计制定特定工件的检测方法规范，行检测参数的选择、工艺卡的制定、检测的进行、缺陷等级的评定、检测报告的签发等实际检测工作全过程训练。同时也是具有鲜明航空我校是国内唯一一所开设无 损检测本科教学的高校，所以我校无损检测专业的毕业生大部分都在航空系统的 单位工国防特色的大学。我校一届又一届的无损检测毕业生不断壮大航空工业的 无损检测力作，多年来，也正量，为航空飞行

7、器的安全运行提供保证，为国家航 空工业的发展保驾护航。因为如此，努力提高我校无损检测专业毕业生的专业素质和业务水平尤为重要。也是无损检测工作者检测测钛及钛合金是航空航天工业 中应用广泛的结构材料，所以加大无损检测技能训练中钛合金工件检测的研究对 我校和评估最多的材料。同时熟练钛合金工件检测方法有重要意义，无损检测学生了解钛合金工件特点、也可以为学生毕业后的实际工作打下坚实的基础。1.2 国内外研究现状 无损检测技术水平的优劣却是国家的工业技无损检测技术已发展了近百年，德国科学无损检测技术所能带来的经济效益十分明显。 术 水平高低的具体表现。“没：无损检测验技术是机械工业的四大支柱之一。 家认为

8、， 美国前总统里根曾说2南昌航空大学学士学位论文有先进的无损检测技术，美国就不可能享有在众多领域的领先地位”。可见现代工业确实是是建立在无损检测基础上。世界各国都对超声无损检测给予了高度的 重视。随着无损检测技术的发展，对钛合金的无损检测方法逐渐增多。例如 TOFD （Time Of Flight Diffraction）超声波衍射时差法、相控阵超声成像检测法等,都可以准确对钛合金工件中的缺陷进行检测，甚至还具备自动化检测和成像检测的功能。然而，在我国当前的无损检测水平下，考虑到无损检测的成本、时效、 验收水平等方面，目前对钛合金工件的无损检测应用最多的还是传统的脉冲反射 式超声波检测。因此，

9、对钛合金常规超声检测的研究仍然具有重要意义。1.3 钛合金超声检测相关标准简介随着钛工业的迅速发展和国家对现代工业安全性重视程度的提高， 钛及其合金工 件的无损检测技术方法也得到了快速的发展。 其中超声检测作为一种高效、快捷、 稳定、可靠、无污染的无损检测技术手段，越来越受到各个工业检测部门的重视。与此同时，各个行业也建立起多项有关钛合金超声检测的标准和规范。下面就国内的钛合金超声检测标准作简要介绍。GB/T5193-2007钛及钛合金加工产品超声波探伤方法是由中华人民共和国国 家质量监督检验检疫总局和国家标准化改革委员会联合发布的针对一般钛及钛 合金加工产品的超声检测方法的国家标准。GB/T

10、12969.1-2007钛及钛合金管材超声波探伤方法 是由国家质量监督检验检疫总局和国家标准化改革委员会联合发布的针对外径为6-80mm壁厚为0.5-4.5mm的钛及钛合金管材的超声检测方法的国家标准。HB/Z36-1982变形钛合金棒材超声波检验说明书是由北京航空材料研究院（621 所）起草、航空工业部发布、于1983年5月1日实施，并且沿用至今的变形钛 合金棒材超声波检测的航空工业标准。适用于指导制造航空发动机压气机叶片用 的直径16-60mm钛合金棒材的超声波检测。HB/Z37-1982变形钛合金园并及盘件超声波检验说明书中华人民共和国航空 工业部指导性技术文件，适用于指导制造航空发动机

11、压气机盘用的钛合金圆饼及 盘件的超声波检测。HB5265-1983航空发动机TC11钛合金压气机盘用并（环）坯及锻件超声波检验 说明书是由北京航空材料研究院（621所）提出、TC11钛合金盘及饼（环）3南昌航空大学学士学位论文坯探伤标准编写组起草、国家航空工业部发布的航空标准。该标准与HB/Z59-81航空金属材料及零件超声纵波探伤说明书同时使用，并且与HB5265-1983航 空发动机TC11钛合金压气机盘用并（环）坯及锻件超声波检验验收标准配套 使用。该标准主要用于指导制造航空发动机涡喷 13压气机TC11钛合金盘及饼（环） 坯的超声波检测，也适用于其他机种的类似规格。YB 950-80专

