大鍛件超聲波檢測(cè)中草狀波缺陷的形成及消除

施建

摘要：結(jié)合當(dāng)前大鍛件的實(shí)際應(yīng)用狀況，可知其內(nèi)部存在奧氏顆粒分布并不均勻，應(yīng)注重正火措施的合理運(yùn)用，優(yōu)化構(gòu)件的使用功能。在大鍛件超聲波檢測(cè)過(guò)程中，過(guò)多的微小裂紋會(huì)造成草狀波缺陷出現(xiàn)，影響著構(gòu)件的性能可靠性，需要采取科學(xué)的技術(shù)措施進(jìn)行消除。基于此，本文就大鍛件超聲波檢測(cè)中草狀波缺陷的形成及消除展開(kāi)論述。

關(guān)鍵詞：大鍛件超聲波檢測(cè)；草狀波；缺陷；消除

在大鍛件超聲波檢測(cè)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)草狀波缺陷，影響著構(gòu)件的使用安全性，需要采取細(xì)化顆粒、正火等措施加以消除，但是，實(shí)踐生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)正火舉措下經(jīng)過(guò)處理的草狀波依舊可能出現(xiàn)。因此，需要對(duì)大鍛件超聲波檢測(cè)中的草狀波缺陷進(jìn)行深入分析，了解其形成機(jī)制，促使相關(guān)的消除措施制定與實(shí)施更具針對(duì)性。

1 基于細(xì)化晶粒方面的草狀波缺陷形成及消除分析

在分析草狀波形成及消除的過(guò)程中，由于采取正火細(xì)化晶粒的方式可以進(jìn)行有效處理，則可視為大鍛件超聲波檢測(cè)中草狀波形成與粗晶有關(guān)。結(jié)合大鍛件內(nèi)部所包含奧氏體顆粒的結(jié)構(gòu)特征，可知這些顆粒較大，且實(shí)際的分布并不均勻。因此，需要在正火細(xì)化晶粒的方式作用下消除草狀波缺陷。實(shí)際操作中應(yīng)注重加熱溫度的適當(dāng)提高，增強(qiáng)細(xì)化晶例有效性。但是，由于大鍛件中相變區(qū)的加熱溫度提高較為困難，因此，應(yīng)加強(qiáng)正火細(xì)化晶例方式的合理使用。操作過(guò)程中為了使細(xì)化晶粒能夠達(dá)到理想的效果，應(yīng)采用多次正火的方式，促使奧氏體的加熱溫度能夠提高。第一次奧氏體經(jīng)過(guò)加熱后晶粒體積相對(duì)較大；第二次奧氏體加熱過(guò)程中，應(yīng)選取能夠保持晶粒體積基本不變的加熱溫度，并使晶粒表面的碳化物能夠被最大限度地溶解，使得經(jīng)過(guò)溶解后的碳化物可視為較小的貝氏體組織。

采取多次正火細(xì)化晶粒的過(guò)程中，為了得到較為理想的晶粒，應(yīng)注重空冷方式的高效利用，促使大鍛件中的過(guò)冷奧氏體分解溫度能夠下降，保持晶粒良好的冷卻效果，確保晶粒細(xì)化有效性。當(dāng)前快速冷卻在大鍛件生產(chǎn)中難以實(shí)現(xiàn)，需要進(jìn)行更加深入的研究，了解正火中的冷卻溫度對(duì)大鍛件內(nèi)部的晶粒細(xì)化效果影響，從而制定出科學(xué)的措施消除草狀波缺陷。大鍛件軸向檢測(cè)示意圖如圖1所示。

2 基于微小裂紋的草狀波的形成及消除分析

為了提升對(duì)大鍛件超聲波檢測(cè)中草狀波缺陷形成的整體認(rèn)知水平，應(yīng)加深對(duì)熱處理工藝的理解，從而為草狀波缺陷的針對(duì)性處理提供必要的參考依據(jù)。操作過(guò)程中對(duì)草狀波出現(xiàn)的部位進(jìn)行取樣，并進(jìn)行檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在橫向酸浸低倍試片的中心區(qū)附近的區(qū)域出現(xiàn)了許多大小微小的裂紋與孔洞，造成了草狀波缺陷形成。而草狀波本質(zhì)上也是一種缺陷波，與缺陷當(dāng)量未達(dá)到既定的技術(shù)規(guī)范要求有關(guān)。因此，當(dāng)大鍛件內(nèi)部產(chǎn)生一定數(shù)量的裂紋或者孔洞時(shí)，也會(huì)加大草狀波出現(xiàn)的概率。

