1、錄1 引言 11選題的依據及意義1.12國內外研究現狀1.23鈦合金超聲檢測相關標準簡介1.34課題主要研究內容1.45研究策略及論文的結構安排1.52 超聲檢測原理及鈦合金的超聲檢測66超聲檢測原理2.16鈦合金的超聲檢測2.26本章小結2.33 不同標準下鈦合金的超聲檢測77檢測工藝參數的選擇3.112鈦合金超聲檢測工藝卡3.215鈦合金超聲檢測結果3.317鈦合金超聲檢測報告3.420本章小結3.54 鈦合金工件超聲檢測的探討2121適用范圍4.121設備要求4.222試塊要求4.323耦合劑4.423受檢件的要求4.523檢驗檢測4.625缺陷驗收的規(guī)定4.727本章小結4.85結論與

2、展望28參考文獻 30致謝31南昌航空大學學士學位論文. 無損檢測技能訓練中鈦合金工件超聲檢測的探討引言1選題的依據及意義1.1鈦及鈦合金廣泛用于航空、航天、軍工、化工、石油、冶金等行業(yè)并在各行故先 本課題主要對鈦及鈦合金的超聲檢測進行探討，業(yè)中起著不可替代的作用。鈦合金工件超聲檢測的必要性以及研究鈦對鈦合金工件在現代工業(yè)中的重要性、合金工件超聲檢測對無損檢測技能訓練的重要意義進行研究。鈦合金工件在現代工業(yè)中的重要性1.1.1耐熱等耐腐蝕、鈦合金具有高強度、鈦是現代工業(yè)中一種重要的金屬材料，優(yōu)點，所以鈦合金在現代社會的工業(yè)領域受到了廣泛的應用。 主要用于航空飛行器 的發(fā)鈦及鈦合金工件的用量最大

3、。在航空航天領域中，化工、冶金、火箭和導彈 等；鈦合金還廣泛用于石油、動機、起落架、主體結構、電力、核工業(yè)等領域。如發(fā)電中使用的蒸汽渦輪發(fā)電機、葉片等；石油工業(yè)中輸油管道和鉆井平臺等；汽車工業(yè)中發(fā)動機氣門、軸承座、連桿等；核工業(yè)中核廢 料儲備罐等；除此之 外鈦還用于造船業(yè)，制造海上平臺、潛水裝置等。由此可見，鈦及鈦合金在現代 工業(yè)的各個領域都具有不可替代的重要作用， 在科技飛速發(fā)展的今天，相信鈦及 其合金的重要作用會更加明顯，因此，研究鈦及合金的相關性能對現代工業(yè)的發(fā) 展具有重要意義。1.1.2鈦合金工件超聲檢測的必要性合金因其具有各種優(yōu)點而被廣泛用于各個領域， 并且在一些特殊的領域中，鈦合

4、金的作用是無可替代的。然而，也是由于它本身的性質，導致鈦合金工件的加工 十分困難，工作難度也相當大。鈦合金在切削加工時，由于自身硬度的原因，會出現粘刀或切削困難的現象，另 外鈦合金還具有變形系數小、切削溫度高、單位面積上的切削力大、冷硬現象嚴 重和刀具磨損嚴重等切削特點：另外，由于鈦合金的導熱系數很低，因此在銃削 加工中，會大大縮短刀具的壽命。正是因為鈦合金的切削加工和銃削加工的工藝性能較差，因此保證鈦合金坯料的質量，降低切削過程中的報廢率尤為重要。1南昌航空大學學士學位論文鈦合金零部件使用條件的日益苛刻以及隨著鈦合金用量的與日俱增，另外，由鈦合金零部件鈦合金及其零部件的損傷與失效在所難免，其

5、結構的日趨復雜，的失效與斷裂導致的災難性事故已發(fā)生多起。對于鈦合金材料中可能存在超聲檢測 是無損檢測質量控制的一種重要手段。、工藝缺陷（如過熱、變形不足、裂紋等） 和組織缺陷，的冶金缺陷（如夾雜）可以及時淘汰生產廠和航空廠都用超聲探傷 檢測進行質量控制，通過超聲檢測，不合格的原始坯料，防止不合格坯料進入加 工工序，降低生產過程中的工作量。及時監(jiān)控鈦合金工件的狀同時，超聲檢測還 可以對在役的鈦合金工件進行檢測，態(tài)，從而減少因鈦合金工件失效斷裂導致的災難性事故的發(fā)生。1.1.3 研究鈦合金工件超聲檢測對無損檢測技能訓練的 重要意義無損檢測技能訓練是我校針對無損檢測專業(yè)學生設立的專業(yè)操作技能 培訓技

6、能訓練的一個重要目的是在學習無損檢測理論知識的基礎上訓練學生的 機制。實際操作能力，學生不僅要通過學習，順利完成本科教育工作，而且要努 力提高專業(yè)素質，增強動手能力，為以后的無損檢測工作打下良好的基礎。對 產品進無損檢測技能訓練主要是通過設計制定特定工件的檢測方法規(guī)范，行檢測參數的選擇、工藝卡的制定、檢測的進行、缺陷等級的評定、檢測報告的簽發(fā)等實際檢測工作全過程訓練。同時也是具有鮮明航空我校是國內唯一一所開設無 損檢測本科教學的高校，所以我校無損檢測專業(yè)的畢業(yè)生大部分都在航空系統(tǒng)的 單位工國防特色的大學。我校一屆又一屆的無損檢測畢業(yè)生不斷壯大航空工業(yè)的 無損檢測力作，多年來，也正量，為航空飛行