12、用TC4钛合金锻制并材超声波探伤方法是由原冶金部颁发的冶 金行业标准，具体内容涉及保密法律法规，所以未得到具体的标准内容。GJB1580-2004变形金属超声检验方法是由中国航空工业第一集团公司提出， 中国航空综合技术研究所、北京航空材料研究院归口，中国航空工业第一集团公 司北京航空材料研究院、航天 703所、航空430厂联合起草的国家军用标准。 适用于指导锻坯、锻件、轧制件、板材、挤压或轧制棒材、型材，以及由其经机 加工制成零件的超声检验。JB/T4730-2005承压设备无损检测是由国家发展和改革委员会发布的行业推荐标准。用于指导承压设备无损检测及验收方法。 该标准分为6部分，其中第三 部

13、分超声检测规定了承压设备采用 A型脉冲反射式超声波探伤仪器检测工件缺 陷的超声检测方法和质量分级要求。该部分适用于金属材料制承压设备用原材料、 零部件、和焊接接头的超声检测，也适用于金属材料制在用承压设备的超声检测。 其中在4.3节介绍了钛及钛合金板材的超声检测和质量分级，用于指导钛及钛合金承压部件的超声检测。本课题主要针对GB/T5193-2007钛及钛合金加工产品超声波探伤方法、 GJB1580-2004变形金属超声检验方法和JB/T4730-2005承压设备无损检测 三个标准进行对比研究探讨，其中 JB/T4730-2005并非钛合金工件的检测标准， 但由于该标准较完善，故应用了锻件检测

14、部分对钛合金进行检测，以便对比找出不同的标准对无损检测技能训练的不同作用，从而得到最佳的训练计划。1.4 课题主要研究内容本课题是基于无损检测技能训练，对不同标准中关于超声检测的要求和规定进行 研究，并重点对关超声检测方法的标准与规范中关于钛合金检测的内容与规定进 行分析。通过分析比较，了解各标准在钛合金超声检测验收标准与钛合金检测方 法上的异同，总结各个标准在钛合金超声检测中的优缺点，为本专业学生的无损检测技能训练提供更加完善和有效的训练方法，同时也希望能为今后钛合金4 南昌航空大学学士学位论文超声检测标准的制订、修订提供参考。主要有如下研究内容：1）摸索不同标准中钛合金工件的检测工艺，确定

15、最佳检测工艺参数；2）通过对各钛合金工件的超声检测， 比较不同标准下，钛合金超声检测的异同3）对比较结果进行分析，为今后钛合金超声检验标准的制、修订提供参考。1.5 研究策略及论文的结构安排本论文主要包括以下几个部分：第一章：为绪论，首先概述了本学位论文课题的来源和意义。 综合介绍了国内外 超声检测的发展情况，介绍了钛合金超声检测的相关标准， 并对本文作者所做的 工作进行了简述。第二章：介绍超声检测的原理以及钛合金超声检测的特点。 通过分析超声检测的 原理和了解钛合金工件超声检测的特点，为钛合金工件超声检测的探讨提供了相 应的理论基础。第三章：通过参照钛合金超声检测不同的标准， 编制钛合金超声

16、检测工艺卡。对 多个工件应用不同标准进行检测， 得出实验结果，编制检测报告，为钛合金超声 检测探讨提供实验依据。第四章：对钛合金超声检测进行探讨，内容涉及各个标准的应用范围、一般要求、 检测人员、环境、方法、验收等各个方面，通过不同标准之间对比，结合对实验 结果的分析，得出相关结论。第五章：对全文进行了总结。5南昌航空大学学士学位论文2超声检测原理及钛合金的超声检测2.1 超声检测原理超声检测根据超声波在材料中的传播特性检测材料内部缺陷的一种无损检测方法。主要通过超声波进入材料后，在材料中传播同时与材料中的缺陷相互作用， 从而其传播方向或声学特性发生改变，通过一定的设备接收改变后的超声波，并

