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锻件缺陷与材料特性不同而引起的超声波变化。
在实际工程应用中,由于工作环境恶劣,大型锻件常需承受复杂的应力、冲击振动和重负载荷。同时,由于大型锻件的生产工序多、生产周期长,故影响其质量的因素也较多,这使得大型锻件在生产过程中将不可避免地出现这样那样的缺陷。因此,对大型锻件进行实时检测,提高其产品合格率,已成为提高工程质量、而且保证设备安全的必然要求。
目前,在工业领域对零件内部缺陷进行无损检测较常用的方法有为射线、磁粉、渗透、超声检测等。射线检测是一种非常有效的检测手段,由于其检测精度高,故在实际生产中得到了广泛的应用。但这种检测方法具有强烈的辐射,对人体和环境有害。故应用该方法进行检测时,需要有严格的防护措施,检测工作必须在实验室进行,且必须由经验丰富的人员操作,因此,该方法已不能满足现代生产需要在生产现场进行检测的要求。磁粉检测主要用于工件表面和近表面的缺陷检测,而不能有效检测内部缺陷,而且检测完毕必须对工件进行退磁处理。渗透检测则基本上只能对表面缺陷进行检测,工作效率低,而且渗透液对环境也有污染。
与上述几种方法相比,利用超声波则不仅可以检测零件表面和近表面缺陷,还可较为准确地检测其内部缺陷;且对环境无污染,对人体无危害。同时,随着数字信号处理技术的高速发展以及大规模集成电路的小型化,越来越多的便携式超声检测仪得以应用,这使得人们对工件的现场在线检测和大批量检测更加容易。
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大型锻件的缺陷有很多种,但是常见的并对工件安全性造成严重威胁的则主要有以下几种:裂纹、白点、缩孔、气泡、夹杂物等。
裂纹内含物多有空气存在,空气的声阻数量级约为102,而金属材料的声阻抗数量级约为106,可见空气和金属材料的声学特性相差很大。由前述结论可知,裂纹与基体材料的边界是“软”边界。
白点一般认为是由于工件热处理过程中氢逸散不充分,残留在基体中而形成的。由于氢气的声学特性阻抗约为1. 15 & 102,远远小于金属材料的声学阻抗。因此,由前述结论可知,白点缺陷与基体材料的边界属于“软”边界。
缩孔与气泡这2种缺陷的内含物均为气体,气体的声特性阻抗数量级为102,远小于金属材料的声特性阻抗,所以这种缺陷与基体材料边界亦属于“软”边界。
非金属夹杂物主要是指钢中的铁及其他元素与氧、硫、氮等作用形成的化合物,以及在炼钢和浇注过程中混入钢中的耐火材料碎片。由于这些碎片的成分主要是SIA l Fe等的氧化物,故可说钢中的非金属夹杂物是气体在钢中存在的一种形式。这类材料的声特性阻抗小于金属基体的声特性阻抗,所以这类缺陷与基体材料的边界可被认为是“软”边界。
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山西锻件厂的余热利用有什么意义？
锻造行业是能源消耗大户，而锻件热处理能耗约占整个锻件生产总能耗30%~35%(其数量和锻件的锻造余热利用及非调质钢应用多少有关），我国每吨模锻件能耗约为0.8t~1t标煤， 与国外工业发达国家相比，存在很大差距，降低能耗不仅可以降低锻件生产成本，提高企业经济效益，锻件能耗约占锻件成本8%~12%(这和能源价格有关），而且能源问题又是关系到一个国家能否可持续发展的重要问题，甚至是关系到人类生存的性重大问题。
热处理是一种能源消耗巨大的工艺过程，因此也存在着巨大节能潜力。还有二废（废气、废水、废渣）排放，污染环境，所以对锻件热处理工艺、工艺材料和热处理设备的改进，都是锻造企业节能减排的重要途径。
充分利用锻件的锻造余热进行热处理，不仅在节能降耗、提升效率等方面有着显而易见的优势，而且又减少三废排放，既节能又环保。我国2007年锻件总产里约为410万t,其中模锻件产里为293万t(汽车模锻件占65%左右），意义重大。
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