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一种 钢 铁铸件与钢铁锻件的甄别方法

阅读：732发布：2020-10-04

专利汇可以提供一种钢铁铸件与钢铁锻件的甄别方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种钢铁铸件与钢铁锻件的甄别方法，属于检测技术领域，利用A型超声波进行检测，依据工件尺寸规定灵敏度、声程和声速作为初始检测参数，通过超声波的波高进行钢铁铸件与钢铁锻件的甄别。本发明能够实现钢铁铸件与钢铁锻件的快速、无损甄别，操作简单，检测结果直观可靠。，下面是一种钢铁铸件与钢铁锻件的甄别方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种钢铁铸件与钢铁锻件的甄别方法，其特征在于：利用A型超声波进行检测，依据工件尺寸规定灵敏度、声程和声速作为初始检测参数，通过超声波的波高进行钢铁铸件与钢铁锻件的甄别。
2.根据权利要求1所述的一种钢铁铸件与钢铁锻件的甄别方法，其特征在于：A型超声波波高≤27%的为钢铁铸件，A型超声波波高≥52%的为钢铁锻件。
3.根据权利要求2所述的一种钢铁铸件与钢铁锻件的甄别方法，其特征在于：钢铁铸件或钢铁锻件的最大尺寸方向的尺寸D≥500mm。
4.根据权利要求3所述的一种钢铁铸件与钢铁锻件的甄别方法，其特征在于：检测时，A型超声波探头平行于钢铁铸件或钢铁锻件最大尺寸方向。
5.根据权利要求4所述的一种钢铁铸件与钢铁锻件的甄别方法，其特征在于：检测时，A型超声波探头频率为0.5 4MHz，晶片直径为24 40mm，声速为5700 6000m/s，声程与钢铁铸~ ~ ~
件或钢铁锻件的最大尺寸D相同。
6.根据权利要求5所述的一种钢铁铸件与钢铁锻件的甄别方法，其特征在于：探头频率为0.5MHz、1MHz、2MHz或4MHz中的任一种。
7.根据权利要求6所述的一种钢铁铸件与钢铁锻件的甄别方法，其特征在于：通过波高判断钢铁铸件与钢铁锻件的方法如下，①当500≤D≤800时，灵敏度设置为34 55dB，波高≤~
27%时为钢铁铸件，波高≥63%时为钢铁锻件；②当800﹤D≤1000时，灵敏度设置为39 60dB，~
波高≤23%时为钢铁铸件，波高≥69%时为钢铁锻件；③当1000﹤D≤1500时，灵敏度设置为44
65dB，波高≤18%时为钢铁铸件，波高≥66%时为钢铁锻件；④当1500﹤D≤3000时，灵敏度设~
置为48 69dB，波高≤15%时为钢铁铸件，波高≥57%时为钢铁锻件；⑤当3000﹤D≤5000时，灵~
敏度设置为53 74dB，波高≤10%时为钢铁铸件，波高≥52%时为钢铁锻件。
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8.根据权利要求7所述的一种钢铁铸件与钢铁锻件的甄别方法，其特征在于：灵敏度根据工件尺寸和探头频率确定，具体如下，①当500≤D≤800时，探头频率为0.5MHz，灵敏度设置为34 37dB；探头频率为1MHz，灵敏度设置为40 43dB；探头频率为2MHz，灵敏度设置为46~ ~ ~
49dB；探头频率为4MHz，灵敏度设置为52 55dB；②当800﹤D≤1000时，探头频率为0.5MHz，灵~
敏度设置为39 42dB；探头频率为1MHz，灵敏度设置为45 48dB；探头频率为2MHz，灵敏度设~ ~
置为50 53dB；探头频率为4MHz，灵敏度设置为57 60dB；③当1000﹤D≤1500时，探头频率为~ ~
0.5MHz，灵敏度设置为44 47dB；探头频率为1MHz，灵敏度设置为49 52dB；探头频率为2MHz，~ ~
灵敏度设置为54 57dB；探头频率为4MHz，灵敏度设置为62 65dB；④当1500﹤D≤3000时，探~ ~
头频率为0.5MHz，灵敏度设置为48 51dB；探头频率为1MHz，灵敏度设置为55 58dB；探头频~ ~
率为2MHz，灵敏度设置为59 62dB；探头频率为4MHz，灵敏度设置为66 69dB；⑤当3000﹤D≤~ ~
5000时，探头频率为0.5MHz，灵敏度设置为53 56dB；探头频率为1MHz，灵敏度设置为60~ ~
63dB；探头频率为2MHz，灵敏度设置为63 65dB；探头频率为4MHz，灵敏度设置为71 74dB。
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说明书全文