17、对其分析处理，从而评估材料中的缺陷及其特性，达到无损检测的目的。2.2 钛合金的超声检测钛合金材料具有比强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于航空航天等 领域。但是因为钛合金具有切削加工困难， 生产工艺复杂等特点，所以在钛合金 材料制备、机械加工和设备服役过程中，往往会产生各种缺陷。目前，针对钛合 金材料的无损检测，主要是应用超声检测的方法。钛合金工件中常见的缺陷种类有夹杂、裂纹、气孔等。针对钛合金的这些缺陷，通过选用合适特超声波检测仪，结合相应的探头，使用正确的方法进行扫查就可 以得到各种缺陷的回波信号。从而可以检测出钛合金工件中存在的缺陷，防止有缺陷的工件投入使用。2.3 本章小结

18、根据超声波的检测原理，结合钛及钛合金工件中缺陷形式及超声波反射信号的特 点，可以通过超声波，检测出钛合金工件中的各种缺陷。在工业应用中，各行业 根据自身的特点，制定了不同的钛合金超声检测标准，通过标准的要求和规定来 指导钛合金工件超声检测的人员、 设备、方法等环节，从而达到对钛合金工件进 行良好质量控制的目的。6南昌航空大学学士学位论文3不同标准下钛合金的超声检测3.1 检测工艺参数的选择3.1.1 GJB1580-2004标准钛合金工件检测工艺参数的选择3.1.1.1 仪器与探头的选择GJB1580-2004要求脉冲发生器和接收器的频率特性应与所用探头相匹配。超声 检验仪在经过修理后投入使用

19、前，或每年应至少校验一次使用性能，以确认其仍满足要求。本实验根据标准要求选择的超声检测仪器型号为CTS-8008plus。标准规定频率为2.25MHz- 10MHz的探头，其回波频率与标称值的偏差应小于等 于土 10%纵波探头的换能器直径一般应在 6mmr25mm之间。在评定所发现的不连续性尺 寸时，应采用换能器直径不大于 20mm的平圆探头。本实验根据标准的要求，结合实验室现有设备，选择的超声检测探头型号为 2.5Z14N。3.1.1.2 试块的选用本实验选用的试块为成套的钛合金平底孔试块，反射体孔径为1.2mm的平底孔,孔深15mm埋藏7泵度为5-75mm3.1.1.3 耦合剂的选用GJB

20、1580-2004要求所用的耦合剂不应有损于探头和受检件。常用的耦合剂有水、油类、脂类、水溶性凝胶等。耦合剂的粘度及表面润湿性应根据受检件的表面粗 糙度来选择，应保证声的能量能很好地传入受检件。本实验所选择的耦合剂为 30制油。3.1.1.4 检测面的选择标准规定受检件表面不允许存在影响超声检验的松动的氧化皮、折叠、毛刺、油污等。若个别部位不可能清除，应在受检件上作出标记，供评定时参考。表面粗 糙度的要求见下表：南昌航空大学学士学位论文表3-1 : GJB1580-2004超声检测表面状态要求验收级别表面粗糙度要求Ra< 1.6 心 m AAARa< AA 3.2 心 mRa<

21、; A 3.2 amRa< 6.3Bi m本实验选用的工件为钛合金锻件，表面状态基本符合标准要求。3.1.1.5 检测灵敏度的调整标准要求使用平底孔试块调节检测灵敏度，根据GJB1580-2004验收要求，应选择0.8mm平底孔作为起始灵敏度，由于实验室条件限制，故选择1.2mm平底孔调节灵敏度，并在调整好后增加 7dB,以达到0.8mm的灵敏度。在对比试块与受检件之间存在有声传输特性的差异时，应考虑进行声传输修正。修正值一般可通过比较试块的底面反射幅度值与受检件等厚度部位的底面反射幅度值的分贝差来确定。本实验经测定传输修正值为+3dBo3.1.1.6 扫查采用的扫查速度，应保证在所要求

22、检测的金属声程处，规定等级的最小尺寸不连 续性能得到可重复的显示，在自动记录时能可靠地启动调定的报警或记录装置。在一般情况下，目视监测时的扫查速度不宜超过50mm/s扫查间距不应大于其中较小有效声束宽度的二分之一。3.1.2 GB/T5193-2007标准钛合金工件检测工艺参数的选择3.1.2.1 仪器与探头的选择GB/T5193-2007标准要求对于A型脉冲反射式超声波探伤仪，应满足JB/T10061-1999A型脉冲反射式超声探伤仪通用技术条件的要求，本实验所 用的CTS-8008plus超声波探伤仪满足该标准的要求。标准规定直径为12mm32mmT作频率为2.55MH入5MHz的直探头，

