1、1 引窗中华人民共和回国家标准钢的低倍组织及缺陷超声波检验法Ultrasonic inspecting metbod for macro-structure and imperfection of steel UDC 669. 14: 620 . 179. 16 GB 7736-87 ,. 1 本标准适用于方形、矩形、圆形等简单截面的轧制、锻造钢材(坯)的低借组织及缺陷检验。.2 本标准主要用以发现GB1979-80(结构钢低倩组织缺陷评级阁标准中规定的低倍组织及缺陷。1.3 在保证钢材(坯)质量达到技术条件规定时，均吁使用本标准对钢材(辄)的低倍组织及缺陷进行调检。1. 4 在钢材(扭)切取
2、低情酸蚀试样部位进行超声波预检，遇有超出判伤界限时，需按GB22677(俐的低倍组织及缺陷酸蚀试验法进行试验，再按GB1979-80等标准的评级图评定。2 方法原理2.1 一般原理采用超声脉冲反射法，以起声波在钢中传播过程中遇到南阻抗界面发生反射的原理进行。2.2 缺陷部量采用短横孔人工缺陷的当最法标定。2.3 小信号选加与破坏性检验方法相比较，越芮法不是探测某个单一截面的缺陷，而是显示体积范围内的状况。小缺陷群体虽然单个缺陷的尺寸小于规定的判伤界限，但由于邻近诸小缺陷倍号选加的缘故，也使小缺陷群体的探测成为可能。2.4 组织反射低倍组织中，即使是不伴有疏松的偏析，由于其化学成分及组织不均匀性
3、所产生的声阻抗变化，在超声探测中仍然能够获得足够大的回波倍号，这种低倍组织引起超声波反射的现象，称之为组织反射。3 探伤方法3.1 方法选择利用纵波或横波沿钢材(峰)的周面进行超声波探伤检验，可采取接触法或液搜泄。3.2 接触法的相描方式3.2.1 采用单直探头以南柬边场为工作区域的扫描方式，称为远场扫捕。远场扫描时，以探测试料中心部位茧远表面区域的缺陷为主。为保证扫描穰盖良好，声柬工作区域应不小于试料直径或边长的55%(图1)。中华人民共和朋冶金工业部1987-03-31批准1988-03-01实施GB 7736-87 dB 飞(a)商场阁(b)灵敏度曲绒图1单直探头远场扫描时的示意图3.2
4、.2 果用联合双探头以南柬近场为工作区域的扫描方式，称为近场扫捕。近场扫描时，以探测试料中心部位至近表面区域的缺陷为主。同样，为保证扫描糠盖良好，商柬工作区域应不小于试料直径或边伏的55%(圈2)。口口dB , , , , (a)声场圈(b)员敏lr曲铺图2联合双探头近场扫描时的承意阁3.3 液漫法的妇描方式当以水为搁合荆时，水层厚度应不小子试料直径或边长的1/4.3.3. 采用纵波法扫描时，探头声柬轴线应与试料中心线重合，以探测试料内部区域缺陷为主(罔3)。GB 7736-87 图3液搜法纵披扫描示意图3.3.2.采用横被法扫描时，探头偏心最z数值的选取以产生横披为原则，以探测试料近表面区峨
5、的缺陷为主(图的。因4液搜法横披扫描示意图3.4 辅合剂接触法和液搜法均应施用楠合效果良好且对人体及钢材我丽无害的桐合介质。3.5 检验结果的确定检验结果的确定采用缺陷当最法，即用被检钢材(坯)的缺陷回波幅度与对比试样的人工缺陷回被幅度进行比较。4 对试样的制备和骥求4.1 材料GB 7736-87 对比试样应选取与被检钢材(坯)衰减系数相近者制备，但允许以衰减系数较大钢材(坯)代替衰减系数较小钢材(坯)制作对比试样，制作对比试样用钢材(坯)应事先进行超声探测，即以高于本标准灵敏度10dB探测时，扫描基线上不得出现超过满幅3%的杂波。4.2 寝面状态采用光丽对比试样，其表面粗糙度R.不大于1.
