【国家标准(GB)】 钢的低倍组织及缺陷超声波检验法

中华人民共和国国家标准
钢的低倍组织
及缺陷超声波检验法
Ultrasonic inspecting method formacro-structure and imperfection of steelUDC 669. 14:620
.179. 16
GB 7736—87
1.1本标推适用于方形,矩形、圆形等简单截面的轧制、锻造钢材(坏)的低倍组织及缺陷检验。1.2本标准士要用以发现GB1979—80%结构钢低倍组织缺陷评级图标准中规定的低倍组织及缺陷。1.3在保证钢材(坏)质量达到技术条件规定时，均可使用本标准对钢材(坏)的低倍组织及缺陷进行预检。
1.4在钢材（坏)切取低倍酸蚀试样部位进行超声波检，遇有超出判界限时，需按GB226—77《钢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—般原理
采用超声脉冲反射法，以超声波作钢中传播过程中遇到声阻抗界面发牛反射的原理进行。2.2缺陷当量
采用短横孔人I缺陷的当量法标定。2.3小信号送加
与破坏性枪验力法相比较，超声法不是探某个单一截面的缺荫，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舰定的判伤界限，但由于邻近诸小缺陷信号选加的缘故，也使小缺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信号，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(坏)的周面进行超声波操伤检验，可采取接触法或液浸法。3.2接触法的扫措方式
32.1采用单直探以声束远场为工作区域的扫描方式，称为远场扫描。远场扫描时，以探测试料中心部位至远表面区域的缺陷为主。为保证扫描覆盖良好，声束工作区域应不小于试料直径或边长的55%(图1)。
中华人民共和国治金工业部1987-03-31批准1988-03-01实施
【a)声场图
GB 773687
T.作区域
(b)灵嫩度曲缆
图1单直探头远场扫描时的示意图3.2.2采用联合双探头以声束近场为工作区域的扫描方式,称为近场扫描。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，为保证扫描覆盖良好，声束工作区城应不小于试料直径或边长的55%(图2)。
T作区域
(a)声场图
3.3液漫法的扫描方式
图2联合双探头近场扫描时的示意图当以水为耦合剂时,水层原度应不小于试料直径或边长的1/4。3.3. 1采用纵波法扫描时,探头声束轴线应与试料中心线重合,以探测试料内部区域缺陷为主(图3)。GE7736—87
图3液浸法纵波扫摧示意图
3.3.2.采用横波法扫描时，探头偏心量数值的选取以产生横波为原则.以探测试料近表面区域的缺陷为主(图 4)。
图4液漫法横波扫描示意图
3.4耦合剂
接触法和液浸法均应选用耦合效果良好且对人体及钢材表面无害的耦合介质。3. 5 检验结果的确定
检验结果的确定采用缺陷当量法.即用被检钢材（坏)的缺陷回波幅度与对比试样的人工缺陷回波幅度进行比较。
4对比试样的制备和要求
4.1材料
GB 7736—87
对比试样应选取与被检钢材(坏)衰减系数相近者制备，但允许以衰减系数较大钢材(坏)代替衰减系数较小钢材（坏)制作对比试样，制作对比试样用钢材(坏)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表面状态
采用光面对比试样,其表面粗糙度R，不大于1.6μm。4.3规格Www.bzxZ.net
对比试样应选取与被检钢材(坏)规格相近的钢材(坏)制备，几个规格相近的钢材(坏)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)。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(1)计算斜槽深度b：
—(2S-tgo-t)
式中：5—探测距离，mm
8——半扩敏角(\)：
[——人工横孔长度,mm。
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6值应不小于表1中的数值。
表1斜撸深度6值表
频，MHz
探测距高，mm
61~100
101~16
16]~220
探头直径，mm
4.5.2接式(2)计算斜槽倾角α：声束对斜槽面的入射角，（)。
式中.y—
7伯由式(3)求得：
GB7736—87
A.sin'y+Bsin'y-+C-o .
A—4D\+16S\
P-++-++PI4
B--[4D*+4D . S + sin 2$+16S3+ cos*0]CD..*.
