钢中白点的探伤浅析

钢中白点的探伤浅析

早日高

中国第一重型机械股份公司质量检验中心探伤部黑龙江齐齐哈尔161042

摘要：通过对钢中白点的形成机理的刨析，提供超声波波形形态的理论依据并更好的掌握探伤方法和识别危害性缺陷的能力。

关键词：白点；波形；

Abstract：throughtheunderstandingoftheformationmechanismoftheformationmechanismofwhitespotsinsteelandtheunderstandingoftheinfluencingfactors，thetheoreticalbasisofultrasonicwaveformisprovidedandtheabilitytograspthemethodofflawdetectionandtoidentifytheharmfuldefectsisbetter.

Keywords：whitepoint，waveform；

前言：随着工业的迅速发展，大型机械设备零件不断的被运用。但是，白点这种内发性的缺陷，则对设备零件的使用寿命是一种危害。在不发生塑性变形的前提下，快速失效引起破坏。虽然冶炼锻造的技术不断增强，可在工件中的白点形成机理成为了重点课题。本篇通过白点的形成机理，为超声检测提供可定性的依据。

1白点

白点是指在钢的断面上呈光滑的银白色斑点，在酸洗后的横断面上则呈较多的发丝状裂纹。白点一般发生在中碳含Cr，Mo类合金钢中，它常发生在钢的横截面据表面有一定深度范围内，它表现为细小弯曲的裂纹，具有放射性指向，放大观察时裂纹内无夹杂。白点使钢的伸长率显著下降，尤其是断面收缩率和冲击韧性降低的更多。因此，钢中存在白点的钢是不能使用。

2白点形成氢致说

钢从大气中吸取的含氢物溶解在奥氏体面心立方结构的间隙中，当炉温快速冷却的时候金属晶格从面心立方转变为体心立方结构，间隙中含有过量的氢，随着温度降低氢在钢中的溶解度减小，聚积在钢的晶界处的缺陷显微孔隙中结合成分子态，体积发生急剧膨胀，使其扩散困难，形成巨大的局部压力，增大内压将金属局部撕裂，而形成截面处“人”字形裂纹。形成的温度区间为250～100℃之间，而氢扩散系数最大区间为650～300℃，故在300℃以下来不及扩散的氢就存在于钢中而引起应力。从而为形成白点创造了必要的条件。由于晶界处的能量高，所以对含有Cr，Mo金属的钢中倾向于吸热反应的氢物质提供了能量梯度的“驱动力”便于聚集钢中相对高温区。随着氢物质以分子态沿晶界处“一”字聚集，形成畸变区。畸变区域周围的晶粒结合强度受氢的作用下产生脆化现象。由氢分子内压诱发组织应力的共同作用下，增加了晶界畸变区域的应变，应力的方向指向畸变突起的方向，促使穿晶断裂的过程。使之在截面处发展成为“人”字形的走向。所以白点是含氢物质在晶界处聚集，使之周围的晶粒脆化。在分子内压诱发组织应力的共同作用下，产生截面“人”字形沿晶、穿晶断裂，断裂处含有大量的金属粉末。通常成群出现，呈银白或灰色的光泽。

3高温塑性变形说

另一种说法是高温塑性变形中产生的缺陷处发展形成白点。白点是高温塑性变形中产生的内部发裂，或是高温塑性变形中产生的缺陷处形核，在变形后的冷却过程中热应力作用下促使产生组织应变发展成为内部裂纹。冷却过程中产生的热应力会使材料内部受拉，在这种拉应力的作用下就可能使高温塑性变形中产生的缺陷张开而形成白点。根据这种白点形成机制，防止白点的关键在于制定适当的热加工工艺。在高温塑性变形中，工件内变形和应力分布是不均匀的。根据金属塑性变形理论，高温塑性变形过程中存在着微裂纹的萌生和愈合的过程。多晶体塑性变形中有晶块和晶粒的转动和移动，在此过程中常常会有原子间联系的破坏，这种原子间联系的破坏可使晶体出现显微破裂。从而在工件大的横截面中心部位处提供了白点在缺陷的形核作用。

4超声中的白点

通过上述，对白点的形成机理及分布状态有所了解，白点一般出现在中碳含Cr，Mo钢中，以成群的形式聚集在钢材的中心区或是大截面中心部位，形成温度在200℃到室温环境中，横截面上通常形成中心辐射状呈“人”字形的微裂纹区。所以，在超声波探伤中白点的回波具有三个明显的特征：其一缺陷波形尖锐清晰，各缺陷波彼此独立存在，波峰陡峭，波根狭窄，对底波的影响很大。其二对探头移动十分敏感，当探头稍微移动时缺陷波此起彼伏，交替变化。其三是轴类件中形成环带分布，在示波屏始波和底波之间出现两个中心对称的缺陷波，这种波幅5对底波影响不明显

缺陷的动态波形主要取决于缺陷性质，探头移动过程中，因缺陷性质不同，其反射波变化亦不相同。白点的反射率高，而夹杂物的透射率高，因此白点对底波的衰减比夹杂物大，在同样的灵敏度下，白点的多次底波下降很快，呈现处底波次数少：夹杂物对多次底波下降慢，呈现的次数较多。因为白点属于裂纹性缺陷，因此会降低检测的灵敏度，缺陷波下降较慢而底波下降较快。

结束语

通过白点形成机理广泛接受的两种学说理论，我们可以了解白点的存在状态、分布情况和其特有的形成条件。通过上述理论学说结合本身的超声探伤技术，在白点的缺陷定性提供了一定的理论依据和借鉴对比的作用。为更好的波形识别提供了方法依据。

参考文献：

[1]王德全、臧春和.超声波探伤用于锻件白点缺陷的定性研究[J].柴油机设计与制造，2011年第1期第17卷（总第134期）.

[2]刘德富，刘大琦.关于钢中白点形成机理的探讨[J].大型铸锻件，2008（05）：37-41.

[3]刘伯衡，张科喜.轴类白点超声波探伤[J].无损检测，1987，9（02）：42.