6、6mo4.3 规格对比试样应选取与被检钢材(辄)规格相近的钢材(坯)制备，几个规格相近的钢材(坯)可以共用一块对比试样。4.4 形式人工缺陷采用短横孔时，必须将对比试样制成带斜槽的形式，以消除边界影响。为使横孔长度制作得精确且便于测量，最好将对比试样制作成双斜槽形式，将人工缺陷制作在斜槽底部位置(图5)。CI) t口图5双斜槽光面对比试样图4.5 尺寸计算公式4.5.1 按式。)计算斜槽深度b:b=士伽tg()-l).川式中:S探测距离，mm;。一一半扩散角，(0); l一人工横孔长度，mmo公式(1)中的b值为理论计算值。考虑实测结果，制作对比试样时，选取斜槽深度b值应不小于表l中的数值。表
7、l斜槽深度b值表口1口1飞、挥，之国二距离，m飞二m飞飞，靠贸飞头率直、，住了ME H z 5.0 2.5 5 10 15 20 25 5 10 15 20 25 在二30 俨3 。10 5 3 。31-60 8 5 3 。15 10 5 3 2 61-100 15 8 5 3 2 20 15 10 5 4 101-160 18 10 8 5 4 22 20 15 10 8 161-220 20 12 1日8 5 25 22 20 12 10 二22125 15 12 10 7 30 25 22 15 12 GB 7736 87 4.5.2 按式(2)计算斜槽倾角:=8+Y. (2) 式中:Y
8、声束对斜槽丽的入射角，(0) 0 Y角曲式(3)求得:A sin4y十Bsn2y+C=O. (3) A=4D2十1682. (4) = - C4D2+4D 8 sin 28+ 1682 cos28) . (5) C=D2 cos28川.、.(6)(4)(5)(6)式中:D一一晶片直径，mmo出于与斜槽深度b同样的考虑，制作对比试样时，选取斜槽倾角值应不小于表2中的数值。表2斜槽倾角的数值表(0) 飞气之、-11频扭头率盲，在干M工Hz工4.6 人工缺陷4.6.1 形状10 20 30 31叩6061 ,._, 100 101-160 161 220 二221人工缺陷采用短横孔。4.6.2 尺寸
9、5.0 5 10 15 45 45 45 45 30 35 30 25 35 30 20 30 20 15 25 15 15 25 15 15 25 15 10 2.5 20 25 5 10 15 50 30 50 40 35 25 25 50 40 30 20 20 45 30 30 15 15 40 30 30 15 15 40 30 30 10 10 4 30 30 10 10 40 30 30 4.6.2.1 当检验的钢材(坯)直径或边抵不大于160mm时，横孔直径为O.8mm，长度为5mmo20 35 30 25 25 25 25 25 25 30 25 25 20 20 20 4.
10、6.2.2 当检验的钢材(坯)直径或边长大于160mm时，横孔直径为钢材(坯)直径或边长的0.5%，长度为10mmo4.6.2.3 横孔直径公差为土O.02mm，长度公为土O.lmmo4.6.3 加工方法横孔可用机械加工或能满足本标准要求的其他方法制作。横孔内壁的粗糙皮札应不大于3.2mo4.6.4 位置横孔位于斜槽!自面上，处于规定扫描方式(远场扫描和近场扫描)的有效工作区域内。4. 7 制作要求4.7.1 制作对比试样时，应使两个斜槽面保持在同一平面内，解槽面的表面粗糙度R.应不大于1.6m。4.7.2 斜槽面与底面交接处应坐直角。使斜槽底而厚度等于本标准4.6.2所规定的横孔长度，并使横