一种钢 铁铸件与钢铁锻件的甄别方法

技术领域

[0001] 本发明涉及甄别方法，尤其是一种利用A型超声波的甄别方法，属于检测技术领域。

背景技术

[0002] 锻件是金属坯料经过锻压机施加压力，使其塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸的工件，相较于铸件，锻件消除了金属在冶炼过程中产生的铸造疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时保存了完整的金属流线，因此锻件的性能远远优于铸件。大型机械中负载高、工作条件恶劣的重要零件，一般均采用锻件。一旦出现铸件替代锻件的情况，往往造成很严重的设备事故和安全事故，因此对于铸件和锻件的甄别十分重要。由于同种化学成分的大型钢铁铸件和大型钢铁锻件可以获得相似的显微组织，因此采用现场金相、现场化学检测等方法，都无法甄别；虽然检测其机械性能，可以甄别铸件与锻件，但是属于破坏性检测，不具备实际操作条件。

[0003] 超声波无损检测技术是有效的无损检测手段，专利文献CN201510219304.1中公开了一种钢锭内部缺陷的超声波A扫描识别方法，具体为利用超声波A扫描功能获得钢锭的超声缺陷特征波形，进而获得缺陷的具体位置和形状特征。该方法是针对钢锭内部缺陷建立的方法，但是现有技术中还没有针对铸件与锻件的超声波甄别方法。

发明内容

[0004] 本发明需要解决的技术问题是提供一种钢铁铸件与钢铁锻件的甄别方法，能够实现钢铁铸件与钢铁锻件的快速、无损甄别，操作简单，检测结果直观可靠。

[0005] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

[0006] 一种钢铁铸件与钢铁锻件的甄别方法，利用A型超声波进行检测，依据工件尺寸规定灵敏度、声程和声速作为初始检测参数，通过超声波的波高进行钢铁铸件与钢铁锻件的甄别。

[0007] 本发明技术方案的进一步改进在于：A型超声波波高≤27％的为钢铁铸件，A型超声波波高≥52％的为钢铁锻件。

[0008] 本发明技术方案的进一步改进在于：钢铁铸件或钢铁锻件的最大尺寸方向的尺寸D≥500mm。

[0009] 本发明技术方案的进一步改进在于：检测时，A型超声波探头平行于钢铁铸件或钢铁锻件最大尺寸方向。

[0010] 本发明技术方案的进一步改进在于：检测时，A型超声波探头频率为0.5～4MHz，晶片直径为24～40mm，声速为5700～6000m/s，声程与钢铁铸件或钢铁锻件的最大尺寸D相同。

[0011] 本发明技术方案的进一步改进在于：探头频率为0.5MHz、1MHz、2MHz或4MHz中的任一种。

[0012] 本发明技术方案的进一步改进在于：通过波高判断钢铁铸件与钢铁锻件的方法如下，①当500≤D≤800时，灵敏度设置为34～55dB，波高≤27％时为钢铁铸件，波高≥63％时为钢铁锻件；②当800﹤D≤1000时，灵敏度设置为39～60dB，波高≤23％时为钢铁铸件，波高≥69％时为钢铁锻件；③当1000﹤D≤1500时，灵敏度设置为44～65dB，波高≤18％时为钢铁铸件，波高≥66％时为钢铁锻件；④当1500﹤D≤3000时，灵敏度设置为48～69dB，波高≤15％时为钢铁铸件，波高≥57％时为钢铁锻件；⑤当3000﹤D≤5000时，灵敏度设置为53～
74dB，波高≤10％时为钢铁铸件，波高≥52％时为钢铁锻件。

[0013] 本发明技术方案的进一步改进在于：灵敏度根据工件尺寸和探头频率确定，具体如下，①当500≤D≤800时，探头频率为0.5MHz，灵敏度设置为34～37dB；探头频率为1MHz，灵敏度设置为40～43dB；探头频率为2MHz，灵敏度设置为46～49dB；探头频率为4MHz，灵敏度设置为52～55dB；②当800﹤D≤1000时，探头频率为0.5MHz，灵敏度设置为39～42dB；探头频率为1MHz，灵敏度设置为45～48dB；探头频率为2MHz，灵敏度设置为50～53dB；探头频率为4MHz，灵敏度设置为57～60dB；③当1000﹤D≤1500时，探头频率为0.5MHz，灵敏度设置为44～47dB；探头频率为1MHz，灵敏度设置为49～52dB；探头频率为2MHz，灵敏度设置为54～
57dB；探头频率为4MHz，灵敏度设置为62～65dB；④当1500﹤D≤3000时，探头频率为0.5MHz，灵敏度设置为48～51dB；探头频率为1MHz，灵敏度设置为55～58dB；探头频率为2MHz，灵敏度设置为59～62dB；探头频率为4MHz，灵敏度设置为66～69dB；⑤当3000﹤D≤5000时，探头频率为0.5MHz，灵敏度设置为53～56dB；探头频率为1MHz，灵敏度设置为60～63dB；探头频率为2MHz，灵敏度设置为63～65dB；探头频率为4MHz，灵敏度设置为71～74dB。