23、推荐用于20mm230mm?的平面产品的接触法探伤。本实验所用的探头为2.5Z14N,实验用的工件厚度为55mm75mm均符合标准的要求。8南昌航空大学学士学位论文3.1.2.2 试块的选用GB/T5193-2007要求对比试块用采用与被检验产品的声学性能和表面状态相同 或类似的钛及钛合金材料制备。本实验选用的上述试块符合该标准的要求。3.1.2.3 耦合剂的选用GB/T5193-2007要求接触法探伤时，可采用水、机油、甘油、变压器油、水玻璃 等作耦合剂。本实验所选择的耦合剂为 30制油。3.1.2.4 检测面的选择GB/T5193-2007标准要求被检产品的表面，具粗糙度RaK 3.2 m

24、i本实验所选用 的工件为钛合金锻件，表面状态基本符合标准要求。3.1.2.5 检测灵敏度的调整标准规定，探伤前，应采用适当的对比试块来校准仪器， 使试块中人工缺陷的反 射信号幅度在满屏高度的20%90%£围内。本实验选用钛合金平底孔试块校准灵 敏度，并保证平底孔的反射回波在满屏高度 80%勺位置，满足了标准的要求。3.1.2.6 扫查探伤时的扫描速度应不大于分辨出对比试块中的平底孔的扫描速度。对于无报警系统的手动扫描，推荐扫描速度应不大于127mm/s对于有报警系统的手动或自动扫描，推荐扫描速度应不大于 500mm/s接触法探伤时，探伤间距应不大于探头晶片直径的1/2或有效声束直径的

25、1/2,在二者中选取较小的一个。3.1.3 JB/T4730-2005 标准钛合金工件检测工艺参数的选择3.1.3.1 仪器与探头的选择JB/T4730-2005标准规定采用A型脉冲反射式超声波探伤仪，其工作频率范围为 0.5MHz10MHz仪器至少在荧光屏满刻度的80%£围内呈线性显示。探伤仪应 具有80dB以上的连续可调衰减器，步进级每档不大于2dB,其精度为任意相邻12dB误差在± 1dB以内，最大累计误差不超过1dB。水平线性误差不大于1%垂 直线性误差不大于5%其余指标应符合JB/T10061的规定。本实验所用仪器 CTS-8008plus均符合上述标准要求。9南

26、昌航空大学学士学位论文2，单晶直探头的公称频率应选用 2标准规定晶片面积一般不应大于 500mm符 合标准。本实验所用的探头为 2.5Z14N-25mm5MH琳头晶片一般为14的 要求。3.1.3.2 超声探伤仪和探头的系统性能 JB/T4730.3-2005规定：。仪10dB 在达到所探工件的最大检测声程时，其有效灵敏度余量应不小于。仪器和直探头 组合的始脉10湍和探头的组合频率与公称频率误差不得大于土；直15mm对于频率为2.5MHz的探头，宽度不大于冲宽度（在基准灵敏度下）和 JB/T 9214仪 器和探头的系统性能应按；探头的远场分辨力应不小于30dB的规定进行测试。JB/T 1006

27、2仪器和探头，经测定，探头为 2.5Z14N本实验选用的仪器为 CTS-8008plus,的综合性能基本符合标准的规定。3.1.3.3 耦合剂的使用 要求 应采用透声性好，且不损伤检测表面的耦合剂，如机JB/T4730.3-2005 30删油。 油、浆糊、甘油和水等。本实验所选择的耦合剂为3.1.3.4 检测面的选择标准检测原则上应安排在热处理后，孔、台等结构机加工JB/T4730.3-2005。本实验所选用的工件为钛合金锻件，mK6.3 pRa前进行，检测面的表面粗糙度 表面状 态基本符合标准要求。检测灵敏度的调整3.1.3.5且探测面倍近场区长度，当被检部位的厚度大于或等于探头的 3标准规