7、器的安全運行提供保證，為國家航 空工業(yè)的發(fā)展保駕護航。因為如此，努力提高我校無損檢測專業(yè)畢業(yè)生的專業(yè)素質和業(yè)務水平尤為重要。也是無損檢測工作者檢測測鈦及鈦合金是航空航天工業(yè) 中應用廣泛的結構材料，所以加大無損檢測技能訓練中鈦合金工件檢測的研究對 我校和評估最多的材料。同時熟練鈦合金工件檢測方法有重要意義，無損檢測學生了解鈦合金工件特點、也可以為學生畢業(yè)后的實際工作打下堅實的基礎。1.2 國內外研究現狀 無損檢測技術水平的優(yōu)劣卻是國家的工業(yè)技無損檢測技術已發(fā)展了近百年，德國科學無損檢測技術所能帶來的經濟效益十分明顯。 術 水平高低的具體表現。“沒：無損檢測驗技術是機械工業(yè)的四大支柱之一。 家認為

8、， 美國前總統(tǒng)里根曾說2南昌航空大學學士學位論文有先進的無損檢測技術，美國就不可能享有在眾多領域的領先地位”。可見現代工業(yè)確實是是建立在無損檢測基礎上。世界各國都對超聲無損檢測給予了高度的 重視。隨著無損檢測技術的發(fā)展，對鈦合金的無損檢測方法逐漸增多。例如 TOFD （Time Of Flight Diffraction）超聲波衍射時差法、相控陣超聲成像檢測法等,都可以準確對鈦合金工件中的缺陷進行檢測，甚至還具備自動化檢測和成像檢測的功能。然而，在我國當前的無損檢測水平下，考慮到無損檢測的成本、時效、 驗收水平等方面，目前對鈦合金工件的無損檢測應用最多的還是傳統(tǒng)的脈沖反射 式超聲波檢測。因此，

9、對鈦合金常規(guī)超聲檢測的研究仍然具有重要意義。1.3 鈦合金超聲檢測相關標準簡介隨著鈦工業(yè)的迅速發(fā)展和國家對現代工業(yè)安全性重視程度的提高， 鈦及其合金工 件的無損檢測技術方法也得到了快速的發(fā)展。 其中超聲檢測作為一種高效、快捷、 穩(wěn)定、可靠、無污染的無損檢測技術手段，越來越受到各個工業(yè)檢測部門的重視。與此同時，各個行業(yè)也建立起多項有關鈦合金超聲檢測的標準和規(guī)范。下面就國內的鈦合金超聲檢測標準作簡要介紹。GB/T5193-2007鈦及鈦合金加工產品超聲波探傷方法是由中華人民共和國國 家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局和國家標準化改革委員會聯合發(fā)布的針對一般鈦及鈦 合金加工產品的超聲檢測方法的國家標準。GB/T

10、12969.1-2007鈦及鈦合金管材超聲波探傷方法 是由國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局和國家標準化改革委員會聯合發(fā)布的針對外徑為6-80mm壁厚為0.5-4.5mm的鈦及鈦合金管材的超聲檢測方法的國家標準。HB/Z36-1982變形鈦合金棒材超聲波檢驗說明書是由北京航空材料研究院（621 所）起草、航空工業(yè)部發(fā)布、于1983年5月1日實施，并且沿用至今的變形鈦 合金棒材超聲波檢測的航空工業(yè)標準。適用于指導制造航空發(fā)動機壓氣機葉片用 的直徑16-60mm鈦合金棒材的超聲波檢測。HB/Z37-1982變形鈦合金園并及盤件超聲波檢驗說明書中華人民共和國航空 工業(yè)部指導性技術文件，適用于指導制造航空發(fā)動機

11、壓氣機盤用的鈦合金圓餅及 盤件的超聲波檢測。HB5265-1983航空發(fā)動機TC11鈦合金壓氣機盤用并（環(huán)）坯及鍛件超聲波檢驗 說明書是由北京航空材料研究院（621所）提出、TC11鈦合金盤及餅（環(huán)）3南昌航空大學學士學位論文坯探傷標準編寫組起草、國家航空工業(yè)部發(fā)布的航空標準。該標準與HB/Z59-81航空金屬材料及零件超聲縱波探傷說明書同時使用，并且與HB5265-1983航 空發(fā)動機TC11鈦合金壓氣機盤用并（環(huán)）坯及鍛件超聲波檢驗驗收標準配套 使用。該標準主要用于指導制造航空發(fā)動機渦噴 13壓氣機TC11鈦合金盤及餅（環(huán)） 坯的超聲波檢測，也適用于其他機種的類似規(guī)格。YB 950-80專

