鑄鐵材料球化率檢查實測案例-沈陽宇時先鋒
球墨鑄鐵是20世紀五十年代發展起來的一種高強度鑄鐵材料,其綜合性能接近于鋼,正是基于其優異的性能,已成功地用于鑄造一些受力復雜,強度、韌性、耐磨性要求較高的零件。球墨鑄鐵已迅速發展為僅次于灰鑄鐵的、應用十分廣泛的鑄鐵材料。所謂“以鐵代鋼”,主要指球墨鑄鐵。
球墨鑄鐵中的球化率的高低是球墨鑄鐵材質好壞的關鍵,也是金相檢驗的重點。球化率高,材質抗拉強度、塑性、耐磨性能都高。國內普通球墨鑄鐵鑄件的球化級別要求達到4級以上,(即球化率70%)一般鑄造廠達到的球化率為85%左右。近年來,隨著球墨鑄鐵生產的發展,尤其是在風電鑄件生產和鑄件質量要求較高的行業,要求球化級別達到2級,即球化率達到90%以上。
有專業人士為了驗證球墨鑄鐵球化率與聲速的線性對應關系以及檢測結果是否穩定可靠,分別對多個零件進行了檢測并在高倍電腦顯微鏡下進行球化率檢驗,實驗記錄如下表,部分零件檢測金相見下圖。
無損球化率檢測可以使用能夠測量材料聲速的超聲儀器完成,宇時先鋒的彩屏超聲測厚儀都可以進行專門的聲速測量,方式是輸入用來校準樣件的厚度值,直接在屏幕上顯示鑄鐵或其它材料的聲速值。這些彩屏超聲測厚儀包括UM-4系列、UM-5系列和PM5 Gen2的所有型號。
要執行球化率檢測,可通過按鍵方式簡單地將厚度數據輸入到儀器中, 然后儀器會根據所輸入的厚度值和測量到的脈沖傳播時間自動計算出材料的聲速。不同的厚度測量范圍應選擇不同的探頭配合測厚儀使用, 厚度大于20mm以上的鑄鐵件建議選擇頻率2.25MHz或0.5MHz的接觸式探頭
PM5 Gen2超聲波測厚儀比其他超聲測厚儀具更高的測量更新速度(高達2KHz)。可提供更高的測量分辨率0.001mm,從而使聲速計算更加精確。此外,PM5 Gen2超聲波測厚儀可以通過無線或有線實時通訊選項,可實現上位機操控儀器,實時傳輸厚度值、波形、參數,含上位機測量軟件,這一功能已經廣泛應用到實際生產當中,是在線測量與二次開發的理想選擇。
純鐵、球墨鑄鐵和灰口鑄鐵的聲速都各不相同。一般來說,純鐵的聲速約為5900m/s,球墨鑄鐵的聲速約為5600 m/s,而灰口鑄鐵的聲速約為4700 m/s。特定應用中被測材料的確切聲速會根據其合金的組成成份、晶粒結構以及其它處理方面的變量而發生變化。一定要使用由被測材料制成的標準校準塊,來核查被測材料的確切聲速。建議用戶為每個應用創建自己的聲速與球化率百分比對照表。
注意在測量聲速時需要了解被測樣件的確切厚度。檢測人員以超聲方式檢測球化率的操作,需要使用游標卡尺測量其厚度而實現。如果檢測位置的厚度不可知,則不能完成準確的聲速測量。