[0014] 由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

[0015] 本发明的一种钢铁铸件与钢铁锻件的甄别方法，能够实现钢铁铸件与钢铁锻件的快速、无损甄别，操作简单，检测结果直观可靠。

[0016] 本发明利用A型超声波对钢铁铸件或钢铁锻件进行扫描，根据波高可以快速地判断出工件为钢铁铸件还是钢铁锻件，无需对钢铁铸件或钢铁锻件进行破坏即可进行甄别，检测过程不会破坏工件整体性和使用性能，实现了快速无损检测，可操作性强。

[0017] 本发明在检测时，钢铁铸件或钢铁锻件的最大尺寸方向的尺寸D≥500mm，A型超声波探头平行于钢铁铸件或钢铁锻件最大尺寸方向时，能够保证超声波检测存在足够长的工作区间，最大限度地累积钢铁铸件和钢铁锻件的超声波衰减的不同。采用探头频率为0.5～4MHz，晶片直径为24～40mm，声速为5700～6000m/s时，可以保证检测的稳定性，增大钢铁铸件和钢铁锻件在波高上的差异，能够达到快速准确地判断出工件是钢铁铸件还是钢铁锻件的目的。

[0018] 本发明在灵敏度的选择上进行了细分，由于工件尺寸的不同，超声波检测的工作区间也不同，衰减的程度也不一样，为了尽可能的增大钢铁铸件与钢铁锻件的衰减程度的差异，对不同的工件尺寸，选择了不同的灵敏度参数，如当500≤D≤800时，灵敏度设置为34～55dB，此时，如果波高≤27％则为钢铁铸件，波高≥63％，则为钢铁锻件。如果对于不同的工件尺寸选择同样的灵敏度范围，则可能由于钢铁锻件和钢铁铸件在超声波穿透过程中能量衰减的大小和底波的高低的差异较小，容易造成误判。此外，除了根据不同的工件尺寸选择不同的灵敏度范围，还限定了选择不同探头频率时灵敏度的选择，如当500≤D≤800时，探头频率为0.5MHz，灵敏度设置为34～37dB；探头频率为1MHz，灵敏度设置为40～43dB；探头频率为2MHz，灵敏度设置为46～49dB；探头频率为4MHz，灵敏度设置为52～55dB。在检测时，能够根据现有的探头情况，灵活地选择探头频率，快速地选出适合的灵敏度参数，使得检测更加符合实际，更加方便，同时能够最大限度地增大铸件与铸件的超声波衰减不同，通过A型超声波检测获得钢铁铸件或钢铁锻件的准确属性，检测准确率高达100％。本发明中灵敏度的设置以及对于波高的判定值的设置，是能够准确进行判断的重要参数。附图说明