12、用TC4鈦合金鍛制并材超聲波探傷方法是由原冶金部頒發(fā)的冶 金行業(yè)標準，具體內容涉及保密法律法規(guī)，所以未得到具體的標準內容。GJB1580-2004變形金屬超聲檢驗方法是由中國航空工業(yè)第一集團公司提出， 中國航空綜合技術研究所、北京航空材料研究院歸口，中國航空工業(yè)第一集團公 司北京航空材料研究院、航天 703所、航空430廠聯合起草的國家軍用標準。 適用于指導鍛坯、鍛件、軋制件、板材、擠壓或軋制棒材、型材，以及由其經機 加工制成零件的超聲檢驗。JB/T4730-2005承壓設備無損檢測是由國家發(fā)展和改革委員會發(fā)布的行業(yè)推薦標準。用于指導承壓設備無損檢測及驗收方法。 該標準分為6部分，其中第三 部

13、分超聲檢測規(guī)定了承壓設備采用 A型脈沖反射式超聲波探傷儀器檢測工件缺 陷的超聲檢測方法和質量分級要求。該部分適用于金屬材料制承壓設備用原材料、 零部件、和焊接接頭的超聲檢測，也適用于金屬材料制在用承壓設備的超聲檢測。 其中在4.3節(jié)介紹了鈦及鈦合金板材的超聲檢測和質量分級，用于指導鈦及鈦合金承壓部件的超聲檢測。本課題主要針對GB/T5193-2007鈦及鈦合金加工產品超聲波探傷方法、 GJB1580-2004變形金屬超聲檢驗方法和JB/T4730-2005承壓設備無損檢測 三個標準進行對比研究探討，其中 JB/T4730-2005并非鈦合金工件的檢測標準， 但由于該標準較完善，故應用了鍛件檢測

14、部分對鈦合金進行檢測，以便對比找出不同的標準對無損檢測技能訓練的不同作用，從而得到最佳的訓練計劃。1.4 課題主要研究內容本課題是基于無損檢測技能訓練，對不同標準中關于超聲檢測的要求和規(guī)定進行 研究，并重點對關超聲檢測方法的標準與規(guī)范中關于鈦合金檢測的內容與規(guī)定進 行分析。通過分析比較，了解各標準在鈦合金超聲檢測驗收標準與鈦合金檢測方 法上的異同，總結各個標準在鈦合金超聲檢測中的優(yōu)缺點，為本專業(yè)學生的無損檢測技能訓練提供更加完善和有效的訓練方法，同時也希望能為今后鈦合金4 南昌航空大學學士學位論文超聲檢測標準的制訂、修訂提供參考。主要有如下研究內容：1）摸索不同標準中鈦合金工件的檢測工藝，確定

15、最佳檢測工藝參數；2）通過對各鈦合金工件的超聲檢測， 比較不同標準下，鈦合金超聲檢測的異同3）對比較結果進行分析，為今后鈦合金超聲檢驗標準的制、修訂提供參考。1.5 研究策略及論文的結構安排本論文主要包括以下幾個部分：第一章：為緒論，首先概述了本學位論文課題的來源和意義。 綜合介紹了國內外 超聲檢測的發(fā)展情況，介紹了鈦合金超聲檢測的相關標準， 并對本文作者所做的 工作進行了簡述。第二章：介紹超聲檢測的原理以及鈦合金超聲檢測的特點。 通過分析超聲檢測的 原理和了解鈦合金工件超聲檢測的特點，為鈦合金工件超聲檢測的探討提供了相 應的理論基礎。第三章：通過參照鈦合金超聲檢測不同的標準， 編制鈦合金超聲

16、檢測工藝卡。對 多個工件應用不同標準進行檢測， 得出實驗結果，編制檢測報告，為鈦合金超聲 檢測探討提供實驗依據。第四章：對鈦合金超聲檢測進行探討，內容涉及各個標準的應用范圍、一般要求、 檢測人員、環(huán)境、方法、驗收等各個方面，通過不同標準之間對比，結合對實驗 結果的分析，得出相關結論。第五章：對全文進行了總結。5南昌航空大學學士學位論文2超聲檢測原理及鈦合金的超聲檢測2.1 超聲檢測原理超聲檢測根據超聲波在材料中的傳播特性檢測材料內部缺陷的一種無損檢測方法。主要通過超聲波進入材料后，在材料中傳播同時與材料中的缺陷相互作用， 從而其傳播方向或聲學特性發(fā)生改變，通過一定的設備接收改變后的超聲波，并

17、對其分析處理，從而評估材料中的缺陷及其特性，達到無損檢測的目的。2.2 鈦合金的超聲檢測鈦合金材料具有比強度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點而被廣泛用于航空航天等 領域。但是因為鈦合金具有切削加工困難， 生產工藝復雜等特點，所以在鈦合金 材料制備、機械加工和設備服役過程中，往往會產生各種缺陷。目前，針對鈦合 金材料的無損檢測，主要是應用超聲檢測的方法。鈦合金工件中常見的缺陷種類有夾雜、裂紋、氣孔等。針對鈦合金的這些缺陷，通過選用合適特超聲波檢測儀，結合相應的探頭，使用正確的方法進行掃查就可 以得到各種缺陷的回波信號。從而可以檢測出鈦合金工件中存在的缺陷，防止有缺陷的工件投入使用。2.3 本章小結

