鈦合金棒材徑向貫穿裂紋超聲波探傷波分析

裂紋缺陷是鈦合金棒材中最危險的缺陷之一，結(jié)構(gòu)件中如果存在宏觀微裂紋會大大降低構(gòu)件的機(jī)械承載能力。即使尺寸不太大的微觀裂紋，由于使用過程中會造成應(yīng)力集中，也會成為各種脆性斷裂、塑性斷裂、疲勞斷裂和腐蝕斷裂的斷裂源，從而造成構(gòu)件的低應(yīng)力破壞。因此裂紋類缺陷是鈦合金超聲波探傷要控制的核心缺陷。鈦合金棒材徑向貫穿裂紋缺陷由于裂紋貫穿棒材整個截面，所以屬于高危缺陷。

鈦合金棒徑向貫穿裂紋特征

鈦合金棒材徑向貫穿裂紋通常出現(xiàn)在小規(guī)格鍛造棒材的端頭位置，此類裂紋會從棒材端頭相對兩個圓周面貫穿通裂，在軸線方向延伸深度長短不一，但在斷面上會貫穿延伸至兩側(cè)表面。多數(shù)貫穿裂紋在斷面上呈“S”形分布，靠近棒材中心部位時裂紋裂口較大，擴(kuò)展至邊緣時裂口逐漸減小。

通過超聲波探傷和金相分析試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)鈦合金棒材徑向貫穿裂紋缺陷的波形特征和缺陷形貌之間的對應(yīng)關(guān)系為：

（1）探頭在沿著圓周面旋轉(zhuǎn)檢測時在一定角度范圍內(nèi)會出現(xiàn)底波大量損失同時近中場范圍內(nèi)會出現(xiàn)強(qiáng)反射回波信號，底波損失最低方向?qū)?yīng)貫穿裂紋的垂直擴(kuò)展方向。

（2） 當(dāng)貫穿裂紋逐漸收縮為內(nèi)部裂紋并向表面擴(kuò)展時，裂紋的缺陷回波高度會逐漸降低，裂紋埋藏深度逐漸向表面靠近時，裂紋反射缺陷回波也逐漸向一次底波 B1靠近。

（3）如果探頭在軸向移動中發(fā)現(xiàn)缺陷反射回波降低且底波損失情況逐漸恢復(fù)，且缺陷波峰逐漸向一次底波靠近并最終消失，則說明該貫穿裂紋在逐漸收縮并向棒材表面擴(kuò)展，缺陷回波消失位置即為裂紋擴(kuò)展終止位置。