(4)(5)(6)式中：D-晶片直径,mm。(2)
***(5)
出于与斜槽深度b尚样的考患，制作对比试样时，选取斜槽倾角α值应不小下表2中的数值。表2斜槽倾角α的数值表
频率，MHz
探测距商，mm
61~100
101~160
161220
4.6人工缺陷
4. 6. 1 形状
人1.缺陷采用短横孔。
4.6.2尺中
探头直径，am
15．20
4.6.2.1当检验的钢材（）直径或边长不大于160mm时.横孔直径为0.8mm.长度为5mml.5
4.6.2.2当检验的钢材（坏）直径或边长大于160mm时，横孔直径为钢材（坏）吉径或边长的0.5%，长度为10mm。
4.6.2.3横孔直径公差为±0.02mm，长度公为10.1mm。4.6.3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。横孔内壁的粗糙度R应不大于3.2um。4.6.4位
横孔位丁斜槽底面上，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征同一平面内，斜槽简的表面粗糖度R，应不大于1.6μm
4.7.2斜槽面与底面交接处应呈直角。使斜槽底面厚度等于本标准4.6.2所规定的横孔长度，并使横孔与斜槽底面無直,与上斜槽面相切。4.7.3将人工横孔两端的川口用金属箔和粘结剂密封牢固，以保持横孔的物理状态。GB7736—87
4.7.4将整个对比试样镀铬。对比试样测试面镀铬层厚度应不小于0.10mm，其余部位应不小于0.02mml。对比试样测试面的表面粗糙度R。为1.6um。5探伤设备及其调试
5.1探伤设备
5.1.1探伤设备由超声波探伤仪、探头、对比试样、机械传动装置和水樽等辅助装置组成。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.就减器，垂直线性误差、水平线性误差和动态范围等应符合国家专业标准ZBY230--84%A型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件》有关条款的规定。5.1.3具有报警装置的探伤仪，报整灵敏度应在满幅的20%～100%范围内可调。仪器连续工作4h报整闸门漂移应不大于2us，报警灵敏度波动应不大于士5%，5.1.4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作为判界限。5.1.5判伤用的曲线板.其曲线是组距离一幅度曲线，该曲线应根据所用仪器、操头、对比试样和液层厚度等具体条件进行销细的测定绘制而成。5.1.5.1测定曲线时，使用与本标准第4章相同形式的带斜槽光面测试用对比试样，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曲线板应标有缺陷波的位置及调试起始灵敏度时的缺陷波幅度。超过曲线的波幅部分应包括标雄规定提高5dR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（坏)进行测定。般来说，对于轧制、锻造的力形利圆形钢材（还），补偿的dB数值范围波动在3～10dB之间。5.1.6接触法探伤使用单晶片直探头，其直轻或边长为5~25mm，联合双探头其直径或边长为15~25mm。液浸法探伤使用直探头或策焦探头，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探伤设备每次重新使用或变更检验规格时，需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规定的缺陷波幅度调试.报警幅度的选择以满幅的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动态谢试时扫描速度的确定是以重现性良好为原则。接触法的手工操作扫捕速度通常不大于3m/mil，液浸法机械操作扫描速度不大于5m/min。6探伤条件和步骤
6.1探伤条件
6.1.1所检钢材（坏)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清除。对丁经热处埋的试样，当其表面生成有影响超声波正带入射的氧化铁皮时，需用砂轮磨削等办法消除。
6.1.2探伤额率为5.0MHz。对于规格不小于120m的钢材（还）,在能保证探伤要求的条件下，探伤频率叮以采用2.5MHz。
6.1.3为使相当于判伤曲线工作段的有效超声束扫及试料的一个完整横截面，扫描区域的宽度应不小于2倍的探头直径或边长，扫摘次数为3～5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，即可进行探伤检验。6.2.2设备在连续使用中每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.应对设备重新调试.对所检过的试料应作为新的一批重新检验。7结果评定
7.1经探伤检验，凡缺波低于判伤曲线者，该炉批判为探伤无伤，无需再作酸蚀试验，试验摄告按“低倍合格\报出。
GB 773687
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，该炉批判为操伤有伤，需作酸蚀试验，试验报告按酸蚀结果报出。8检验报告
当需方要求时，供方应提供由有关部门认定的超声级或I级以上技术资人员签发的检验报告。检验报告应包括下列内容：
炉批号、钢号、规格、样号：
探伤仪型号、探头种类与规格、探伤方法；b.
探伤标准；
检验结果；
检验口期、操作者姓名、签证者姓名及技术资格等级等。附加说明：
本标雅由首帮钢铁公司特殊钢公司负贵起。本标准主要起草人钱海宁、胡渠华、叶弘仁、李群。自本标推实施之日起，原冶金工业部部标准YB898一77&钢材低倍缺陷超声波检验法》作废。本标准水平等级标记GB7736--871
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