钛合金超声波检测分析

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3.0 李琳琳 2024-09-30 5 4 1.06MB 36 页 15积分

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钛合金超声波检测分析第I页

摘要

我是宝钢股份特殊钢分公司质保部的一名员工，长期从事无损检测工作。在所接触

的产品中钛合金产品的检测要求非常严格，一般单个缺陷为 Φ0.6～Ф0.8mm﹑杂波水平

为Φ0.6-12dB～Ф0.8-12dB。而由于钛合金本身组织问题，因此钛合金超声波检测的难

度就是如何对隐藏在杂波中的缺陷进行检测和判断性质。目前，无论是用摸拟机或数字

机检测；还是用接触法或液浸法检测都是比较困难的。但随着经验的积累和新知识的充

实并本着学习、创新的精神，想对这一问题进行更进一步的研究和探讨。

关键词：钛合金﹑超声波﹑ 信噪比﹑杂波﹑底波

Abstract

I am working for Bao steel-special steel Company, I have been arranged as a ultrasonic

钛合金超声波检测分析第II 页

operator for many years. Testing titanium alloy is very meticulously, normally the isolate is

Φ0.6～Ф0.8mm﹑signal-to-noise ratioΦ0.6-12dB～Ф0.8-12dB。It is difficult to find the way

to inspect and judge the defect that is hidden in grass when we do ultrasonic testing for

titanium alloy. Currently，it is hard to achieve whatever it is use modern digital instrument or

analogue instrument ; Whatever we use immersion testing or direct contact method. Now I

would like to study and discuss it based on experience and knowledge I have learnt.

Keywords: Titanium alloy, Ultrasonic, Signal-to-noise ratio, Grass, Button echo

1引言 1

2 钛合金概述 4

2.1 钛合金定义及基本特性 4

钛合金超声波检测分析第III 页

2.2 钛合金锻件中容易出现的缺陷 5

2.3 特冶厂钛合金特点 11

3 超声检测概述 14

3.1 超声检测方法概述 14

3.2 超声波检测中杂波及底波损失的危害性 16

3.3 超声检测中杂波水平和底波损失的定义及其评定方法 16

4 钛合金检测中涉及的标准 24

4.1 国内涉及的主要标准 24

4.2 国外涉及的主要标准 24

5 超声换能器 26

5.1 超声波产生原理简介 26

5.2 探头的选择 28

6 案例分析 30

6.1 检测设备 30

6.2 换能器 31

6.3 试块 31

6.4 扫查方案 31

6.5 结果分析 32

7 应对 34

参考文献 35

致谢 37

钛合金超声波检测分析第1页

1 引言

钛是一种新金属，由于它具有一系列优异特性，被广泛用于航空、航天、化

工、石油、冶金、轻工、电力、海水淡化、舰艇和日常生活器具等工业生产中，它被

誉为现代金属。金属钛生产从 1948 年至今才有半个世纪的历史，它是伴随着航

空和航天工业而发展起来的新兴工业。它的发展经受了数次大起大落，这是因为

钛与飞机制造业有关的缘故。但总的说来，钛发展的速度是很快的，它超过了任

何一种其他有色金属的发展速度。作为最早的应用，就是为军事航空工业提供高

性能材料。随着各国军事工业的发展，钛的应用领域被不断拓宽。至今，钛已在

航空航天、核能、舰船、兵器及等诸多领域获得越来越多的应用，成为重要的战

略金属材料。其应用水平也成为衡量一个国家武器装备先进程度，反映一个国家

的军事水平和军事实力的重要指标。

钛在军事工业上使用，主要是基于钛及钛合金具有的优异性能：

（1）减轻结构质量，提高结构效率。先进的战技性能要求飞机具有比较低的结

构质量系数（即机体结构质量/飞机正常起飞质量），钛合金的密度小，比强度

高，代替结构钢和高温合金，能大幅度减轻结构质量。

（2）钛合金的耐热性符合高温要求。目前经合金化后的热强钛合金最高使用温

度可达 500°C~600°C，结构钛合金的使用温度也可达 300°C~400°C，常用的 TI-

64V 能在 350°C 下长期工作，在飞机的高温部未（如后机身等）可取代高温使

用性能不能满足要求的铝合金，TC11 能在 500°C 下长期工作[3]，在发动机的压

气机部件可取代高温合金和不锈钢。

（3）可与复合材料结构匹配。为减轻结构质量和满足隐身要求，先进飞机大量

使用复合材料，钛与复合材料的强度、刚度匹配较好，能获得很好的减重效果，

同时，由于二者的电位比较接近，不易产生电偶腐蚀。

（4）优异的耐腐蚀性。钛在中性和氧化性气氛及众多恶劣环境中具有比其它金

属材料更优异的耐蚀性能，受环境条件制约的程度小。

除上述特性外，钛还具有高韧性、高弹性、无磁等诸多优点。这些都为钛在

军事工业中的应用提供了可选择的条件。

钛除了在军事工业上使用外，在人们的日常生活领域也越来越重要。我国有

漫长的海岸线，滨海建筑受海洋气候的影响较大，腐蚀严重；公路、铁路、工厂

附近的建筑因大气污染，腐蚀也较严重。无论是从美观、艺术的角度出发，还是

考虑建筑的耐蚀性，均需用钛来取代常规建筑用金属材料。人们对城市建筑物的

要求，尤其对建筑物的美观性要求越来越高；伴随建筑工业的发展，近年来建

筑师追求使用比传统材料更高级的建筑材料。钛的一系列优异特性使之能完全满

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钛合金超声波检测分析第I页摘要我是宝钢股份特殊钢分公司质保部的一名员工，长期从事无损检测工作。在所接触的产品中钛合金产品的检测要求非常严格，一般单个缺陷为Φ0.6～Ф0.8mm﹑杂波水平为Φ0.6-12dB～Ф0.8-12dB。而由于钛合金本身组织问题，因此钛合金超声波检测的难度就是如何对隐藏在杂波中的缺陷进行检测和判断性质。目前，无论是用摸拟机或数字机检测；还是用接触法或液浸法检测都是比较困难的。但随着经验的积累和新知识的充实并本着学习、创新的精神，想对这一问题进行更进一步的研究和探讨。关键词：钛合金﹑超声波﹑信噪比﹑杂波﹑底波AbstractIamworkingforBaosteel-sp...

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