[0019] 图1是实施例1中钢铁锻件超声波检测结果；

[0020] 图2是实施例2中钢铁铸件超声波检测结果；

[0021] 图3是实施例3中钢铁锻件超声波检测结果；

[0022] 图4是实施例4中钢铁铸件超声波检测结果；

[0023] 图5是实施例5中钢铁锻件超声波检测结果；

[0024] 其中，横坐标为声程，单位％，每一个格为10％，10表示100％；纵坐标为波高，单位％，每一个格为10％。

具体实施方式

[0025] 下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。

[0026] 一种钢铁铸件与钢铁锻件的甄别方法，利用A型超声波进行检测，依据工件尺寸规定灵敏度、声程和声速作为初始检测参数，通过超声波的波高进行钢铁铸件与钢铁锻件的甄别。其具体实施过程如下：测量工件尺寸，要求工件的最大尺寸D≥500mm。选取A型超声波探头频率为0.5～4MHz，优选地，探头频率为0.5MHz、1MHz、2MHz、4MHz，晶片直径为24～40mm，声速为5700～6000m/s，声程与钢铁铸件或钢铁锻件的最大尺寸D相同。根据工件最大尺寸，设定A型超声波检测参数：①当500≤D≤800时，灵敏度设置为34～55dB；②当800﹤D≤
1000时，灵敏度设置为39～60dB；③当1000﹤D≤1500时，灵敏度设置为44～65dB；④当1500﹤D≤3000时，灵敏度设置为48～69dB；⑤当3000﹤D≤5000时，灵敏度设置为53～74dB。优选地，当500≤D≤800时，探头频率为0.5MHz，灵敏度设置为34～37dB；探头频率为1MHz，灵敏度设置为40～43dB；探头频率为2MHz，灵敏度设置为46～49dB；探头频率为4MHz，灵敏度设置为52～55dB；②当800﹤D≤1000时，探头频率为0.5MHz，灵敏度设置为39～42dB；探头频率为1MHz，灵敏度设置为45～48dB；探头频率为2MHz，灵敏度设置为50～53dB；探头频率为
4MHz，灵敏度设置为57～60dB；③当1000﹤D≤1500时，探头频率为0.5MHz，灵敏度设置为44～47dB；探头频率为1MHz，灵敏度设置为49～52dB；探头频率为2MHz，灵敏度设置为54～
57dB；探头频率为4MHz，灵敏度设置为62～65dB；④当1500﹤D≤3000时，探头频率为0.5MHz，灵敏度设置为48～51dB；探头频率为1MHz，灵敏度设置为55～58dB；探头频率为2MHz，灵敏度设置为59～62dB；探头频率为4MHz，灵敏度设置为66～69dB；⑤当3000﹤D≤5000时，探头频率为0.5MHz，灵敏度设置为53～56dB；探头频率为1MHz，灵敏度设置为60～63dB；探头频率为2MHz，灵敏度设置为63～65dB；探头频率为4MHz，灵敏度设置为71～74dB。

[0027] 选择A型超声波的检测面，检测面与工件尺寸最大的方向垂直，在检测面上选择任意选择两个点作为检测点，刷耦合剂，超声波检测，根据波高进行判定：①当500≤D≤800时，波高≤27％时为钢铁铸件，波高≥63％时为钢铁锻件；②当800﹤D≤1000时，波高≤23％时为钢铁铸件，波高≥69％时为钢铁锻件；③当1000﹤D≤1500时，波高≤18％时为钢铁铸件，波高≥66％时为钢铁锻件；④当1500﹤D≤3000时，波高≤15％时为钢铁铸件，波高≥57％时为钢铁锻件；⑤当3000﹤D≤5000时，波高≤10％时为钢铁铸件，波高≥52％时为钢铁锻件。当两个点判定结果一致时，即作为判定结果；当两个点判定结果不一致时，则重新检测。

[0028] 实施例1

[0029] 1000×1000×2800mm的45#长方体工件，选取1000×1000mm平面为检测面，在检测面上任意选择两个距离200mm的点作为检测点，刷耦合剂，进行超声波检测。

[0030] 检测条件：A型超声波设备(USM-36)，耦合剂为常用机油，探头频率为2MHz，晶片直径为24mm，声速为5900m/s，灵敏度为56db，声程为2800mm。

[0031] 检测点1的波高为74％，检测点2的波高为81％，两个检测位置的超声波均大于57％，因此判定该工件为钢铁锻件。

[0032] 实施例2

[0033] 圆柱体42CrMo工件，选取圆面为检测面，在检测面上任意选择两个距离200mm的点作为检测点，刷耦合剂，进行超声波检测。

[0034] 检测条件：A型超声波设备(USM-36)，耦合剂为常用机油，探头频率为2MHz，晶片直径为24mm，声速为5800m/s，灵敏度为51db，声程为1000mm。

[0035] 检测点1的波高为20％，检测点2的波高为16％，两个检测位置的超声波均小于23％，因此判定该工件为钢铁铸件。

[0036] 实施例3～5

[0037] 实施例3～5与上述实施例1相同，所不同的参数如下面表1中所示。

[0038] 表1

[0039]

[0040] 经检测，实施例3两个检测点的波高均大于63％，因此判定该工件为钢铁锻件，实施例4两个检测点的波高均小于18％，因此判定该工件为钢铁铸件，实施例5两个检测点的波高均大于52％，因此判定该工件为钢铁锻件。

[0041] 试验例

[0042] 分别将实施例1～5进行机械性能检测(参照JB/T5000.4-2007、JB/T5000.6-2007、JB/T5000.8-2007)，判断其为钢铁铸件还是钢铁锻件，将其检测结果与实施例1～5检测结果进行对比，结果如表2所示。

[0043] 表2

[0044]

[0045]

[0046] 从表2中可以看出，本发明实施例1～5利用A型超声波进行的钢铁铸件与钢铁锻件的甄别结果与机械性能检测结果一致，说明本发明的甄别方法准确可靠，并且与机械性能检测相比，具有检测快速、无需破坏工件的优点。

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一种钢铁铸件与钢铁锻件的甄别方法

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