金屬材料缺陷,按其存在的位置有表麵缺陷和內部缺陷;按其形態和形成特點分別稱為裂紋、結疤、翻皮、重皮、重接、夾渣、表麵氣泡、皮下氣泡、氣泡暴露等。金屬材料缺陷主要有裂紋、中心疏鬆、縮孔、夾雜物超標等。
主要缺陷是內部缺陷,其次是硬度不均勻、表麵缺陷、開裂等,冒口錠尾缺陷占6.52%。其中主要缺陷是裂紋,其次是疏鬆,部分嚴重的會造成密集性缺陷。總的來看,這些缺陷是可能與冒口補縮、澆注製度、保溫製度以及錠型有關。
金屬材料缺陷對金屬性能的影響
1.縮減材料抗拉強度
缺陷會使得金屬材料在拉伸時形成應力集中,從而導致疲勞壽命縮減,材料的抗拉強度也隨之減弱。
2.降低耐腐蝕能力
表麵缺陷容易成為金屬材料的初始腐蝕點,會加速金屬材料的腐蝕速率,降低耐腐蝕能力。
3.降低金屬材料的疲勞壽命
表麵缺陷會使金屬材料產生應力集中,導致疲勞壽命降低。
4.影響材料的密度和導電性能
氣孔和氣穴會使材料密度降低,異物和氧化皮可能會影響材料的導電性能。
金屬材料缺陷檢測方法
1、視覺檢測
視覺檢測是為簡單和常用的方法之一,它通過肉眼觀察或者借助一些輔助設備(如顯微鏡)來檢測表麵缺陷。這種方法適用於各種材料,成本低廉,但依賴於人眼的判斷,可能存在主觀性。
2、磁粉探傷
磁粉探傷是一種常用於金屬材料表麵缺陷檢測的無損檢測方法。它的原理是利用鐵磁材料上的磁場分布,如果金屬材料表麵存在裂紋、劃傷等缺陷,會影響磁場分布,從而使得鐵磁材料上的磁粉沿著缺陷聚集起來形成磁粉斑點。這種方法不適用於非鐵磁金屬和非金屬材料,但檢測效果較好。
3、超聲波檢測
超聲波檢測是一種高精度的無損檢測方法,適用於識別金屬材料表麵和內部的各種缺陷,如裂紋、氣孔、夾雜等。它的原理是利用高頻超聲波在金屬內部傳播和反射的聲波特性來實現檢測。這種方法被廣泛應用於航空航天、船舶、核能、汽車工業等領域。
4、塗層檢測
許多金屬材料在生產和加工過程中都塗有一層保護性塗層,塗層檢測可以幫助檢測塗層是否有裂縫、麻點、氣泡等缺陷,進而確定金屬材料表麵是否存在缺陷。一些常用的塗層檢測方法包括瑕疵檢測、腐蝕檢測和發光檢測等。
5、渦流檢測
渦流檢測是利用渦流感應原理進行檢測的方法。通過感應線圈產生交變電場,產生渦流,來檢測金屬材料內部的缺陷、異物等問題。這種方法適用於各種金屬材料的檢測,可以檢測到表層的缺陷。
改善金屬材料表麵缺陷的方法
1.表麵拋光
拋光可以去除氣孔和氣穴,使表麵更加光滑並減少疲勞壽命、耐腐蝕以及導電性能方麵的影響。
2.電化學拋光
電化學拋光能夠去除氧化皮和鏽皮,為後續表麵處理提供清潔的表麵質量。
3.化學清洗
化學清洗包括酸洗、堿洗等方法,能夠清除表麵附著上的異物,提高金屬表麵的純度。
4.電沉積技術
通過電沉積技術,可以在表麵製造出一層質地均勻的塗層,提高材料的抗腐蝕性能和機械性能。
金屬材料缺陷檢測相關標準方法
EN10163-3標準適用於熱軋鋼板、熱軋窄帶、熱軋板材或者熱軋鋼帶的表麵缺陷的評定
GB/T 226—2015鋼的低倍組織及缺陷酸蝕檢驗法
GB/T 1979—2001結構鋼低倍組織缺陷評級圖
GB/T 14999.1—2012高溫合金試驗方法 第1部分:縱向低倍組織及缺陷酸浸檢驗
GB/T 14999.2—2012高溫合金試驗方法 第2部分:橫向低倍組織及缺陷酸浸檢驗
GB/T 14999.3—2012高溫合金試驗方法 第3部分:棒材縱向斷口檢驗