JB江T9219-1999前言本標準是對jB/L265-86《球墨鑄鐵的超聲聲速測定方法》的修訂。修訂時,對原標準作了編鞋性修改,主要技術內容沒有變化本標準自實施之日起代替JB/Z265—86。本標準的附錄A和附錄B都是標準的附錄。本標準由全回鑄造標準化技術委員會提出并歸口。本標準起草單位:沈陽鑄造研究所本標準主要起草人:夏仁凱、何后躍17中華人民共和國機械行業(yè)標準球墨鑄鐵超聲聲速測定方法IB/T9219-1999Test method of ultrasonic sound velocity代替J3∠26586for spheroidal graphite cast i1范圍本標準規(guī)定了用超聲脈沖法、接觸式手動操作測量球墨鑄鐵中超聲傳播速度(以下簡稱聲速)的力法本標準適用于球墨鑄鐵超聲聲速的測定。其他鑄鐵也可參考使用。2引用標準下列標準所包含的條文,通過在本標準屮引用而構成為本標準的條文。本標準出版時,所示版本均為有效。所有標準都會被修訂,使用本標準的各方應探討使用下列標準最新版本的可能性。YBT5148-1993金屬平均晶粒度測定方法3—般規(guī)定3.1本標準是釆用脈沖反射或穿透的方法,測量超聲縱波在試件中傳播時間(簡稱聲時)的原理,來定聲速的工業(yè)試驗方法。3.2試件檢測部位的厚度應熊正確測定,檢測表面平直無影響測量結果的毛刺、氧化皮、粘砂及油漆等,探測部位兩相對平面的平行度不大于3°。3.3操作人員除熟悉儀器設備性能、熊正確調整和使用外,應具備球墨鑄鐵方面的一般知識4儀器4.1根據(jù)具體情況,可釆用超聲聲速測量儀、超聲測厚儀以及由超聲探傷儀和測時裝置連接使用的設備等,但應滿足下列要求a)工作頻率在1~5MHz范圍內;b)測時分辨力不低于0.0ls,或測厚分辨力不低于O.01mm;c)儀器在室溫工作的不穩(wěn)定度低于0.2%,測量非線性不大于0.205僅器的調整5.1本測量方法是基于被測試件的未知聲速與鋼制校正試塊或水的已知聲速相比較而得出的。丙此,每次測試前必須先用校正試塊或水標定儀器,在連續(xù)使用時應定時校核。5.1.1校正試塊采用壓延或拉拔的中碳鋼制造,經(jīng)熱處理使其金屬組織均勻,晶粒度按YBT5148在五級以上,表面粗糙度Ra應不大于2.5Pm,長度建議50或100mm,鋼試塊的聲速應用標準水聲速校正5.1.2蒸鎦水的標準聲速見附錄A(標準的附錄)。5.2用冋步脈沖作為測時裝置開門信號的儀器,由于信號轉換和傳輸在時間t的滯后,將造成聲時在國家機械工業(yè)局1999-06-24批準2000-01-01實施418JB/T9219-1999儀器上示值與真值之間的誤差,因而,必須先行校零。52.1設有較零裝置的儀器,校零方法可按儀器使用說明書進行5.2.2沒有校零裝置的儀器,調整方法見附錄B(標準的附錄)。6方法6.1根據(jù)被測試件的形狀、厚度等情況,可選川脈沖反射法或穿透法測量6.2脈沖反射法-用單一探頭兼起發(fā)射、接收超聲波的作用,用顯示器顯示超聲波在材料中的往返傳播時間。6.2.1具有顯示聲時值裝置的儀器,按第3章調整儀器測出試件中相鄰兩個底面回波間的時間間隔住測得測量部位的厚度后,按式(1)計算聲速:V=2H·平·?！さ取?1)式中:V1超聲縱波速度,m/s;H—試件被測部位厚度,mm1—-相鄰兩底面回波間的時間間隔,6.2.2用脈沖反射式超聲測厚儀,要根據(jù)儀器量程制備套厚度成等差級數(shù)整數(shù)遞增的校i試塊,材質要求見5.1.1。當測量試件時,應先使用兩塊校莊試塊,一塊厚度小于試件測試部位的厚度:-塊大于試件測試部位的厚度,來校正儀器的線性。當儀器上厚度顯示與兩塊校正試塊的實際厚度均·致后,再測得試件的顯示厚度和實際厚度,按式(2)計算聲速:(2)式中:V1.試件中的超聲縱波速度,m/s;V1校正試塊的已知超聲縱波速度,m/s;H一試件測量部位的實際厚度,mm;H—儀器上顯示的試件測量部位厚度,m6.3穿透法分別將發(fā)射、接收超聲波的兩個探頭置于試件測量部位兩側的平面上,并使兩探頭的軸線基本重合,測定超聲波的穿透時間,實測兩檢測面之間的厚度后,按式(3)計算聲速式中:Y試件的超聲縱波速度,m/s;H—試件檢測部位的實際厚度,mm;穿透試件檢測部位的聲時,。