18、根據超聲波的檢測原理，結合鈦及鈦合金工件中缺陷形式及超聲波反射信號的特 點，可以通過超聲波，檢測出鈦合金工件中的各種缺陷。在工業(yè)應用中，各行業(yè) 根據自身的特點，制定了不同的鈦合金超聲檢測標準，通過標準的要求和規(guī)定來 指導鈦合金工件超聲檢測的人員、 設備、方法等環(huán)節(jié)，從而達到對鈦合金工件進 行良好質量控制的目的。6南昌航空大學學士學位論文3不同標準下鈦合金的超聲檢測3.1 檢測工藝參數的選擇3.1.1 GJB1580-2004標準鈦合金工件檢測工藝參數的選擇3.1.1.1 儀器與探頭的選擇GJB1580-2004要求脈沖發(fā)生器和接收器的頻率特性應與所用探頭相匹配。超聲 檢驗儀在經過修理后投入使用

19、前，或每年應至少校驗一次使用性能，以確認其仍滿足要求。本實驗根據標準要求選擇的超聲檢測儀器型號為CTS-8008plus。標準規(guī)定頻率為2.25MHz- 10MHz的探頭，其回波頻率與標稱值的偏差應小于等 于土 10%縱波探頭的換能器直徑一般應在 6mmr25mm之間。在評定所發(fā)現的不連續(xù)性尺 寸時，應采用換能器直徑不大于 20mm的平圓探頭。本實驗根據標準的要求，結合實驗室現有設備，選擇的超聲檢測探頭型號為 2.5Z14N。3.1.1.2 試塊的選用本實驗選用的試塊為成套的鈦合金平底孔試塊，反射體孔徑為1.2mm的平底孔,孔深15mm埋藏7泵度為5-75mm3.1.1.3 耦合劑的選用GJB

20、1580-2004要求所用的耦合劑不應有損于探頭和受檢件。常用的耦合劑有水、油類、脂類、水溶性凝膠等。耦合劑的粘度及表面潤濕性應根據受檢件的表面粗 糙度來選擇，應保證聲的能量能很好地傳入受檢件。本實驗所選擇的耦合劑為 30制油。3.1.1.4 檢測面的選擇標準規(guī)定受檢件表面不允許存在影響超聲檢驗的松動的氧化皮、折疊、毛刺、油污等。若個別部位不可能清除，應在受檢件上作出標記，供評定時參考。表面粗 糙度的要求見下表：南昌航空大學學士學位論文表3-1 : GJB1580-2004超聲檢測表面狀態(tài)要求驗收級別表面粗糙度要求Ra< 1.6 心 m AAARa< AA 3.2 心 mRa<

21、; A 3.2 amRa< 6.3Bi m本實驗選用的工件為鈦合金鍛件，表面狀態(tài)基本符合標準要求。3.1.1.5 檢測靈敏度的調整標準要求使用平底孔試塊調節(jié)檢測靈敏度，根據GJB1580-2004驗收要求，應選擇0.8mm平底孔作為起始靈敏度，由于實驗室條件限制，故選擇1.2mm平底孔調節(jié)靈敏度，并在調整好后增加 7dB,以達到0.8mm的靈敏度。在對比試塊與受檢件之間存在有聲傳輸特性的差異時，應考慮進行聲傳輸修正。修正值一般可通過比較試塊的底面反射幅度值與受檢件等厚度部位的底面反射幅度值的分貝差來確定。本實驗經測定傳輸修正值為+3dBo3.1.1.6 掃查采用的掃查速度，應保證在所要求

22、檢測的金屬聲程處，規(guī)定等級的最小尺寸不連 續(xù)性能得到可重復的顯示，在自動記錄時能可靠地啟動調定的報警或記錄裝置。在一般情況下，目視監(jiān)測時的掃查速度不宜超過50mm/s掃查間距不應大于其中較小有效聲束寬度的二分之一。3.1.2 GB/T5193-2007標準鈦合金工件檢測工藝參數的選擇3.1.2.1 儀器與探頭的選擇GB/T5193-2007標準要求對于A型脈沖反射式超聲波探傷儀，應滿足JB/T10061-1999A型脈沖反射式超聲探傷儀通用技術條件的要求，本實驗所 用的CTS-8008plus超聲波探傷儀滿足該標準的要求。標準規(guī)定直徑為12mm32mmT作頻率為2.55MH入5MHz的直探頭，

23、推薦用于20mm230mm?的平面產品的接觸法探傷。本實驗所用的探頭為2.5Z14N,實驗用的工件厚度為55mm75mm均符合標準的要求。8南昌航空大學學士學位論文3.1.2.2 試塊的選用GB/T5193-2007要求對比試塊用采用與被檢驗產品的聲學性能和表面狀態(tài)相同 或類似的鈦及鈦合金材料制備。本實驗選用的上述試塊符合該標準的要求。3.1.2.3 耦合劑的選用GB/T5193-2007要求接觸法探傷時，可采用水、機油、甘油、變壓器油、水玻璃 等作耦合劑。本實驗所選擇的耦合劑為 30制油。3.1.2.4 檢測面的選擇GB/T5193-2007標準要求被檢產品的表面，具粗糙度RaK 3.2 m

