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TT900超声波测厚仪的新应用——利用超声技术测量铸铁的球化率

TT900超声波测厚仪的新应用——利用超声技术测量铸铁的球化率

       铸造行业是我们的传统客户群,比如硬度计的传统用户:那些发动机箱体箱盖的厂家。铸铁常见的是球墨铸铁,球化率不好,就会导致力学性能差,因此,“测球化率”和用里氏硬度计“打硬度值”一样,成为评判球铁铸造质量的重要手段。事实上,“用超声技术测球化率”这一手段一直有应用、一直有切实的需求,只是我们以前很少关注,好在我们正逐步转型:“关注应用、关注服务”,有几个区域已经注意到了这样的需求,在此,就介绍一下这方面的知识和应用。
我们知道,超声纵波在介质中的传播速度是:
球铁的密度ρ和泊松比µ的变化较小,对声速影响不大,因此,可以近似地认为,在外部环境条件一定的情况下,声速只与杨氏弹性模量E有关。而E却是与球化率有关系的,球化率不好,意味着材质中片状石墨增加、弹性模量降低,声速就随之降低。由此可知,用测定材料声速的方法来鉴别球化质量是可行的。而且从理论上讲,只要可以调节声速,任何超声仪器(不管是超声波测厚仪还是超声波探伤仪,也不管是读数型还是A扫描)都可以用来评判球化效果。
如前面所言,球化率与声速有关,那么实际应用当然更倾向于能直接显示声速变化的仪器。这就是“超声波声速仪”(或者叫“球化率测定仪”)的由来。*典型的例子就是DAKOTA的VX系列,实际上那就是一台超声波测厚仪,只不过它直接显示的是声速、配的是低频探头而已。在我们查阅有关资料时,部颁标准《球墨铸铁 超声声速测定方法 JB/T 9219-199》中的内容也验证了这一点:“4.1条款 可采用超声声速测量仪、超声波测厚仪以及由超声探伤仪测时装置连接使用的设备等”,但是要求:“1、工作频率在1~5MHz范围内;2、测时分辨力不低于0.01µs,或测厚分辨力不低于0.01mm”。
也就是说,TT9、TT5、TUD都能做到。相比之下,TT900可能更为适合:首先这款仪器在显示上是厚度与声速可选的、这完全符合球化率测定的应用习惯;其次探头上我们已经可以匹配到自产的1M探头;*后,价格也*为合适。所以,我们可以理直气壮地说,TT900就是一台球化率测定仪!
那么怎么应用呢?首先,用户自己要针对待测批次的工件准备一个标准样(厚度相同、工艺条件相同,球化效果符合要求),其次,用户自己要提出差限要求(相差多少为不合格)。有了这两条,就可以按以下步骤进行操作了:
1,在测量界面下(先要在标准钢试块上校好探头零位),选择并进入“MEASUREMENTS测量菜单”;
2,移动光标至其中的“MEAS.TYPE测量方式”,按右键调至“VELOCITY 声速”,然后逐级返回测量界面,这时你会发现该界面的*上端出现了一行字“REFTHK XX.XX”;
3,按右键,光标会移动到“XX.XX”上,接着按上下键,将“XX.XX”调节为标准件的厚度值,之后按“DONE”,确认调节结果并返回测量状态;
4,此时将探头耦合到标准件上,将显示出一个声速值。该值即为在当前球化状况下,超声波在此标准件中传播的速度;
5,取得合格的声速后,将探头耦合到相同厚度、相同工艺条件的待测件上,如果显示的声速值在用户认可的变化范围内,即代表球化率符合要求,否则,即判定为不合格。
可见,所谓测球化率,并不是说仪器要直接测得球化率值,其实仍然是一个“基于标准状态进行比较”的概念。只要是这个原理,就一定是这样。从上面的公式也可以看得出来,声速和弹性模量有函数关系,但和球化率只有相关关系,而没有直接的函数关系,所以不可能直接得出一个所谓“球化率值是多少”的结论,这一点切记。
实际上,所有的无损检测都是要基于标准状态进行比较的,也就是超探中“当量”的概念。因此,一个仪器能干什么、怎么用、用的好不好,固然有产品质量的因素,但很大程度上也与操作者的实践经验和对应用的理解有关。所以我们一直强调多接触直接用户、多到现场,“关注应用”、“理解技术”,目的就在于此。