一、無損檢測法(不損傷鑄件,適合批量 / 在役檢測)
無損檢測(NDT)檢測內(nèi)部缺陷,可在不破壞鑄件結構的前提下實現(xiàn)缺陷定位和定性,廣泛應用于生產(chǎn)過程質(zhì)量控制和在役零件抽檢。
1. 射線檢測(RT):檢測體積型缺陷
原理:利用 X 射線、γ 射線等穿透物質(zhì)時的衰減特性,通過射線強度差異成像,顯示內(nèi)部缺陷的形狀、位置和大小。
適用缺陷:
體積型缺陷:氣孔、縮松、縮孔、非金屬夾雜(如氧化物、硫化物)、未熔合等。
對平面型缺陷(如裂紋)的檢出率較低(需特定角度照射)。
檢測方式:
膠片射線照相:傳統(tǒng)方法,通過射線穿透鑄件后在膠片上形成影像,缺陷處因射線衰減少而呈現(xiàn)黑色區(qū)域,可永久存檔,但操作較繁瑣。
數(shù)字射線檢測(DR/CR):射線穿透后由探測器直接成像,數(shù)據(jù)可數(shù)字化存儲、分析和共享,效率更高,適合批量檢測。
優(yōu)勢:可直觀顯示缺陷形態(tài),定量分析缺陷尺寸;壓鑄鋁價格對厚度≤50mm 的鋁鑄件檢測靈敏度高(鋁密度低,射線衰減弱,成像清晰)。
局限性:對方向性強的裂紋檢出率依賴射線角度;設備成本較高,需防護措施(避免輻射危害)。
2. 超聲檢測(UT):檢測平面型缺陷
原理:利用超聲波在介質(zhì)中傳播時,遇到缺陷界面會發(fā)生反射、折射或衰減,通過探頭接收反射信號,分析缺陷位置和大小。
適用缺陷:
平面型缺陷:內(nèi)部裂紋、分層、未熔合等。
對體積型缺陷(如小氣孔)的檢出率低于射線檢測。
檢測方式:
脈沖反射法:最常用,通過缺陷反射波的位置(時間)確定深度,波幅判斷缺陷大小。
穿透法:通過接收端超聲波強度衰減判斷缺陷存在,但無法定位。
優(yōu)勢:設備便攜,檢測速度快;對厚度較大的鋁鑄件(如>50mm)仍有效;可檢測裂紋等危險性缺陷。
局限性:對缺陷的定性依賴操作人員經(jīng)驗;表面粗糙或形狀復雜的鑄件需耦合劑輔助,易出現(xiàn)干擾信號。
3. 渦流檢測(ET):檢測近表面缺陷
原理:通過交變磁場在鑄件表面感應出渦流,缺陷會導致渦流畸變,通過傳感器檢測畸變信號識別缺陷。
適用缺陷:近表面(通常<5mm)的裂紋、夾雜、疏松等;對表面開口缺陷敏感。
優(yōu)勢:非接觸檢測,速度快;適合檢測薄壁或管狀鋁鑄件(如散熱器、管道接頭)。
局限性:僅能檢測近表面缺陷,對內(nèi)部深層缺陷無效;受鑄件形狀和材質(zhì)均勻性影響較大。
二、破壞性檢測法(需破壞鑄件,適合抽樣驗證)
破壞性檢測通過解剖或力學試驗暴露內(nèi)部缺陷,適合新產(chǎn)品研發(fā)、鋁鑄件制作廠家工藝驗證或批量生產(chǎn)中的抽樣檢測,用于評估缺陷對性能的影響。
1. 金相檢驗:微觀缺陷分析
原理:對鑄件取樣、切割、打磨、拋光后,通過光學顯微鏡或掃描電鏡(SEM)觀察截面的微觀組織和缺陷形態(tài)。
適用缺陷:
微觀缺陷:晶粒粗大、偏析、微小氣孔、夾雜物、顯微裂紋等。
可分析缺陷成因(如鑄造工藝導致的縮松、熔煉不純導致的夾雜)。
優(yōu)勢:能直觀觀察缺陷的微觀結構,為工藝優(yōu)化提供依據(jù);精度高(可觀察微米級缺陷)。
局限性:屬于抽樣檢測,無法覆蓋整體;樣品制備過程復雜(需嚴格制樣避免人為損傷)。
2. 斷口分析:失效件缺陷溯源
原理:對已失效(如斷裂)的鋁鑄件,通過觀察斷裂面的宏觀和微觀形貌,判斷缺陷類型(如氣孔導致的脆性斷裂、裂紋擴展路徑)。
適用場景:鑄件失效分析,追溯內(nèi)部缺陷(如原始裂紋、夾雜)對斷裂的影響。
檢測工具:體視顯微鏡(宏觀斷口)、掃描電鏡(SEM,微觀斷口形貌)。
優(yōu)勢:直接關聯(lián)缺陷與失效原因,為質(zhì)量改進提供關鍵依據(jù)。
局限性:僅適用于已失效的鑄件,無法用于預防性檢測。
3. 壓力試驗:檢測密封性缺陷
原理:對有密封要求的鋁鑄件(如閥門、壓力容器殼體),通過水壓或氣壓試驗,觀察是否有泄漏,間接判斷內(nèi)部貫通性缺陷(如穿透性氣孔、裂紋)。
適用缺陷:貫通性氣孔、縮松、裂紋(導致介質(zhì)泄漏的缺陷)。
檢測方式:
水壓試驗:向鑄件內(nèi)部充水加壓(如 1.5 倍工作壓力),保持一定時間,觀察表面是否滲水。
氣壓試驗:充入壓縮空氣,涂抹肥皂水觀察氣泡,或通過壓力衰減判斷泄漏。
優(yōu)勢:操作簡單,針對性強(直接驗證密封性能)。
局限性:僅能檢測貫通性缺陷,無法識別非貫通的內(nèi)部缺陷。
三、其他輔助檢測法
1. 滲透檢測(PT):表面及近表面開口缺陷
原理:將滲透劑(熒光或著色)涂覆在鑄件表面,滲透劑通過毛細作用滲入表面開口缺陷,去除多余滲透劑后,通過顯像劑顯示缺陷輪廓。
適用缺陷:表面裂紋、氣孔開口、針孔等(雖主要檢測表面,鋁合金鑄件加工但可間接反映近表面缺陷)。
優(yōu)勢:操作簡單、成本低;對表面開口缺陷靈敏度高。
局限性:無法檢測內(nèi)部非開口缺陷;受表面粗糙度影響大(粗糙表面易產(chǎn)生假信號)。
2. 磁粉檢測(MT):鐵磁性材料專屬,鋁鑄件不適用
需注意:鋁及鋁合金為非鐵磁性材料,磁粉檢測無法用于鋁鑄件內(nèi)部缺陷檢測,僅適用于鋼鐵等磁性材料,此處需特別排除。
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