[發(fā)明專利]一種用于高溫合金鍛件的無(wú)損檢測(cè)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911028263.2
• 申請(qǐng)日: 2019-10-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110824014A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓波;楊平華;林立志;梁菁;王曉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)航發(fā)北京航空材料研究院
• 主分類號(hào): G01N29/07
• 分類號(hào): G01N29/07;G01N29/22;G01N29/28;G01N29/44
• 代理公司: 中國(guó)航空專利中心 11008
• 代理人: 陸峰

本發(fā)明涉及一種用于高溫合金鍛件的超聲檢測(cè)方法，屬于無(wú)損檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。該方法采用水浸聚焦法對(duì)熱處理前和熱處理后GH710高溫合金鍛件進(jìn)行分階段檢測(cè)。首先對(duì)熱處理前GH710高溫合金鍛件采用5MHz水浸聚焦探頭進(jìn)行高靈敏度水浸聚焦檢測(cè)；然后針對(duì)熱處理后高衰減的GH710粗晶高溫合金鍛件采用5MHz高能聚焦探頭進(jìn)行降低靈敏度的分區(qū)聚焦檢測(cè)。使用本方法可對(duì)GH710高溫合金鍛件的內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行全面控制，具有可操作性強(qiáng)、檢測(cè)靈敏度高、檢測(cè)結(jié)果直觀等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于高溫合金盤鍛件內(nèi)部缺陷的超聲檢測(cè)方法，屬于無(wú)損檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其適用于粗晶GH710高溫合金鍛件。

背景技術(shù)

GH710高溫合金是一種高Al、Ti含量的難變形鎳基高溫合金，具有良好的拉伸強(qiáng)度、高溫持久和疲勞性能，特別是在900℃以上具有高強(qiáng)度、抗氧化性能和組織穩(wěn)定性，工作溫度可達(dá)980℃，是目前國(guó)內(nèi)使用溫度最高的鎳基鑄鍛高溫合金。

GH710是合金化程度很高的難變形高溫合金，這導(dǎo)致該合金在熔煉過(guò)程極易產(chǎn)生成分偏析，組織性能均勻性差，合金熱變形非常困難。GH710高溫合金化學(xué)成分與美國(guó)UDIMET 710合金基本相當(dāng)，在上世紀(jì)八十年代經(jīng)仿制應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)制造整體燃?xì)鉁u輪，并一直沿用至今。該合金盤鍛件有熱處理前后組織差異較大，熱處理前組織均勻細(xì)小，熱處理后晶粒粗大的特點(diǎn)。而盤鍛件的檢測(cè)理論上應(yīng)安排在熱處理之后，但熱后組織不均勻性和粗大晶粒導(dǎo)致嚴(yán)重干擾超聲波檢測(cè)，導(dǎo)致檢測(cè)信噪比和靈敏度低，甚至無(wú)法實(shí)現(xiàn)Φ3.2mm平底孔當(dāng)量靈敏度的檢測(cè)，極易造成盤件中冶金缺陷漏檢的質(zhì)量隱患。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于高溫合金鍛件的無(wú)損檢測(cè)方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)高溫合金鍛件內(nèi)部質(zhì)量的全面控制，具有可操作性強(qiáng)、檢測(cè)靈敏度高、檢測(cè)結(jié)果直觀等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種用于高溫合金鍛件的無(wú)損檢測(cè)方法，分別在高溫合金鍛件的不同熱處理階段開(kāi)展超聲檢測(cè)，包括以下幾個(gè)步驟：步驟1，熱處理前高溫合金鍛件的高靈敏度超聲檢測(cè)；步驟2，熱處理后，對(duì)具有高衰減粗晶特征的高溫合金鍛件進(jìn)行再次檢測(cè)。

步驟1包括高溫合金鍛件安放及設(shè)備連接的過(guò)程，將最大厚度為h的高溫合金鍛件安放在水槽中，安放完成后，水槽水面與待測(cè)高溫合金鍛件上表面的距離為j，j大于h÷2，超聲探傷儀通過(guò)同軸電纜與超聲探頭連接，超聲探頭安裝在多軸聯(lián)動(dòng)的掃查機(jī)構(gòu)或機(jī)械手上。

步驟1熱處理前高溫合金鍛件的高靈敏度超聲檢測(cè)過(guò)程如下：高溫合金鍛件上表面與超聲探頭的距離P為探頭焦距，超聲入射方向與高溫合金鍛件的鍛造流線垂直，使用與高溫合金鍛件超聲傳播特性相同的帶有第一平底孔的成套標(biāo)準(zhǔn)試塊，選取其中平底孔埋深小于h的標(biāo)準(zhǔn)試塊以及其中平底孔埋深大于h的第一塊標(biāo)準(zhǔn)試塊，通過(guò)調(diào)整超聲探傷儀的增益，將各標(biāo)準(zhǔn)試塊平底孔反射回波中最低的一個(gè)調(diào)整至滿屏幕的80％，以此作為檢測(cè)靈敏度進(jìn)行掃查。第一平底孔的規(guī)格為Φ0.8mm。

步驟2的過(guò)程為：采用聚焦超聲探頭進(jìn)行檢測(cè)，首先劃分檢測(cè)區(qū)，記樣品的加工余量為a，a為常量，i_n為第n分區(qū)的深度增量；第一分區(qū)的深度為a到a+i₁，第二分區(qū)從a+i₁到a+i₂，……,第m分區(qū)從a+i_m-1到a+i_m，直到a+i_m大于樣品厚度h，此時(shí)最后一個(gè)分區(qū)的起點(diǎn)為a+i_m-1,終點(diǎn)為h；調(diào)整P使超聲探頭焦點(diǎn)落于第一個(gè)檢測(cè)區(qū)的中線深度，P參照下式進(jìn)行計(jì)算：

式中：

P——高溫合金鍛件上表面與超聲探頭的距離，單位為毫米(mm)；

F——探頭在水中的焦距，單位為毫米(mm)；

c_材——材料的縱波聲速，單位為米每秒(m/s)；