24、i本實驗所選用 的工件為鈦合金鍛件，表面狀態(tài)基本符合標準要求。3.1.2.5 檢測靈敏度的調整標準規(guī)定，探傷前，應采用適當的對比試塊來校準儀器， 使試塊中人工缺陷的反 射信號幅度在滿屏高度的20%90%£圍內。本實驗選用鈦合金平底孔試塊校準靈 敏度，并保證平底孔的反射回波在滿屏高度 80%勺位置，滿足了標準的要求。3.1.2.6 掃查探傷時的掃描速度應不大于分辨出對比試塊中的平底孔的掃描速度。對于無報警系統(tǒng)的手動掃描，推薦掃描速度應不大于127mm/s對于有報警系統(tǒng)的手動或自動掃描，推薦掃描速度應不大于 500mm/s接觸法探傷時，探傷間距應不大于探頭晶片直徑的1/2或有效聲束直徑的

25、1/2,在二者中選取較小的一個。3.1.3 JB/T4730-2005 標準鈦合金工件檢測工藝參數的選擇3.1.3.1 儀器與探頭的選擇JB/T4730-2005標準規(guī)定采用A型脈沖反射式超聲波探傷儀，其工作頻率范圍為 0.5MHz10MHz儀器至少在熒光屏滿刻度的80%£圍內呈線性顯示。探傷儀應 具有80dB以上的連續(xù)可調衰減器，步進級每檔不大于2dB,其精度為任意相鄰12dB誤差在± 1dB以內，最大累計誤差不超過1dB。水平線性誤差不大于1%垂 直線性誤差不大于5%其余指標應符合JB/T10061的規(guī)定。本實驗所用儀器 CTS-8008plus均符合上述標準要求。9南

26、昌航空大學學士學位論文2，單晶直探頭的公稱頻率應選用 2標準規(guī)定晶片面積一般不應大于 500mm符 合標準。本實驗所用的探頭為 2.5Z14N-25mm5MH琳頭晶片一般為14的 要求。3.1.3.2 超聲探傷儀和探頭的系統(tǒng)性能 JB/T4730.3-2005規(guī)定：。儀10dB 在達到所探工件的最大檢測聲程時，其有效靈敏度余量應不小于。儀器和直探頭 組合的始脈10湍和探頭的組合頻率與公稱頻率誤差不得大于土；直15mm對于頻率為2.5MHz的探頭，寬度不大于沖寬度（在基準靈敏度下）和 JB/T 9214儀 器和探頭的系統(tǒng)性能應按；探頭的遠場分辨力應不小于30dB的規(guī)定進行測試。JB/T 1006

27、2儀器和探頭，經測定，探頭為 2.5Z14N本實驗選用的儀器為 CTS-8008plus,的綜合性能基本符合標準的規(guī)定。3.1.3.3 耦合劑的使用 要求 應采用透聲性好，且不損傷檢測表面的耦合劑，如機JB/T4730.3-2005 30刪油。 油、漿糊、甘油和水等。本實驗所選擇的耦合劑為3.1.3.4 檢測面的選擇標準檢測原則上應安排在熱處理后，孔、臺等結構機加工JB/T4730.3-2005。本實驗所選用的工件為鈦合金鍛件，mK6.3 pRa前進行，檢測面的表面粗糙度 表面狀 態(tài)基本符合標準要求。檢測靈敏度的調整3.1.3.5且探測面倍近場區(qū)長度，當被檢部位的厚度大于或等于探頭的 3標準規(guī)

28、定，本實驗中利用工件的與底面平行時，原則上可采用底波計算法確定基準靈敏度。底波調整靈敏度。2.0平底孔的回波分貝差：利用理論計算公式計算大平地與x220log3-1 ) (. 2 Df調整儀器時，將探頭置于待檢工件完好部位，調節(jié)第一次底波高度為熒光,在此基礎上增加相應的分貝差，以此作為基準靈敏度。屏滿刻度的80%0南昌航空大學學士學位論文3.1.3.6 掃查標準要求探頭的掃查速度不應超過 150mm/s并且為確保檢測時超聲聲束能掃查到工件的整個被檢區(qū)域，探頭的每次掃查覆蓋率應大于探頭直徑的15%11南昌航空大學學士學位論文3.2.1 GJB1580-2004標準鈦餅坯檢測工藝卡表3-2:GJB

29、1580-2004標準鈦餅坯檢測工藝卡 283 厚 5570 mm TC11試件規(guī)格鈦餅坯試件名稱材料牌號加工余量10mm縱波垂直入射法檢測標準GJB1580-2004 檢測技術+3dB檢測靈敏度 傳輸修正 0.8mm平底孔1:1時基線調節(jié)CTS-8008plus 30# 機油2.5Z14N探頭型號 耦合劑儀器型圓周面沿軸向最大最大50mm/s不大端面沿徑向 5mm 掃查方查間查速對比試成套鈦合金距離幅度試孔徑1.2m,埋75GJB1580-2004 A 級1 .單個不連續(xù)性指示的幅度超1.2m平底孔當量，為不符合要求2 .多個不連續(xù)性指示，其中任何兩個指示的中間距離小25m而指示幅度超0.驗