28、定，本实验中利用工件的与底面平行时，原则上可采用底波计算法确定基准灵敏度。底波调整灵敏度。2.0平底孔的回波分贝差：利用理论计算公式计算大平地与x220log3-1 ) (. 2 Df调整仪器时，将探头置于待检工件完好部位，调节第一次底波高度为荧光,在此基础上增加相应的分贝差，以此作为基准灵敏度。屏满刻度的80%0南昌航空大学学士学位论文3.1.3.6 扫查标准要求探头的扫查速度不应超过 150mm/s并且为确保检测时超声声束能扫查到工件的整个被检区域，探头的每次扫查覆盖率应大于探头直径的15%11南昌航空大学学士学位论文3.2.1 GJB1580-2004标准钛饼坯检测工艺卡表3-2:GJB

29、1580-2004标准钛饼坯检测工艺卡 283 厚 5570 mm TC11试件规格钛饼坯试件名称材料牌号加工余量10mm纵波垂直入射法检测标准GJB1580-2004 检测技术+3dB检测灵敏度 传输修正 0.8mm平底孔1:1时基线调节CTS-8008plus 30# 机油2.5Z14N探头型号 耦合剂仪器型圆周面沿轴向最大最大50mm/s不大端面沿径向 5mm 扫查方查间查速对比试成套钛合金距离幅度试孔径1.2m,埋75GJB1580-2004 A 级1 .单个不连续性指示的幅度超1.2m平底孔当量，为不符合要求2 .多个不连续性指示，其中任何两个指示的中间距离小25m而指示幅度超0.验

30、收标平底孔幅度,为不符合要求3 .任何长条形不连续性指示的幅度超0.平底孔幅度，长度超13m,为不符要备注：间距指任何两个指示的中心间检测面和检测方：J入射方检测区：直283mm度106 mm记录与标记1任何幅度大0.8m平底孔当量的不连续指示均应记录其幅度、埋深、指示长度和平面位置 2合格件和不合格件均应作出明显标记并分开存放 备注 编审批12南昌航空大学学士学位论文标准钛饼坯检测工艺卡 3.2.2 GB/T5193-2007标准钛饼坯检测工艺卡：GB/T5193 -2007表3-3试件名称钛饼坯TC11材料牌号试件规格 283 厚 5570 mm 加工余量10mm检测标准GB/T5193-

31、2007检测技术纵波垂直入射法检测灵敏度平底孔0.8mm传输修正+3dB时基线调节1:1仪器型号CTS-8008plus探头型号2.5Z14N耦合剂30#机油扫查方式对 比试块沿径向扫查成套钛 合金距离幅度试块最大扫5mm查间距，孔径为最大扫查速度1.2mm,埋75 127mm/s 不大于 75验收标准检 测面和检测方 向GB/T5193-2007 A1 级：单个不连续性孔的当量直径超过1.2mm平底孔当量，为不符合要求。:J入射方向 检测区域：直径283mm，深度：1060 mm记录与标记：缺陷位置与缺陷指示长度及回波高度合格件和不合格件均应作出明显标记并分开存放。备注：批准审核编制月年日日

32、年月年日月13南昌航空大学学士学位论文标准钛饼坯检测工艺卡3.2.3 JB/T4730.3-2005标准钛饼坯检测工艺卡:JB/T4730.3-2005 表 3-4产品名称钛合金工件产品编号D22部件名称厚度钛饼坯64mm部件编号规格 283mm材料牌号工件TC11热处理后检测时机检测项目表卸 状态锻件锻后退火坡口形式 焊接方法仪器型号CTS-8008plus仪器编号探头型号仪器 检测面探头 参数耦合剂扫 描线调节检测 标准技术2.5Z14N钛合金试块试块种类沿径向扫查锻压面扫查方式0dB表面补偿机油30#2.0平底孔一次波高1:1检测灵敏度深度80%100% JB/T4730.3 -2005

33、 检测比例要求JB/T4730.3 -2005验收标准检测部位7K意图：J入射方向II合格级别级审核（资格）编制（资格）日期日期14南昌航空大学学士学位论文3.3钛合金超声检测结果 标准钛饼坯检测结果3.3.1 GJB1580-200452.5dB 2:灵敏度：工件 工件1:灵敏度：52.5dB1.2+3dB当量尺寸： 当量尺寸：2.0+1dBA评定级别：评定级别：B工件3:灵敏度：52.5dB52.5dB 工件4:灵敏度：1.2+2dB当量尺寸：当量尺寸：0.8+6dBA评定级别：评定级别：C52.5dB:灵敏度：工件 50.8+5dB2：0.8+6.4dB当量尺寸：1当量尺寸 AA评定级别