很多研究者認(rèn)為正火消除草狀波的原因是因?yàn)榧?xì)化了晶粒。但是，為了更好地消除草狀波曲線，也需要考慮正火條件下還很可能會(huì)使微小缺陷愈合，金屬中的裂紋或孔洞缺陷在高溫下無(wú)需塑性變形，保持一定時(shí)間即可修復(fù)，有時(shí)將其稱為自修復(fù)。在試驗(yàn)中，可以將比較大的人工缺陷通過(guò)熱處理而修復(fù)，即在一定溫度下保溫一定時(shí)間就可以使裂紋得到修復(fù)。對(duì)高溫高壓氫環(huán)境下304不銹鋼中產(chǎn)生的氫腐蝕甲烷氣泡和裂紋進(jìn)行 600℃×6h熱處理，氫蝕氣泡和裂紋發(fā)生了完全愈合。因此，大鍛件超聲波檢測(cè)中應(yīng)對(duì)微小裂紋的愈合作用進(jìn)行充分考慮，促使草狀波缺陷能夠得到有效處理，保持構(gòu)件良好的應(yīng)用效果。與此同時(shí)，應(yīng)根據(jù)各管板鍛件的尺寸規(guī)格，設(shè)置相應(yīng)的加熱溫度、時(shí)間，在高溫條件下進(jìn)行科學(xué)處理。實(shí)踐生產(chǎn)中通過(guò)這種方式能夠使管板大鍛件超聲波檢測(cè)中的草狀波缺陷得以消除，在軸承鍛件、管板鍛件中應(yīng)用效果良好。

3 大鍛件內(nèi)微小裂紋的形成及消除分析

熱處理工藝使用中，采用高溫塑性變形的方式對(duì)大鍛件進(jìn)行處理，會(huì)產(chǎn)生一定數(shù)量的裂紋，應(yīng)進(jìn)行及時(shí)修復(fù)。一些裂紋修復(fù)不及時(shí)，會(huì)隨著時(shí)間的推移被保留下來(lái)，影響著大鍛件的安全使用。因此，大鍛件超聲波檢測(cè)中分析草狀波形成原因時(shí)，應(yīng)注重大鍛件鍛造過(guò)程中裂紋的有效預(yù)防。選用的鍛造方法若能對(duì)各夾雜類(lèi)裂紋進(jìn)行控制時(shí)，應(yīng)注重方法使用中構(gòu)件變形量控制，促使修復(fù)措施作用下的各夾雜類(lèi)裂紋得以消除。因此，大鍛件生產(chǎn)制造中若采用了普通的鍛造工藝，應(yīng)注重終鍛火次數(shù)量適當(dāng)增加及變形量合理控制，促使鍛件內(nèi)部的裂紋能夠得到必要的修復(fù)，裂紋處的孔洞也能得到填充，增強(qiáng)鍛件整形效果。

當(dāng)大鍛件經(jīng)過(guò)熱處理溝，由于鍛件冷卻中會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力，加上鍛件內(nèi)外溫差不一致，會(huì)產(chǎn)生裂紋，進(jìn)而造成鍛件草狀波缺陷的形成。因此，需要加強(qiáng)對(duì)大鍛件熱處理過(guò)程中內(nèi)外溫差及殘余應(yīng)力的控制，促使內(nèi)部金屬的收縮過(guò)程中能夠?qū)Ρ韺拥慕饘佼a(chǎn)生一定大小的拉應(yīng)力，保持鍛件內(nèi)部應(yīng)力的動(dòng)態(tài)平衡性。若該拉應(yīng)力過(guò)大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致大鍛件內(nèi)部產(chǎn)生微小裂紋，即超聲波檢測(cè)過(guò)程中的草狀波。針對(duì)這類(lèi)問(wèn)題，應(yīng)在大鍛件加工過(guò)程中注重冷卻速度的嚴(yán)格控制，減少鍛件內(nèi)部的殘余應(yīng)力，促使大鍛件能夠處于彈性狀態(tài)，有效地降低各類(lèi)事故發(fā)生率，為草狀波的消除提供保障。同時(shí)，應(yīng)注重大鍛件加工制造流程的嚴(yán)格把控，降低微小裂紋出現(xiàn)的概率。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)以上內(nèi)容的深入探討，客觀地說(shuō)明了不同舉措的靈活運(yùn)用對(duì)于大鍛件超聲波檢測(cè)中草狀波缺陷處理的重要性。因此，未來(lái)大鍛件超聲波檢測(cè)中應(yīng)提升對(duì)草狀波缺陷的認(rèn)知水平，深入分析其成因，制定出切實(shí)有效的措施消除草狀波，實(shí)現(xiàn)對(duì)大鍛件性能的科學(xué)優(yōu)化，加快我國(guó)現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展速度。

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