30、收標平底孔幅度,為不符合要求3 .任何長條形不連續(xù)性指示的幅度超0.平底孔幅度，長度超13m,為不符要備注：間距指任何兩個指示的中心間檢測面和檢測方：J入射方檢測區(qū)：直283mm度106 mm記錄與標記1任何幅度大0.8m平底孔當量的不連續(xù)指示均應記錄其幅度、埋深、指示長度和平面位置 2合格件和不合格件均應作出明顯標記并分開存放 備注 編審批12南昌航空大學學士學位論文標準鈦餅坯檢測工藝卡 3.2.2 GB/T5193-2007標準鈦餅坯檢測工藝卡：GB/T5193 -2007表3-3試件名稱鈦餅坯TC11材料牌號試件規(guī)格 283 厚 5570 mm 加工余量10mm檢測標準GB/T5193-

31、2007檢測技術縱波垂直入射法檢測靈敏度平底孔0.8mm傳輸修正+3dB時基線調節(jié)1:1儀器型號CTS-8008plus探頭型號2.5Z14N耦合劑30#機油掃查方式對 比試塊沿徑向掃查成套鈦 合金距離幅度試塊最大掃5mm查間距，孔徑為最大掃查速度1.2mm,埋75 127mm/s 不大于 75驗收標準檢 測面和檢測方 向GB/T5193-2007 A1 級：單個不連續(xù)性孔的當量直徑超過1.2mm平底孔當量，為不符合要求。:J入射方向 檢測區(qū)域：直徑283mm，深度：1060 mm記錄與標記：缺陷位置與缺陷指示長度及回波高度合格件和不合格件均應作出明顯標記并分開存放。備注：批準審核編制月年日日

32、年月年日月13南昌航空大學學士學位論文標準鈦餅坯檢測工藝卡3.2.3 JB/T4730.3-2005標準鈦餅坯檢測工藝卡:JB/T4730.3-2005 表 3-4產品名稱鈦合金工件產品編號D22部件名稱厚度鈦餅坯64mm部件編號規(guī)格 283mm材料牌號工件TC11熱處理后檢測時機檢測項目表卸 狀態(tài)鍛件鍛后退火坡口形式 焊接方法儀器型號CTS-8008plus儀器編號探頭型號儀器 檢測面探頭 參數耦合劑掃 描線調節(jié)檢測 標準技術2.5Z14N鈦合金試塊試塊種類沿徑向掃查鍛壓面掃查方式0dB表面補償機油30#2.0平底孔一次波高1:1檢測靈敏度深度80%100% JB/T4730.3 -2005

33、 檢測比例要求JB/T4730.3 -2005驗收標準檢測部位7K意圖：J入射方向II合格級別級審核（資格）編制（資格）日期日期14南昌航空大學學士學位論文3.3鈦合金超聲檢測結果 標準鈦餅坯檢測結果3.3.1 GJB1580-200452.5dB 2:靈敏度：工件 工件1:靈敏度：52.5dB1.2+3dB當量尺寸： 當量尺寸：2.0+1dBA評定級別：評定級別：B工件3:靈敏度：52.5dB52.5dB 工件4:靈敏度：1.2+2dB當量尺寸：當量尺寸：0.8+6dBA評定級別：評定級別：C52.5dB:靈敏度：工件 50.8+5dB2：0.8+6.4dB當量尺寸：1當量尺寸 AA評定級別

34、：標準鈦餅坯檢測波形圖3-1:圖GJB1580-200415南昌航空大學學士學位論文標準鈦餅坯檢測結果3.3.2 GB/T5193-2007標準相同，故檢測GJB1580-2004GB/T5193 -2007標準進行檢測時，由于靈敏度與采用 。、A1A、A1、A結果相同。但級別不相同，五個工件的級別分別為:JB/T4730.3-2005B、標準鈦餅坯檢測結果3.3.3器若59.5 JB能1國能.0 nm0 nm聲程49. 5季度49 5A1B +3.0訂位42, 9 mmeo &水平0.0aP 卜 .-n- r探頭E礎L.I" "« 7r! - F探頭形式

35、直探關晶片2.SP14 _ 1 .1K值/角度 0.00/0. 0 5一1探頭延時1. 1 Us刖沿距離0. L iwnL4Jl J0.096, 口49.5dB :靈敏度：工件2工件1 :靈敏度：49.5dB2.0-9 dB當量尺寸：當量尺寸：4.0+0.1dBI評定級別：評定級別：II器若40.5 JB范圖7B. 0 im0 cm聲程32. S¥E 32. s+3.0i位 2.7. A mm60 £水平0.00F ,卜P 1 F M .1J J!,探頭E礎JrL. 一 一 ,，一 一 戶探頭形式直探關日P- 而斤2.EP14._.JLkK值/角度 0.00/0. 0 5:

36、li探頭延時1. 1 Usk!：upjt. ji i J 111! i'laaif l- Il J.,1前沿距離0. (J non謂甘妗5汪范國&6.0 mm移也 0 mrm聲程43.0深度以QJB + 3. 0門位39. 3 nmai乾水平口。1口J1F "r -.1.ik j-71II !廣力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探頭會 礎探頭形式 直埸頭晶片2.5F14K值/角度0. 0D/0, 0 一探頭延時1.1 KsfiL i

