不銹鋼鍛件的超聲波檢測（UT）需針對其高合金特性（如粗晶、各向異性、聲衰減大）優化工藝。以下是基于ASTM A745、GB/T 6402等標準的專業檢測方法及關鍵控制點：

一、不銹鋼鍛件UT檢測難點與對策

難點解決方案

粗晶組織干擾 選用低頻探頭（0.5~2 MHz），采用雙晶聚焦探頭或相控陣技術（PAUT）降低噪聲 

聲波衰減嚴重 提高發射電壓（≥400V），使用高阻尼探頭 

各向異性 多方向掃查（至少0°、45°、90°三個方向），對比不同角度檢測結果 

奧氏體焊縫檢測 專有探頭設計（如爬波探頭），配合TOFD（時間飛行衍射）技術 

二、檢測設備與參數優化

儀器要求

數字式超聲波探傷儀，帶寬≥20 MHz，采樣率≥100 MHz（如奧林巴斯EPOCH 650）。

探頭選擇：

縱波檢測：1~2.5 MHz雙晶直探頭（近表面分辨率高）。

橫波檢測：1.5 MHz斜探頭（K1~K2，折射角35°~70°）。

相控陣探頭：2.5 MHz線性陣列（16~64晶片），扇形掃描（30°~70°）。

校準試塊

材質匹配：必須與被檢不銹鋼鍛件同系列（如304L鍛件用304L試塊）。

人工缺陷：平底孔（φ1~6mm）、側鉆孔（模擬裂紋），建議按ASTM E428制作。

三、檢測前準備

表面處理

檢測區域拋光至Ra≤3.2μm（奧氏體鋼需避免磁性拋光污染）。

曲面部位使用匹配楔塊（如輪轂圓弧面專用斜楔）。

靈敏度校準

DAC曲線法：用φ2mm平底孔試塊建立距離-振幅曲線，增益余量≥10dB。

TCG校正（相控陣）：對深度補償，確保全厚度靈敏度一致。

四、檢測方法與步驟

1. 縱波檢測（厚度≥50mm）

掃查方式：螺旋線掃查（間距≤探頭直徑1/2），速度≤150mm/s。

缺陷判定：

底波衰減≥50%時提示存在大缺陷。

當量缺陷尺寸計算：?=AdAr×?r?=×?r（AdAd為缺陷回波幅度，ArAr為參考回波，?r?r為參考缺陷尺寸）。

2. 橫波檢測（近表面缺陷）

扇形掃描（相控陣）：覆蓋30°~70°，聚焦法則設置5~10mm步進。

缺陷定位：

深度 d=S?cos?βd=S?cosβ（SS為聲程，ββ為折射角）。

長度測量：6dB降落法。

3. 雙晶探頭檢測（薄壁件）

檢測范圍：3~25mm，分辨率可達φ0.5mm。

五、缺陷評定標準（ASTM A745/GB/T 4162）

缺陷類型驗收閾值（常規工況）嚴苛工況（核電/航空）

單個缺陷 ≤φ3mm當量 ≤φ1.6mm當量 

線性缺陷 長度≤15mm 長度≤6mm 

密集缺陷 任意100×100mm內≤5個φ2mm 任意50×50mm內≤3個φ1mm 

六、特殊工藝應用

TOFD技術

對裂紋高度測量精度達±0.5mm，需設置PCS（探頭中心距）=2×tanβ×檢測深度。

全矩陣捕獲（FMC）

適用于復雜幾何鍛件，通過全數據采集實現三維成像。

七、報告與記錄

必備內容：

材料牌號、熱處理狀態、晶粒度等級（ASTM E112）。

缺陷三維坐標、當量尺寸、取向（用C掃描圖像展示）。

數據存檔：原始A掃描數據+相控陣S掃描圖像，保存期限≥10年。

八、常見問題處理

現象原因分析解決措施

林狀回波 粗晶散射 改用低頻寬帶探頭+時域濾波 

信號漂移 溫度變化導致聲速變化 檢測前在工件表面放置溫度傳感器校準 

假缺陷信號 幾何反射（如鍵槽、孔洞） 結合CAD模型進行仿真對比 

對于雙相不銹鋼鍛件（如2205），需額外檢測α/γ相界面的微裂紋（建議配合微觀組織分析）。檢測人員需持有EN 473/ISO 9712 UT III級資質。