大锻件超声波检测中草状波缺陷的形成及消除

施建

摘要：结合当前大锻件的实际应用状况，可知其内部存在奥氏颗粒分布并不均匀，应注重正火措施的合理运用，优化构件的使用功能。在大锻件超声波检测过程中，过多的微小裂纹会造成草状波缺陷出现，影响着构件的性能可靠性，需要采取科学的技术措施进行消除。基于此，本文就大锻件超声波检测中草状波缺陷的形成及消除展开论述。

关键词：大锻件超声波检测；草状波；缺陷；消除

在大锻件超声波检测过程中，经常会出现草状波缺陷，影响着构件的使用安全性，需要采取细化颗粒、正火等措施加以消除，但是，实践生产中发现正火举措下经过处理的草状波依旧可能出现。因此，需要对大锻件超声波检测中的草状波缺陷进行深入分析，了解其形成机制，促使相关的消除措施制定与实施更具针对性。

1 基于细化晶粒方面的草状波缺陷形成及消除分析

在分析草状波形成及消除的过程中，由于采取正火细化晶粒的方式可以进行有效处理，则可视为大锻件超声波检测中草状波形成与粗晶有关。结合大锻件内部所包含奥氏体颗粒的结构特征，可知这些颗粒较大，且实际的分布并不均匀。因此，需要在正火细化晶粒的方式作用下消除草状波缺陷。实际操作中应注重加热温度的适当提高，增强细化晶例有效性。但是，由于大锻件中相变区的加热温度提高较为困难，因此，应加强正火细化晶例方式的合理使用。操作过程中为了使细化晶粒能够达到理想的效果，应采用多次正火的方式，促使奥氏体的加热温度能够提高。第一次奥氏体经过加热后晶粒体积相对较大；第二次奥氏体加热过程中，应选取能够保持晶粒体积基本不变的加热温度，并使晶粒表面的碳化物能够被最大限度地溶解，使得经过溶解后的碳化物可视为较小的贝氏体组织。

采取多次正火细化晶粒的过程中，为了得到较为理想的晶粒，应注重空冷方式的高效利用，促使大锻件中的过冷奥氏体分解温度能够下降，保持晶粒良好的冷却效果，确保晶粒细化有效性。当前快速冷却在大锻件生产中难以实现，需要进行更加深入的研究，了解正火中的冷却温度对大锻件内部的晶粒细化效果影响，从而制定出科学的措施消除草状波缺陷。大锻件轴向检测示意图如图1所示。

2 基于微小裂纹的草状波的形成及消除分析

为了提升对大锻件超声波检测中草状波缺陷形成的整体认知水平，应加深对热处理工艺的理解，从而为草状波缺陷的针对性处理提供必要的参考依据。操作过程中对草状波出现的部位进行取样，并进行检验，发现在横向酸浸低倍试片的中心区附近的区域出现了许多大小微小的裂纹与孔洞，造成了草状波缺陷形成。而草状波本质上也是一种缺陷波，与缺陷当量未达到既定的技术规范要求有关。因此，当大锻件内部产生一定数量的裂纹或者孔洞时，也会加大草状波出现的概率。

很多研究者认为正火消除草状波的原因是因为细化了晶粒。但是，为了更好地消除草状波曲线，也需要考虑正火条件下还很可能会使微小缺陷愈合，金属中的裂纹或孔洞缺陷在高温下无需塑性变形，保持一定时间即可修复，有时将其称为自修复。在试验中，可以将比较大的人工缺陷通过热处理而修复，即在一定温度下保温一定时间就可以使裂纹得到修复。对高温高压氢环境下304不锈钢中产生的氢腐蚀甲烷气泡和裂纹进行 600℃×6h热处理，氢蚀气泡和裂纹发生了完全愈合。因此，大锻件超声波检测中应对微小裂纹的愈合作用进行充分考虑，促使草状波缺陷能够得到有效处理，保持构件良好的应用效果。与此同时，应根据各管板锻件的尺寸规格，设置相应的加热温度、时间，在高温条件下进行科学处理。实践生产中通过这种方式能够使管板大锻件超声波检测中的草状波缺陷得以消除，在轴承锻件、管板锻件中应用效果良好。

3 大锻件内微小裂纹的形成及消除分析

热处理工艺使用中，采用高溫塑性变形的方式对大锻件进行处理，会产生一定数量的裂纹，应进行及时修复。一些裂纹修复不及时，会随着时间的推移被保留下来，影响着大锻件的安全使用。因此，大锻件超声波检测中分析草状波形成原因时，应注重大锻件锻造过程中裂纹的有效预防。选用的锻造方法若能对各夹杂类裂纹进行控制时，应注重方法使用中构件变形量控制，促使修复措施作用下的各夹杂类裂纹得以消除。因此，大锻件生产制造中若采用了普通的锻造工艺，应注重终锻火次数量适当增加及变形量合理控制，促使锻件内部的裂纹能够得到必要的修复，裂纹处的孔洞也能得到填充，增强锻件整形效果。

当大锻件经过热处理沟，由于锻件冷却中会产生残余应力，加上锻件内外温差不一致，会产生裂纹，进而造成锻件草状波缺陷的形成。因此，需要加强对大锻件热处理过程中内外温差及残余应力的控制，促使内部金属的收缩过程中能够对表层的金属产生一定大小的拉应力，保持锻件内部应力的动态平衡性。若该拉应力过大时，会导致大锻件内部产生微小裂纹，即超声波检测过程中的草状波。针对这类问题，应在大锻件加工过程中注重冷却速度的严格控制，减少锻件内部的残余应力，促使大锻件能够处于弹性状态，有效地降低各类事故发生率，为草状波的消除提供保障。同时，应注重大锻件加工制造流程的严格把控，降低微小裂纹出现的概率。

4 结束语

通过对以上内容的深入探讨，客观地说明了不同举措的灵活运用对于大锻件超声波检测中草状波缺陷处理的重要性。因此，未来大锻件超声波检测中应提升对草状波缺陷的认知水平，深入分析其成因，制定出切实有效的措施消除草状波，实现对大锻件性能的科学优化，加快我国现代化工业发展速度。

参考文献

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