34、：标准钛饼坯检测波形图3-1:图GJB1580-200415南昌航空大学学士学位论文标准钛饼坯检测结果3.3.2 GB/T5193-2007标准相同，故检测GJB1580-2004GB/T5193 -2007标准进行检测时，由于灵敏度与采用 。、A1A、A1、A结果相同。但级别不相同，五个工件的级别分别为:JB/T4730.3-2005B、标准钛饼坯检测结果3.3.3器若59.5 JB能1国能.0 nm0 nm声程49. 5季度49 5A1B +3.0订位42, 9 mmeo &水平0.0aP 卜 .-n- r探头E础L.I" "« 7r! - F探头形式

35、直探关晶片2.SP14 _ 1 .1K值/角度 0.00/0. 0 5一1探头延时1. 1 Us刖沿距离0. L iwnL4Jl J0.096, 口49.5dB :灵敏度：工件2工件1 :灵敏度：49.5dB2.0-9 dB当量尺寸：当量尺寸：4.0+0.1dBI评定级别：评定级别：II器若40.5 JB范图7B. 0 im0 cm声程32. S¥E 32. s+3.0i位 2.7. A mm60 £水平0.00F ,卜P 1 F M .1J J!,探头E础JrL. 一 一 ,，一 一 户探头形式直探关日P- 而斤2.EP14._.JLkK值/角度 0.00/0. 0 5:

36、li探头延时1. 1 Usk!：upjt. ji i J 111! i'laaif l- Il J.,1前沿距离0. (J non谓甘妗5汪范国&6.0 mm移也 0 mrm声程43.0深度以QJB + 3. 0门位39. 3 nmai乾水平口。1口J1F "r -.1.ik j-71II !广力11>- h J L % J ii h11jLI L LlLk. J11j-JJ- k- L Ii J J 1呷 IiF k ib l |i -iF 1.Ii* i探头会 础探头形式 直埸头晶片2.5F14K值/角度0. 0D/0, 0 一探头延时1.1 KsfiL i

37、 rii. J上 _< iA,l前湖瞌0. D m0.013,2W&q3队 652.066.049.5dB 工件4:灵敏度：49.5dB工件3:灵敏度：2.02.0-3dB当量尺寸：当量尺寸： II评定级别：评定级别：器若E4.5 JB范图76. 0 im0 nm声程as. a季度32. 3A1B +3.0n位27. 4 mmei &水平0.00j 1探头E础1rL - = b H .一. 1 11 11 " " " " 1探头形式 直探关日P- 日口斤2.5P14111K值/角度 0.00/0. 0 5_ 11.一:|1探头延时1

38、. 1 Us1匚jML疝删工i l j）,1 h前沿距离0. (J iwn0.015. Z 30 1&0, 875.0谓甘妗I也范国T6.0 mm移也 0 mrm声程32.1深度32 l+ 3. 0门位27. 4 nmai乾水平口。1口rF -"r.J J J).0a1 h11 ii nI ai 1ij15.2口1J J'.il .aaI- jl / 15.6LJ- L i i J60.61 re.探头会 础探头形式 直埸头晶片2.5F14K值/角度0. 0D/0, 0 一探头延时1.1 KsIlL)|, Xi J i _jM 4前湖瞌0. D m052.5dB:灵敏

39、度：工件 52.0-1dB当量尺寸2.0-1dB 2:当量尺寸1I评定级别：标准钛饼坯检测波形图图3-2:JB/T4730.3-200516南昌航空大学学士学位论文3.4钛合金超声检测报告3.4.1 GJB1580-2004标准钛饼坯检测报告表3-5 : GJB1580-2004标准钛饼坯检测报告报告编号一一送检单位检验日期无损检测实验室检验单位0105 件数量5工件编号UT-14-01 2014.05.25TC11 锻后 退火(含 传输 修正规格钛饼坯材料编号工件名称验收标准GJB1580 -2004AA工件状态2.5Z1.4N CTS -8008plus 仪器型号 探头型号钛合金平底孔试块

40、试块型号起始灵敏度耦合剂52.5dB283m6930 机+3d塔益37.5范围76. 0 mm移包 0 man声程30. 0深虐30 0 + 0.0门位 22. 6 mm30 *水平c. 001 «r探头础探头形式直探头iF " " " " " " r"""""1 1晶片2. 5P14P 1* " " " " * " * ""*值/角度I ;' 0. OO/XO"缺陷位置 缺陷指工件缺陷工