11、孔与斜槽底固垂直，与上斜槽面相切。4.7.3 将人工横孔两端的开口用金属恼和粘结剂密封牢固，以保持横孔的物理状态。GB 7736-87 4.7.4 将整个对比试样镀锦。对比试样测试商镀锦服厚度应不小子0.10mm，其余部位应不小于0.02mmo对比试样测试面的表面粗糙度R.为1.6mo5 探伤设备及其调试5. 1 操伤设备5.1.1 探伤设备由超声波探伤仪、探头、对比试样、机械传动装置和水槽等辅助装置组成。其综合灵敏度应能可靠检出本标准4.6条规定的人工缺陷。5.1.2 探伤仪采用脉冲反射式仪器，其衰减器、垂直线性误差、水早线性误盘和动态范围等应符合国家专业标准ZBY230-84(A型脉冲反射
12、式相声榄探伤仪通用技术条件有关条款的规定。5.3 具有报警装置的探伤仪，报警灵敏度应在满峭的20%100%施围内可调。仪棉连续工作4h报警闸门漂移应不大于2S，报警灵敏度披动应不大于士5%。5. ,. 4 本标准以4.6规定的人工缺陷标定起始灵敏度，而以提高5dB作为判伤界限。5.1.5 判伤用的曲线板，其曲线是一组距离幅度曲线，该曲线应根据所用仪器、探头、对比试样和被层厚度等具体条件进行精细的测定绘制而成。5. 1. 5. 1 测定闹战时，使用与本标准第4章相间形式的带斜槽光商测试用对比试样，人工缺陷的尺寸及制作要求应符合4.6和4.7的规定。5.1.5.2 曲线板应标有缺陷液的位置及调试起
13、始灵敏度时的缺陷波幅度。超过曲线的i皮帽部分应包括标准规定提高5dB和工件氧化铁皮补偿的dB值。其补偿的dB数值应根据该曲线所适用的钢材(坯)进行测定。一般来说，对于轧制、锻造的方形和朋形钢材(坯)，补偿的dB数值范围搅动在3-10dB之间。5.1.6 接触法探伤使用单晶片直探头，其直径或边长为5.-.25mm，联合双探头其直径或边低为1525mm。液浸法探伤使用直探头或聚焦探头，其直径或边长及探头焦距应根据检验的需要选取。5.2 设备调试5.2.1 探伤设备每次撞新使用或变更检验规格时，常用标准规定的对比试样进行静态和动态调试。5.2.2 静态调试按5.1.5.2规定的峡陷波幅度调试，报警幅
14、度的选择以满幅的50%90%之间的某一幅度作为基准幅度，在设定报警灵敏度时应按判伤曲线最低点的幅度调整。5.2.3 动态调试时扫描班度的确定是以重现性良好为原则。接触法的子工操作扫描速度通常不大于3m/min，液搜法机械操作扫描速度不大于5m/mino6 探伤艇件和步骤6. 1 探伤条件6. 1. 1 所检钢材(坯)试料在热加工后的状态下探伤，其表面的粗糙氧化铁皮可用铁刷或其他方法消除。对于经热处理的试样，当其表丽生成有影响越声波正常入射的氧化铁皮时，需用砂轮磨削等办法清除。6.1.2 探伤频率为5.0MHz。对于规格不小于120mm的钢材(坯)，在能保证探伤要求的条件下，探伤频率可以采用2.
15、5MHzo6.1.3 为使相当于判伤闹线工作段的有效超声柬扫及试料的一个完整横截圃，扫描区域的宽度应不小于2倍的探头直径成边长，扫描次数为35次。6.2 探伤步骤6.2.1 探伤设备按本标准5.2规定完成调试后，即可进行探伤检膛。6.2.2 设备布连续使用中每隔30.-.，40min或每批试料检毕之后，需用对比试样校准设备，如不符合标准5.2.2和5.2.3规定时，应对设备锺新调试，对所检过的试料应作为新的一批重新检验。7 铺果评定7. 1 经探伤检验，凡缺陷披低于判伤曲线者，该炉批判为探伤无伤，无需再作酸蚀试验，试验报告按低GB 7736一87倍合格报出。7.2 经探伤检验，凡缺陷波高于判伤曲线或底波有显著减弱及消失者，该炉批判为探伤有伤，需作酸蚀试验，试脆报告按酸蚀结果报出。8 检验报告当需方接求时，供方服提供由有关部门认定的越南E级或E级以上技术资格人员签发的检验报告。检验报告应包括下列内容:a. 炉批号、钢号、规格、样号;b. 探伤仪型号、探头种类与规楠、探伤方法;C. 探伤标准;d. 检验结果;e. 检验日期、操作者姓名、签证者姓名及技术资格等级等。附加说明:本标准由首都钢铁公词特殊钢公司负责起草。本标准主要起草人钱海宁、胡荣华、叶弘仁、李群。自本标准实施之日起，原冶金工业部部标准YB89877(钢材低倍缺陷越声被检验法作废。本标准水平等级标记GB 7736一871
