不銹鋼鍛件的超聲波檢測(cè)（UT）需針對(duì)其高合金特性（如粗晶、各向異性、聲衰減大）優(yōu)化工藝。以下是基于ASTM A745、GB/T 6402等標(biāo)準(zhǔn)的專業(yè)檢測(cè)方法及關(guān)鍵控制點(diǎn)：

一、不銹鋼鍛件UT檢測(cè)難點(diǎn)與對(duì)策

難點(diǎn)解決方案

粗晶組織干擾 選用低頻探頭（0.5~2 MHz），采用雙晶聚焦探頭或相控陣技術(shù)（PAUT）降低噪聲 

聲波衰減嚴(yán)重 提高發(fā)射電壓（≥400V），使用高阻尼探頭 

各向異性 多方向掃查（至少0°、45°、90°三個(gè)方向），對(duì)比不同角度檢測(cè)結(jié)果 

奧氏體焊縫檢測(cè) 專有探頭設(shè)計(jì)（如爬波探頭），配合TOFD（時(shí)間飛行衍射）技術(shù) 

二、檢測(cè)設(shè)備與參數(shù)優(yōu)化

儀器要求

數(shù)字式超聲波探傷儀，帶寬≥20 MHz，采樣率≥100 MHz（如奧林巴斯EPOCH 650）。

探頭選擇：

縱波檢測(cè)：1~2.5 MHz雙晶直探頭（近表面分辨率高）。

橫波檢測(cè)：1.5 MHz斜探頭（K1~K2，折射角35°~70°）。

相控陣探頭：2.5 MHz線性陣列（16~64晶片），扇形掃描（30°~70°）。

校準(zhǔn)試塊

材質(zhì)匹配：必須與被檢不銹鋼鍛件同系列（如304L鍛件用304L試塊）。

人工缺陷：平底孔（φ1~6mm）、側(cè)鉆孔（模擬裂紋），建議按ASTM E428制作。

三、檢測(cè)前準(zhǔn)備

表面處理

檢測(cè)區(qū)域拋光至Ra≤3.2μm（奧氏體鋼需避免磁性拋光污染）。

曲面部位使用匹配楔塊（如輪轂圓弧面專用斜楔）。

靈敏度校準(zhǔn)

DAC曲線法：用φ2mm平底孔試塊建立距離-振幅曲線，增益余量≥10dB。

TCG校正（相控陣）：對(duì)深度補(bǔ)償，確保全厚度靈敏度一致。

四、檢測(cè)方法與步驟

1. 縱波檢測(cè)（厚度≥50mm）

掃查方式：螺旋線掃查（間距≤探頭直徑1/2），速度≤150mm/s。

缺陷判定：

底波衰減≥50%時(shí)提示存在大缺陷。

當(dāng)量缺陷尺寸計(jì)算：?=AdAr×?r?=×?r（AdAd為缺陷回波幅度，ArAr為參考回波，?r?r為參考缺陷尺寸）。

2. 橫波檢測(cè)（近表面缺陷）

扇形掃描（相控陣）：覆蓋30°~70°，聚焦法則設(shè)置5~10mm步進(jìn)。

缺陷定位：

深度 d=S?cos?βd=S?cosβ（SS為聲程，ββ為折射角）。

長(zhǎng)度測(cè)量：6dB降落法。

3. 雙晶探頭檢測(cè)（薄壁件）

檢測(cè)范圍：3~25mm，分辨率可達(dá)φ0.5mm。

五、缺陷評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（ASTM A745/GB/T 4162）

缺陷類型驗(yàn)收閾值（常規(guī)工況）嚴(yán)苛工況（核電/航空）

單個(gè)缺陷 ≤φ3mm當(dāng)量 ≤φ1.6mm當(dāng)量 

線性缺陷 長(zhǎng)度≤15mm 長(zhǎng)度≤6mm 

密集缺陷 任意100×100mm內(nèi)≤5個(gè)φ2mm 任意50×50mm內(nèi)≤3個(gè)φ1mm 

六、特殊工藝應(yīng)用

TOFD技術(shù)

對(duì)裂紋高度測(cè)量精度達(dá)±0.5mm，需設(shè)置PCS（探頭中心距）=2×tanβ×檢測(cè)深度。

全矩陣捕獲（FMC）

適用于復(fù)雜幾何鍛件，通過(guò)全數(shù)據(jù)采集實(shí)現(xiàn)三維成像。

七、報(bào)告與記錄

必備內(nèi)容：

材料牌號(hào)、熱處理狀態(tài)、晶粒度等級(jí)（ASTM E112）。

缺陷三維坐標(biāo)、當(dāng)量尺寸、取向（用C掃描圖像展示）。

數(shù)據(jù)存檔：原始A掃描數(shù)據(jù)+相控陣S掃描圖像，保存期限≥10年。

八、常見(jiàn)問(wèn)題處理

現(xiàn)象原因分析解決措施

林狀回波 粗晶散射 改用低頻寬帶探頭+時(shí)域?yàn)V波 

信號(hào)漂移 溫度變化導(dǎo)致聲速變化 檢測(cè)前在工件表面放置溫度傳感器校準(zhǔn) 

假缺陷信號(hào) 幾何反射（如鍵槽、孔洞） 結(jié)合CAD模型進(jìn)行仿真對(duì)比 

對(duì)于雙相不銹鋼鍛件（如2205），需額外檢測(cè)α/γ相界面的微裂紋（建議配合微觀組織分析）。檢測(cè)人員需持有EN 473/ISO 9712 UT III級(jí)資質(zhì)。