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鍛件缺陷與材料特性不同而引起的超聲波變化。

在實際工程應用中,由于工作環(huán)境惡劣,大型鍛件常需承受復雜的應力、沖擊振動和重負載荷。同時,由于大型鍛件的生產(chǎn)工序多、生產(chǎn)周期長,故影響其質量的因素也較多,這使得大型鍛件在生產(chǎn)過程中將不可避免地出現(xiàn)這樣那樣的缺陷。因此,對大型鍛件進行實時檢測,提高其產(chǎn)品合格率,已成為提高工程質量、而且保證設備安全的必然要求。

目前,在工業(yè)領域對零件內部缺陷進行無損檢測較常用的方法有為射線、磁粉、滲透、超聲檢測等。射線檢測是一種非常有效的檢測手段,由于其檢測精度高,故在實際生產(chǎn)中得到了廣泛的應用。但這種檢測方法具有強烈的輻射,對人體和環(huán)境有害。故應用該方法進行檢測時,需要有嚴格的防護措施,檢測工作必須在實驗室進行,且必須由經(jīng)驗豐富的人員操作,因此,該方法已不能滿足現(xiàn)代生產(chǎn)需要在生產(chǎn)現(xiàn)場進行檢測的要求。磁粉檢測主要用于工件表面和近表面的缺陷檢測,而不能有效檢測內部缺陷,而且檢測完畢必須對工件進行退磁處理。滲透檢測則基本上只能對表面缺陷進行檢測,工作效率低,而且滲透液對環(huán)境也有污染。

與上述幾種方法相比,利用超聲波則不僅可以檢測零件表面和近表面缺陷,還可較為準確地檢測其內部缺陷;且對環(huán)境無污染,對人體無危害。同時,隨著數(shù)字信號處理技術的高速發(fā)展以及大規(guī)模集成電路的小型化,越來越多的便攜式超聲檢測儀得以應用,這使得人們對工件的現(xiàn)場在線檢測和大批量檢測更加容易。

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視頻作者：定襄縣億欣源法蘭加工有限公司

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鍛件冷卻初期，表層首先冷卻產(chǎn)生體積收縮，由于試樣心部溢度下降較少，體積收縮相應也較小，這樣在同一試樣上內外收縮不同則相互之間發(fā)生作用力。試樣表面的收縮將受到心部的阻礙，于是在試樣表層產(chǎn)生拉應力、心部為壓應力。此應力值隨若溢度的升高而增加，當應力超過心部的屈服強度時，試樣發(fā)生表足拉伸、心部壓縮的塑性變形。

變形的結果使內應力得到一定程度的松弛、應力值降低。當表面溫度接近室溫或淬火冷卻介質的溫度時，心部以相對快的速度冷卻收縮，但此時心部的收縮又受到表層的牽制，結果試樣內形成與冷卻階段初期方向相反的內應力，即在表層產(chǎn)生壓應力、心部為拉應力。由于試樣溫度已經(jīng)很低，鋼的屈服強度明顯升高，熱應力不再引起塑性變形， 這樣的應力分布就被保留下來成為殘留應力。因此，熱應力作用的結果是使鍛件表面呈壓應力狀態(tài)。

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山西鍛件廠的余熱利用有什么意義？

機械零件大量采用碳素結構鋼和低合金結構鋼，其鍛件被常用的熱處理工藝為正火、等溫正火、退火和調質。

調質能耗：采用連續(xù)式電阻爐，淬火溫度840℃~860℃,每kg鍛件實際耗電約為0.6kWh.采用連續(xù)式電阻同火爐，回火溫度550℃~650℃,每kg鍛件實際耗電約0.4kWh。

正火能耗：采用連續(xù)式電阻爐，正火溫度930℃~960℃，每kg鍛件實際耗電為0.5kWh。

等溫正火能耗：采用連續(xù)式電阻等溫正火爐，加熱溫度為920℃~940℃，快速冷卻，等溫溫度600℃~650℃,每kg鍛件實際能耗約為0.8kWh。 

以上數(shù)據(jù)是統(tǒng)計連續(xù)式電阻爐全年的實際平均值，例如實際測量連續(xù)式鑄鏈電阻淬火爐24h生產(chǎn)的單位電耗約0.5kWh/kg,但是，由于在全年生產(chǎn)過程中，故障停爐等各種原因反復升溫，其每千克鍛件實際耗電為0.6kWh。

以上數(shù)據(jù)僅供參考，因為鍛件熱處理能耗大小由爐型、裝載方式、鋼種和生產(chǎn)方式?jīng)Q定，其中周期加熱爐比連續(xù)加熱爐能耗大，例如連續(xù)式網(wǎng)帶電阻爐或連續(xù)式鑄鏈電阻爐能耗損失較小，而臺車式電阻爐能耗損失就較大。

由以上分析可知，鍛件在熱處理過程中要消耗很多能源，因此國外工業(yè)發(fā)達國家均高度重視鍛件的余熱利用，大量采用鍛件余熱熱處理工藝，國內使用也較多，但尚不普及。

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