37、 rii. J上 _< iA,l前湖瞌0. D m0.013,2W&q3隊 652.066.049.5dB 工件4:靈敏度：49.5dB工件3:靈敏度：2.02.0-3dB當量尺寸：當量尺寸： II評定級別：評定級別：器若E4.5 JB范圖76. 0 im0 nm聲程as. a季度32. 3A1B +3.0n位27. 4 mmei &水平0.00j 1探頭E礎1rL - = b H .一. 1 11 11 " " " " 1探頭形式 直探關日P- 日口斤2.5P14111K值/角度 0.00/0. 0 5_ 11.一:|1探頭延時1

38、. 1 Us1匚jML疝刪工i l j）,1 h前沿距離0. (J iwn0.015. Z 30 1&0, 875.0謂甘妗I也范國T6.0 mm移也 0 mrm聲程32.1深度32 l+ 3. 0門位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.探頭會 礎探頭形式 直埸頭晶片2.5F14K值/角度0. 0D/0, 0 一探頭延時1.1 KsIlL)|, Xi J i _jM 4前湖瞌0. D m052.5dB:靈敏

39、度：工件 52.0-1dB當量尺寸2.0-1dB 2:當量尺寸1I評定級別：標準鈦餅坯檢測波形圖圖3-2:JB/T4730.3-200516南昌航空大學學士學位論文3.4鈦合金超聲檢測報告3.4.1 GJB1580-2004標準鈦餅坯檢測報告表3-5 : GJB1580-2004標準鈦餅坯檢測報告報告編號一一送檢單位檢驗日期無損檢測實驗室檢驗單位0105 件數量5工件編號UT-14-01 2014.05.25TC11 鍛后 退火(含 傳輸 修正規(guī)格鈦餅坯材料編號工件名稱驗收標準GJB1580 -2004AA工件狀態(tài)2.5Z1.4N CTS -8008plus 儀器型號 探頭型號鈦合金平底孔試塊

40、試塊型號起始靈敏度耦合劑52.5dB283m6930 機+3d塔益37.5范圍76. 0 mm移包 0 man聲程30. 0深虐30 0 + 0.0門位 22. 6 mm30 *水平c. 001 «r探頭礎探頭形式直探頭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、件編號 缺陷當量 備注 等級示長度 編號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 長條形 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 以下空白技術 審核檢驗負責人17南昌航空大學學士學位論文3.4.2 GB/T5193-2007標準鈦餅坯檢測報告表3-6 : GB/T5193-2007 標準鈦餅坯檢測報告送檢單位報口編勺UT-14-0

42、1檢驗單位無損檢測實驗室檢驗日期2014.05.280105工件編號數量5件規(guī)格 283mm X 69工件名稱鈦餅坯材料編號TC11GB/T5193 -2007A1 驗收標準工件狀態(tài)鍛后退火CTS-8008plus儀器型號探頭型號2.5Z1.4N耦合劑30#機油鈦合金平底孔試塊試塊型號起始靈敏度52.5dB （含傳輸修正+3dB）缺陷位置 缺陷指 缺陷缺陷當量工件等級 工件編號 備注 示長度編號 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 以下空白技術 審核檢驗負責人18南昌航空大學學士學位論文3.4.3 JB/T4730.3-2005標準鈦餅坯檢測報告表3-7 : JB/T4730.3-2005標準鈦餅坯檢測報告送檢單位報口編勺UT-14-01無損檢測實驗室檢驗單位檢驗日期2014.05.310105 數量工件編號件5規(guī)格283mm X 69鈦餅坯工件名稱材料編號TC11JB/T4730.3-2005I 驗收標準工件狀態(tài)鍛后退火CTS-8008plus儀器型號探頭型號2.5Z1.4N耦合劑30#機

44、油鈦合金平底孔試塊試塊型號起始靈敏度（含傳輸修正0dB）缺陷位置 缺陷 工件 備注缺陷編號工件編號 等級當量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 以下空白技術 審核檢驗負責人19南昌航空大學學士學位論文3.5本章小結本章通過依據三種不同的標準，分別選取不同的工藝參數，編制相應的無損檢測 工藝卡，對多個鈦餅坯工件

45、進行超聲檢測， 得出檢測結果，并且依據各自的標準 對工件進行評級，編寫檢測報告。本章節(jié)為超聲檢測的實驗部分，是鈦合金工件超聲檢測探討的實踐基礎。21南昌航空大學學士學位論文4鈦合金工件超聲檢測的探討4.1 適用范圍由于標準的制定和應用各不相同，在適用范圍上也存在一定的差異，具體見下表：表4-1:各標準適用范圍比較項方適用材適用工尺寸要標鍛坯、鍛件、制件、板材、超聲脈沖反射壓或軋制棒材 GJB1580-2004變形金測技型材，以及由經機加工制成金屬材料制承設備用原材料零部件和焊接頭，金屬材料型脈沖反射 JB/T4730 -2005金屬材在用承壓設備超聲波檢測與承壓設備有關的支承件和結構件。GB/