41、件编号 缺陷当量 备注 等级示长度 编号Z x y01 B 28.6 1 0 -15 2.0+1dB A 49.5 1 103 -41 02 1.2+3dB 03 1 -5 -92 43.9 C 37mm 长条形 0.8+6dB 04 A 1 32.8 -6 -43 1.2+2dB -7 32 1 33 0.8+6.4dB 相距 05 AA 40mm -222 32.8 -10 0.8+5dB 以下空白技术 审核检验负责人17南昌航空大学学士学位论文3.4.2 GB/T5193-2007标准钛饼坯检测报告表3-6 : GB/T5193-2007 标准钛饼坯检测报告送检单位报口编勺UT-14-0

42、1检验单位无损检测实验室检验日期2014.05.280105工件编号数量5件规格 283mm X 69工件名称钛饼坯材料编号TC11GB/T5193 -2007A1 验收标准工件状态锻后退火CTS-8008plus仪器型号探头型号2.5Z1.4N耦合剂30#机油钛合金平底孔试块试块型号起始灵敏度52.5dB （含传输修正+3dB）缺陷位置 缺陷指 缺陷缺陷当量工件等级 工件编号 备注 示长度编号 Z x y0 -15 1 28.6 B 012.0+1dB -41 49.5 103 02 A 1 1.2+3dB 37mm -92 03 A1 1 43.9-50.8+6dB 04 A 1 -43

43、-6 32.8 1.2+2dB 1 32 33 -7 0.8+6.4dB A1 05 -10 -22 2 32.8 0.8+5dB 以下空白技术 审核检验负责人18南昌航空大学学士学位论文3.4.3 JB/T4730.3-2005标准钛饼坯检测报告表3-7 : JB/T4730.3-2005标准钛饼坯检测报告送检单位报口编勺UT-14-01无损检测实验室检验单位检验日期2014.05.310105 数量工件编号件5规格283mm X 69钛饼坯工件名称材料编号TC11JB/T4730.3-2005I 验收标准工件状态锻后退火CTS-8008plus仪器型号探头型号2.5Z1.4N耦合剂30#机

44、油钛合金平底孔试块试块型号起始灵敏度（含传输修正0dB）缺陷位置 缺陷 工件 备注缺陷编号工件编号 等级当量Z y x0 -15 01 1 28.6 II 4.0+0.1dB 103 1 -41 49.5 I 02 2.0 -9 dB I 43.9 -5 1 03 -92 2.0-3dB I-43 04 1 -6 32.8 2.0 33 1 32 -7 I 2.0-1dB 05 2 -10 -22 32.8 I 2.0 -1dB 以下空白技术 审核检验负责人19南昌航空大学学士学位论文3.5本章小结本章通过依据三种不同的标准，分别选取不同的工艺参数，编制相应的无损检测 工艺卡，对多个钛饼坯工件

45、进行超声检测， 得出检测结果，并且依据各自的标准 对工件进行评级，编写检测报告。本章节为超声检测的实验部分，是钛合金工件超声检测探讨的实践基础。21南昌航空大学学士学位论文4钛合金工件超声检测的探讨4.1 适用范围由于标准的制定和应用各不相同，在适用范围上也存在一定的差异，具体见下表：表4-1:各标准适用范围比较项方适用材适用工尺寸要标锻坯、锻件、制件、板材、超声脉冲反射压或轧制棒材 GJB1580-2004变形金测技型材，以及由经机加工制成金属材料制承设备用原材料零部件和焊接头，金属材料型脉冲反射 JB/T4730 -2005金属材在用承压设备超声波检测与承压设备有关的支承件和结构件。GB/

46、T5193 -20076mm230mm钛及钛合金超声波检测无具体要求由上表可知，三个标准主要在超声波检测的材质、工件和尺寸要求上存在较大差 别：1、材质范围：JB/T4730-2005 适用范围最广，GJB1580-2004次之，GB/T5193-2007 范围最小，仅适用于钛及钛合金材料。2、检测部件范围：除国家标准 GB/T5193-2007对所检测钛及钛合金的工件无要 求外，其他两个标准均对所检测的部位或工件作出明确的要求。3、检测部件尺寸：除国家标准 GB/T5193-2007规定了标准适用工件厚度的上下 限，其他两个标准均无要求。4.2 设备要求4.2.1 超声检测仪关于超声检测仪使

