鈦合金鍛件的超聲波探傷 鈦合金比重小(約4.5)、熔點高(1600℃左右)、塑性好，具有比強度高、耐蝕性強，能在高溫下長期工作(目前熱強鈦合金已用于500℃)等優(yōu)點，已經(jīng)越來越多地用作飛機和飛機發(fā)動機的重要承載部件，除了鈦合金材料的鍛件外，還有鑄件、板材(如飛機蒙皮)、緊固件等等?，F(xiàn)代國外飛機上采用鈦合金的重量比已經(jīng)達到30%左右，可見鈦合金在航空工業(yè)上的應(yīng)用有著廣闊的前途。當(dāng)然，鈦合金也存在如下缺點：例如變形抗力大、導(dǎo)熱性差、缺口敏感性較大 (1.5左右)、顯微組織的變化對機械性能影響較顯著等，從而導(dǎo)致在冶煉、鍛造加工和熱處理時的復(fù)雜性。采用無損檢測技術(shù)以保證鈦合金制品的冶金和加工質(zhì)量，就是一個很重要的課題。

　　鈦合金鍛件中容易出現(xiàn)的缺陷

　　一、偏析型缺陷

　　除了β偏析、β斑、富鈦偏析及條狀α偏析外，最危險的是間隙型α穩(wěn)定偏析(I型α偏析)，其周圍常伴有細小的孔洞、裂紋，含有氧、氮等氣體，脆性較大。還有富鋁型α穩(wěn)定偏析(II型α偏析)，也因伴有裂紋并有脆性而構(gòu)成危險性缺陷。

　　二.夾雜物

　　多是高熔點、高密度的金屬夾雜物。由鈦合金成分中高熔點、高密度元素未充分熔化留在基體中形成(例如鉬夾雜)，也有混在冶煉原材料(特別是回收材料)中的硬質(zhì)合金刀具崩屑或不適當(dāng)?shù)碾姌O焊接工藝(鈦合金的冶煉一般采用真空自耗電極重熔法)，例如鎢極電弧焊，留下的高密度夾雜物，如鎢夾雜，還有鈦化物夾雜等。

　　夾雜物的存在容易導(dǎo)致裂紋的發(fā)生與擴展，是不允許存在的缺陷(例如蘇聯(lián)1977年的資料中規(guī)定，鈦合金X射線照相檢查時發(fā)現(xiàn)直徑0.3~0.5mm的高密度夾雜物就必須予以記錄)。

　　三.殘余縮孔

　　見實例。

　　四.孔洞

　　孔洞不一定單個存在，也可能呈多個密集存在，會使低周疲勞裂紋擴展速度加快，造成提前疲勞破壞。

　　五.裂紋

　　主要指鍛造裂紋。鈦合金的粘性大，流動性差，加上導(dǎo)熱性不好，在鍛造變形過程中，由于表面摩擦力大，內(nèi)部變形不均勻性明顯以及內(nèi)外溫差大等，容易在鍛件內(nèi)部產(chǎn)生剪切帶(應(yīng)變線)，嚴重時即導(dǎo)致開裂，其取向一般沿最大變形應(yīng)力方向。

　　六.過熱

　　鈦合金的導(dǎo)熱性較差，在熱加工過程中除了加熱不當(dāng)造成鍛件或原材料過熱外，在鍛造過程中還容易因為變形時的熱效應(yīng)造成過熱，引起顯微組織變化，產(chǎn)生過熱魏氏組織。

　　鈦合金鍛件超聲探傷的幾個問題

　　除了一般鍛件超聲探傷方法中應(yīng)當(dāng)注意的問題外，鈦合金鍛件的超聲探傷還有以下幾個需要注意的問題。

　　一. 原材料的冶金質(zhì)量

　　前面第二部分所述的缺陷大部分是在原材料上就存在的，結(jié)合考慮我國鈦工業(yè)生產(chǎn)的實際情況(原材料、工藝等)，加上鈦合金價格昂貴，加工困難，并且鍛件的形狀一般都比較復(fù)雜，使得鍛件的超聲探傷存在一定的困難(例如死角、盲區(qū)、探測方向不利等)，為了將質(zhì)量隱患盡早阻絕在初始階段，應(yīng)該嚴格把好原材料的冶金質(zhì)量關(guān)，其超聲驗收標準應(yīng)該從嚴要求，其方法也應(yīng)該更為詳細。

　　例如，對鈦合金圓棒，除了按一般周面360°的徑向入射縱波探傷外，還應(yīng)作周面360°的弦向橫波探傷(折射角一般為45°)，以保證發(fā)現(xiàn)直探頭無法發(fā)現(xiàn)的表面和近表面缺陷(例如徑向裂紋)。對于鈦合金方坯、餅坯、環(huán)坯等除了作垂直入射的縱波探傷外，考慮到可能存在沿鍛造變形應(yīng)變線產(chǎn)生的裂紋(在橫截面上多為近似45°取向)及某些傾斜取向的缺陷，還應(yīng)作折射角45°的徑向橫波探傷(國外有些標準還要求作水中5°入射縱波檢查和折射角60°的徑向、弦向橫波檢查，如英國的RPS705和美國的DPS4.713)。

　　由于鈦合金探傷靈敏度要求較高，故縱波探傷宜用5MHz，橫波探傷用2.5MHz(兩者在同一材料中波長相當(dāng))的頻率。在評定、鑒別缺陷時，有時還要使用更高的頻率(如蘇聯(lián)資料建議使用20MHz的頻率)。