[发明专利]一种钢铁材料内部缺陷的分析方法

说明书

一种钢铁材料内部缺陷的分析方法，其步骤为通过探伤确定缺陷的位置、大致形态，然后通过锯切加工截取尽可能小的包含完整缺陷的矩形试样，选择合适的两个端面，与两个圆柱形连接杆运用摩擦焊的方式使三个试件连接起来，然后使用万能试验机将试件拉断，最后观察断面处缺陷形貌。本发明是根据探查到的钢铁材料内部的缺陷位置信息，将包含缺陷的位置破坏打开，暴露出尽可能多的缺陷形貌，以便于快速、直观地查看整个缺陷的完整端面，又能从微观角度观察缺陷的整体形貌特征。

技术领域

本发明属于钢铁材料质量检验技术领域，涉及一种钢铁材料内部缺陷的分析方法。

背景技术

为提高探伤效率，节约成本，钢铁企业对15mm以上钢板都会使用超声波探伤技术确认钢板内部性能达到技术协议要求，满足客户的使用需求。超声波探伤是利用便携式工业无损探伤设备，可以快速、便捷、无损伤、精确地对工件内部多种缺陷包括裂纹、疏松、气孔、夹杂等进行检测、定位、评估和诊断。超声波探伤技术广泛应用在锅炉、压力容器、航天、航空、电力、船舶制造、钢结构等行业。它是利用超声波在被检测材料中传播时，材料的声学特性和内部组织的变化对超声波的传播产生一定的影响，通过对超声波受影响程度和状况的探测了解材料性能和结构变化。通常是对被测物体发射超声，然后利用其反射、多普勒效应、投射等来获取被测物体内部的信息并经过处理形成图像。

中国专利CN201611186892.4公布了一种“金属材料内部微小缺陷探测方法”，该方法采用的是在疲劳试验机上通过疲劳试验让试样断裂，观察断裂试样断口测出试样断口上的缺陷尺寸，试样的取样尺寸计算较复杂，一些材料的性能参数需其他设备检测；该方法试验设备成本较高，一般钢铁企业没有配备。且制样的周期较长，拉伸试样的处理工艺较复杂，效率较低。且要满足疲劳试验机的试验要求，必须要较长的拉伸试样，而对一些体积较小的试样不适用

中国专利CN110823696A公布了“一种快速准确查找宽厚板探伤缺陷的方法”。该方法加工成符合产品标准的Z向拉伸试样，制成标准的拉伸试样很可能因为加工原因导致缺陷被破坏或者在铣削过程中因为热量集中在缺陷周围而破坏缺陷。在拉伸过程中断裂位置不一定会在缺陷处，虽然有的缺陷比较小却不会成为断裂的起原点。因此按此方法加工可能会破坏部分缺陷，无法保证缺陷的完整性，缺陷较小时拉伸断裂不一定正好在缺陷位置，试验成功率低。

当使用超声探伤确定钢板内部缺陷就会有一定的局限性，因为当缺陷产生在表面1.5~2mm范围内超声探伤有探伤盲区，但是材料在实际应用中又确实存在缺陷造成的材料失效。

我们将表面位置打磨光滑后进行着色探伤就会发现缺陷的存在。这就需要技术人员来分析判断缺陷的形态特征，确认产生这种缺陷的原因，在哪个工序产生的，如何去改进。钢板内部缺陷一般都是通过机械加工的方式把有缺陷的地方分割开暴露出一个端面，现有技术只能在一个侧面上观察。

发明内容

本发明旨在提供一种钢铁材料内部缺陷的分析方法，根据探查到的钢铁材料内部的缺陷位置信息，将包含缺陷的位置破坏打开，暴露出尽可能多的缺陷形貌，以便于快速、直观地查看整个缺陷的完整端面，又能从微观角度观察缺陷的整体形貌特征。

本发明的技术方案：

一种钢铁材料内部缺陷的分析方法，包括以下步骤：

（1）根据钢铁材料的探伤结果进行缺陷的细致定位，确定缺陷在钢板内部的宽度、长度、高度，用油漆笔标注缺陷走向；

（2）用冷加工方式将包含所有缺陷内容的试件锯切出来，获得缺陷位于试样中心区域的待焊样，试样的长度不超过19.5mm，宽度为18~19.8mm，厚度不超过20mm；

（3）在加工后的试样两端用摩擦焊焊接两个直径为Ф16，长度为Ф45~55mm的圆柱体，摩擦焊焊接工艺参数为转速1600~2000r/min，一级摩擦时间1.2~1.6s，压力1.2~1.6MPa，二级摩擦时间1.2~1.5s，压力2MPa，顶锻时间4.0~4.8 s，压力2MPa；