47、用性能的要求，各个标准也存在一定的差异，GB/T5193-2007和JB/T4730-2005均要求超声检测仪符合标准 JB/T10061A型脉冲反射式超声探伤仪通用技术条件的规定，除此之外，JB/T4730-2005还做21南昌航空大学学士学位论文了其他相关规定。而 GJB1580-2004则未注明需遵循标准JB/T10061的要求，只 在标准内做了详细的规定。通过比较可知，GJB1580-2004对超声检测仪的性能要求最高，其次为JB/T4730-2005 , GB/T5193-2007 要求最低。4.2.2 探头超声检测探头是决定超声检测能力的主要因素，因此各个标准均有的要求，见下表：表

48、4-2 : GJB1580-2004探头性能要求概述频率在2.25MHz10MHz频率偏差 士10%o纵波直探头斜 探头探头幅度最大偏 差超过1、直径： 6mm2、要求最后 一个声压极大值 处，沿相隔应有 明显的副瓣。3、 最小波束直径与 最大波束直径之 比不应小于钢中 折射角与标称值 相差20%勺探头不应 使用。25mm。 以上的探头应修 正，否则不允许 使用。2°45°的四个方向测量时，不0.75O表4-3:GB/T5193 -2007探头性能要求探头种类直探 头聚焦探头双 晶探头探头尺寸12mm32mm6mm16mm8mm20mm工作频率2.555MHz510MHz2

49、.55MHz探伤方法接触法探伤水浸法 探伤水浸法探 伤接触法探伤适用产品厚度20230mm70230mm670mm 620mm2,边长0 25mm单斜探头声束轴线水 JB/T4730-2005要求晶片面积0 500mm 平偏离角0 2 ,主声束垂直方向不应有明显的双峰。通过比较可知：GJB1580-2004对各种探头的性能均作了明确的规定，对探头性能要求较严格。GB/T5193-2007并未对探头性能做明确要求，但规定了具体探头 结合不同的检测方法所检测的工件的尺寸。JB/T4730-2005则只是简单提出一些较基本的性能要求。4.3 试块要求4.3.1 标准试块标准试块的主要作用是对超声波检

50、测仪和探头系统的综合性能进行测试校22南昌航空大学学士学位论文准和检测校准。对于标准试块的规定，各个标准均有所涉及，其中GJB1580-2004 和JB/T4730-2005两个标准除根据各自使用条件对材质、 尺寸及加工要求等做出 要求外，其他均应符合 JB/T 10063 1999的要求。而 GB/T5193-2007则未对标 准试块做任何要求。4.3.2 对比试块对比试块是用来检测校准的试块，也用来评估发现缺陷的当量尺寸，或将缺陷信 号与人工反射体信号进行对比。三个标准均要求对比试块的各种声学特性要与被 检工件相似，并且要根据不同的被检工件选择相应的对比试块。不同之处在于， GJB1580

51、-2004和JB/T4730-2005两个标准均对不同工件所用的对比试块以及相 应探头做出了详细具体的规定，并且 GJB1580-2004针对具体的受检件材料还规 定了相对应对比试块的材料和热处理状态。4.4 耦合剂关于耦合剂的要求，三个标准基本相同，液浸法可采用清洁水作为耦合剂， 接触法常用的耦合剂有水、油类、脂类、水溶性凝胶等。4.5 受检件的要求被检工件的外形、尺寸、表面状态等条件均会对超声检测的结果产生影响，三个标准对受检件的要求也不一而足。GJB1580-2004对受检件的要求十分详细，包括受检件的外形、表面状态、材料状态等。GB/T5193-2007则只对受检件的表面状态和平直度等方面做了较详细的说明。相对来说，JB/T4730-2005对受检件的要求较为宽松，仅规定表面粗糙度应符合检测要求。4.6 检验检测4.6.1 灵敏度与传输修正灵敏度的调节方法通常有试块调整法、底波调整法法等。本研究涉及的三个标准 的灵敏度调节方法也不尽相同。具体见下表：23南昌航空大学学士学位论文表4-4 :各标准灵敏度调节对比 灵敏度调节方法操作传输修正标准用两块不同埋深的平底孔试块来调使来自任一试块中