Page 79 - 理化检验-物理分册2018第四期
P. 79
王勇胜, 等: ２０SiMn钢水轮机主轴超声波探伤不合格原因分析
声波探伤.在对成品的超声波探伤中发现报废性缺 域内出现大面积疏松点, 其级别按照 GB / T１９７９－
陷, 探伤结果显示在锻件内部一环状区域存在伤波 ２００１可达到４．０ 级.对疏松位置局部放大后观察可
大于底波的情况, 超声波随深度增加呈逐步衰减波 见, 疏松点是由尺寸更小的圆形孔洞密集排列形成
形, 没有底波反射, 换一探伤角度, 情况重复出现, 遍 的, 如图２a ) 所示.此外, 在低倍试样心部出现了密集
布锻件长度方向. 分布的裂纹, 且裂纹无明显方向性, 如图２b ) 所示.
为查明引起该 ２０SiMn钢水轮机主轴大型锻件
超声波探伤不合格的原因, 为今后生产提出预防和
解决措施, 笔者对其进行了检验和分析.
１ 理化检验
１．１ 定位解剖及酸浸低倍检验
对２０SiMn钢水轮机主轴超声波探伤不合格的
位置进行定位解剖, 经酸浸低倍检验后发现与探伤描
述 相符的缺陷, 环状区域如图 １ 所示, 在中部环状区 图 ２ 低倍检验试样局部放大形貌
Fi g 敭２ Localma g nifiedmor p holo gy ofthemacrotestsam p le
a zoneA b zoneB
１．２ 断口扫描电镜及能谱分析
在图 １ 所示低倍试片 A 和 B 两处进行锯切, 制
成 ２００mm×２０mm×１５mm ( 长 × 宽 × 厚) 的条形
试样, 并在其背部刻出一深 ３mm 、 宽 ３mm 的槽后
在落锤 试 验 机 上 打 开 形 成 断 口. 断 口 扫 描 电 镜
( SEM ) 形貌见图 ３a ), 可见断口上存在不规则孔洞,
图 １ 主轴超声波探伤不合格处低倍组织形貌 且孔洞内壁粗糙, 无明显方向性.此外, 在解理断口
Fi g 敭１ Macrostructuremor p holo gy ofthedis q ualificationsectionof 上还 发 现 有 贯 穿 的 夹 杂 物 条 带, 见 图 ３b ); 能 谱
ultrasonicflawdetectionoftheshaft
( EDS ) 分析其主要成分为 MnS , 见图 ３c ).
图 ３ 断口试样扫描电镜形貌及能谱分析结果
Fi g 敭３ SEM mor p holo gy andEDSanal y sisresultsofthefracturesam p le
a holemor p holo gy b inclusionmor p holo gy c EDSanal y sisresultsoftheinclusion
１．３ 金相分析
在图１所示 A 处取样制备横向金相试样, 其抛 ２ 综合分析
光态形貌见图４a ).在图１所示 B处取样制备金相试 ２．１ 超声波探伤及酸浸低倍检验结果分析
样, 其抛光态形貌见图４b ), 经４％ ( 体积分数) 硝酸酒 超声波探伤主要是利用超声波穿过钢件后形成
精溶液侵蚀后的显微组织形貌见图４c ).在横向金相 不同的波形来判断钢件内部质量的一种无损检测方
试样中发现孔洞内部附有浅灰色夹杂物, 且在裂纹内 法 [ ３ ] .声束进入锻件内部后, 在缺陷界面边缘发生
部也存在大量同样的夹杂物, 此外还发现金黄色的 反射, 并在荧光屏上形成脉冲波形, 检测人员可根据
TiN 夹杂物, 在裂纹两端可见明显的应力裂纹. 波形来判断缺陷位置和大小 . 由于 ２０SiMn 钢水轮
２ ９ １