46、T5193 -20076mm230mm鈦及鈦合金超聲波檢測無具體要求由上表可知，三個標準主要在超聲波檢測的材質、工件和尺寸要求上存在較大差 別：1、材質范圍：JB/T4730-2005 適用范圍最廣，GJB1580-2004次之，GB/T5193-2007 范圍最小，僅適用于鈦及鈦合金材料。2、檢測部件范圍：除國家標準 GB/T5193-2007對所檢測鈦及鈦合金的工件無要 求外，其他兩個標準均對所檢測的部位或工件作出明確的要求。3、檢測部件尺寸：除國家標準 GB/T5193-2007規(guī)定了標準適用工件厚度的上下 限，其他兩個標準均無要求。4.2 設備要求4.2.1 超聲檢測儀關于超聲檢測儀使

47、用性能的要求，各個標準也存在一定的差異，GB/T5193-2007和JB/T4730-2005均要求超聲檢測儀符合標準 JB/T10061A型脈沖反射式超聲探傷儀通用技術條件的規(guī)定，除此之外，JB/T4730-2005還做21南昌航空大學學士學位論文了其他相關規(guī)定。而 GJB1580-2004則未注明需遵循標準JB/T10061的要求，只 在標準內做了詳細的規(guī)定。通過比較可知，GJB1580-2004對超聲檢測儀的性能要求最高，其次為JB/T4730-2005 , GB/T5193-2007 要求最低。4.2.2 探頭超聲檢測探頭是決定超聲檢測能力的主要因素，因此各個標準均有的要求，見下表：表

48、4-2 : GJB1580-2004探頭性能要求概述頻率在2.25MHz10MHz頻率偏差 士10%o縱波直探頭斜 探頭探頭幅度最大偏 差超過1、直徑： 6mm2、要求最后 一個聲壓極大值 處，沿相隔應有 明顯的副瓣。3、 最小波束直徑與 最大波束直徑之 比不應小于鋼中 折射角與標稱值 相差20%勺探頭不應 使用。25mm。 以上的探頭應修 正，否則不允許 使用。2°45°的四個方向測量時，不0.75O表4-3:GB/T5193 -2007探頭性能要求探頭種類直探 頭聚焦探頭雙 晶探頭探頭尺寸12mm32mm6mm16mm8mm20mm工作頻率2.555MHz510MHz2

49、.55MHz探傷方法接觸法探傷水浸法 探傷水浸法探 傷接觸法探傷適用產品厚度20230mm70230mm670mm 620mm2,邊長0 25mm單斜探頭聲束軸線水 JB/T4730-2005要求晶片面積0 500mm 平偏離角0 2 ,主聲束垂直方向不應有明顯的雙峰。通過比較可知：GJB1580-2004對各種探頭的性能均作了明確的規(guī)定，對探頭性能要求較嚴格。GB/T5193-2007并未對探頭性能做明確要求，但規(guī)定了具體探頭 結合不同的檢測方法所檢測的工件的尺寸。JB/T4730-2005則只是簡單提出一些較基本的性能要求。4.3 試塊要求4.3.1 標準試塊標準試塊的主要作用是對超聲波檢

50、測儀和探頭系統(tǒng)的綜合性能進行測試校22南昌航空大學學士學位論文準和檢測校準。對于標準試塊的規(guī)定，各個標準均有所涉及，其中GJB1580-2004 和JB/T4730-2005兩個標準除根據各自使用條件對材質、 尺寸及加工要求等做出 要求外，其他均應符合 JB/T 10063 1999的要求。而 GB/T5193-2007則未對標 準試塊做任何要求。4.3.2 對比試塊對比試塊是用來檢測校準的試塊，也用來評估發(fā)現缺陷的當量尺寸，或將缺陷信 號與人工反射體信號進行對比。三個標準均要求對比試塊的各種聲學特性要與被 檢工件相似，并且要根據不同的被檢工件選擇相應的對比試塊。不同之處在于， GJB1580

51、-2004和JB/T4730-2005兩個標準均對不同工件所用的對比試塊以及相 應探頭做出了詳細具體的規(guī)定，并且 GJB1580-2004針對具體的受檢件材料還規(guī) 定了相對應對比試塊的材料和熱處理狀態(tài)。4.4 耦合劑關于耦合劑的要求，三個標準基本相同，液浸法可采用清潔水作為耦合劑， 接觸法常用的耦合劑有水、油類、脂類、水溶性凝膠等。4.5 受檢件的要求被檢工件的外形、尺寸、表面狀態(tài)等條件均會對超聲檢測的結果產生影響，三個標準對受檢件的要求也不一而足。GJB1580-2004對受檢件的要求十分詳細，包括受檢件的外形、表面狀態(tài)、材料狀態(tài)等。GB/T5193-2007則只對受檢件的表面狀態(tài)和平直度等方面做了較詳細的說明。相對來說，JB/T4730-2005對受檢件的要求較為寬松，僅規(guī)定表面粗糙度應符合檢測要求。4.6 檢驗檢測4.6.1 靈敏度與傳輸修正靈敏度的調節(jié)方法通常有試塊調整法、底波調整法法等。本研究涉及的三個標準 的靈敏度調節(jié)方法也不盡相同。具體見下表：23南昌航空大學學士學位論文表4-4 :各標準靈敏度調節(jié)對比 靈敏度調節(jié)方法操作傳輸修正標準用兩塊不同埋深的平底孔試塊來調使來自任一試塊中