7聲速測量在鑄件上的應用7.1球墨鑄鐵是一種刈性材料,能傳播超聲波(縱波、橫波、表面波),其巾,縱波傳播速度遵循在尢限大固體介質中的表達式見式(4):E·4+;·甲,號t·4上,··中··.P“e(1÷0)(1一2a)式中:V1超聲縱波速度,m/s;E楊氏彈性模量,N/m2材料密度,kg/泊松比(橫向與縱向變形之比)由Ⅰ球墨鑄鐵屮有游離石墨存在,它對式(4)中的物埋量有定影響tJ/T92191999所以,聲速將隨游離石墨形狀、數(shù)量、大小和金屬基體結構而變化7.2應用條件7.2.1用聲速法評價球墨鑄鐵質量,要求生產(chǎn)工藝相對穩(wěn)定7.2.2在應用中根據(jù)生產(chǎn)條件建立起各自的聲速與力學性能、球化程度間的對應關系7.2.3只有在基體相似的情況下,才能評價球化程度和力學性能8應用指導8.1推薦用寬頻帶放大和窄脈沖探頭的儀器,在不具備這種儀器時,建議盡可能用穿透法檢測,但試件厚度小于30mm時,應用反射法檢測。8.1.1用穿透法檢測時,應盡可能使接收的超聲脈沖前沿飽和。8.1.2脈沖反射法用于檢測厚度小于15mm的薄件時,可用多次反射法取在試件中超聲波往返一次傳播時間的算術平均值計算聲速8.2t于聲速值的誤差取決于厚度和聲時的測最誤差,所以,薄件應避免在毛壞面上檢測。8.3試件厚度測量應保證測厚相對誤差小于0.5%。8.4在實體鑄件上檢測時,應選有代表性的部位定點檢測。8.5在沒有示波管監(jiān)視裝置的儀器上用反射法檢測時,如果發(fā)現(xiàn)並示值異常,要設法驗證。86檢測時校正試塊與被測試件的溫度差不宜超過30℃。JB/T92191999附錄A(標準的附錄)蒸餾水的標準聲速溫度速溫度盧速溫度15.01470.61479.21.15,21471.118.6上4?9.622.1 '+&8,i13,41471,6t48().115.61472.119.01480,522.4「:89,115.81172.61481.122.1-18C.15.(1173,119.41481,622,81473,613,E118223.49.616,11474.119.81182,614116.51474.62U.01483.123.4491.行l(wèi)6.81475.120.21483.611$12.1171175.620.448.123.81:2.17.21476,20.6l484.621.01493.117.41476.6}.81185.1.217.61477.121.01485,624.119i,117.81477.621.21486.12.5l13+,B18.1478.121.4486.624.81495.118.214?8.621.G1487.125.Ct195.6附錄B(標準的附錄)滯后時間的測定夲附錄儀適用于有報警閘門的A型脈沖反射式超聲波探傷儀與測時裝置配合使H時滯后時間的測定。B1探傷儀與測時裝置的連接使用按儀器說明書進行B2在以超聲波探傷儀同步脈沖直接作測時裝對的開門信號,而把由探傷儀報閘門選通的回波信導(超聲視頻脈沖)作為測時裝置的閉門信號時,所測得試件中超聲波傳播的聲時,將大于實際聲時B3測定方法B3.1脈沖反射法B3.1.1將探頭與校豇試塊(3.1.1)在耦合良好情況下,調節(jié)探傷儀冇關旋鈕·使示波屏顯小煩次以上的清晰回波,并使第一次回波l1達到示波姘垂直顯示極限80%以上的幅值B3.1.2調節(jié)探傷儀報警閘門位置,使B:落人闞門內,測得始波T與B1之間的時間間隔1B3.1.3調節(jié)探傷儀增益使第二次回波B2的幅值與B,相同,并將閘門位置后移,使B:落入閘門內,mJB/T9219-1999測得始波T與B,之間的時間間隔t,見圖B1BB 2圖B1設滯后時間為△t,在分別測得t1及t后,則:△=2t1-t……………………………………………(B)式中;M—滯后時間,ps;t1始波與第一次回波之間的時間間隔,s;始波與第二次回波之間的時間間隔B3.2穿透法B3.2.將發(fā)、收超聲波功能分開的兩只探頭,分別置于校正試塊的兩相對平面上,調節(jié)探傷儀有關旋鈕,使示波屏上出現(xiàn)清晰的兩個穿透波波形后,增大輸出和增益在不出現(xiàn)儀器噪聲的情況下,盡量使超聲脈沖前沿飽和。B3.2.2調整閘門位置使第一個穿透波PL落入閘門范圍內,測得始波T與P之間的時間間隔t1,然后,再移動閘門位置,使第二個穿透波P2洛人閘門范圍內,而測得t,見圖B2由于t是超聲波通過試塊厚度三倍的傳播時間,改滯后時間M為…………………………………〈132)式中:—-滯后時間,Ps;t1---始波與第一個穿透波之間的時間問隔,pst-始波與第二個穿透波之間的時間間隔ps。Pt?圖B2B3.2.3也叮以用兩塊厚度是整數(shù)倍的同材質試塊進行分別測試而求得△。B4由于探頭的性能不盡一致,所以,對所用的探頭應分別測定。B5實測試件的聲時操作方法同第B3單,并應減去滯后時間之后計算聲速。422