鈦合金棒材徑向貫穿裂紋超聲波探傷波分析

裂紋缺陷是鈦合金棒材中最危險的缺陷之一，結構件中如果存在宏觀微裂紋會大大降低構件的機械承載能力。即使尺寸不太大的微觀裂紋，由于使用過程中會造成應力集中，也會成為各種脆性斷裂、塑性斷裂、疲勞斷裂和腐蝕斷裂的斷裂源，從而造成構件的低應力破壞。因此裂紋類缺陷是鈦合金超聲波探傷要控制的核心缺陷。鈦合金棒材徑向貫穿裂紋缺陷由于裂紋貫穿棒材整個截面，所以屬于高危缺陷。

鈦合金棒徑向貫穿裂紋特征

鈦合金棒材徑向貫穿裂紋通常出現在小規格鍛造棒材的端頭位置，此類裂紋會從棒材端頭相對兩個圓周面貫穿通裂，在軸線方向延伸深度長短不一，但在斷面上會貫穿延伸至兩側表面。多數貫穿裂紋在斷面上呈“S”形分布，靠近棒材中心部位時裂紋裂口較大，擴展至邊緣時裂口逐漸減小。

通過超聲波探傷和金相分析試驗研究發現鈦合金棒材徑向貫穿裂紋缺陷的波形特征和缺陷形貌之間的對應關系為：

（1）探頭在沿著圓周面旋轉檢測時在一定角度范圍內會出現底波大量損失同時近中場范圍內會出現強反射回波信號，底波損失最低方向對應貫穿裂紋的垂直擴展方向。

（2） 當貫穿裂紋逐漸收縮為內部裂紋并向表面擴展時，裂紋的缺陷回波高度會逐漸降低，裂紋埋藏深度逐漸向表面靠近時，裂紋反射缺陷回波也逐漸向一次底波 B1靠近。

（3）如果探頭在軸向移動中發現缺陷反射回波降低且底波損失情況逐漸恢復，且缺陷波峰逐漸向一次底波靠近并最終消失，則說明該貫穿裂紋在逐漸收縮并向棒材表面擴展，缺陷回波消失位置即為裂紋擴展終止位置。