一、 概述：为什么超声检测（UT）特别适合圆棒和锻件？
检测对象：圆棒（轧制或锻造）和钢锻件。
共同特点：
制造过程中可能产生内部缺陷，如：缩孔残余、疏松、夹杂（ slag）、白点、裂纹、锻造折叠等。
通常用于制造承力件、传动件等关键部件，对内部质量要求高。
几何形状相对规则，有利于超声波束的传入和缺陷的定位。
UT的优势：
探测深度大：对钢制件，有效探测深度可达数米。
灵敏度高：能发现细小的内部缺陷。
缺陷定位准：可精确测定缺陷在深度方向和沿棒材轴向的位置。
对人体无害（相对于射线检测）。
二、 圆棒超声探伤（UT）检测
1. 主要检测方法
对于圆棒，最常用的方法是 纵波直探头检测。
原理：将直探头置于棒材的端面或圆周面，发射垂直于表面的超声波束。超声波在材料内部传播，遇到缺陷（异质界面）或底面时会发生反射。
扫查方式：
径向扫查（端面入射）：适用于长度较短的圆棒。探头放在棒材的一个端面上，沿端面移动扫查。能有效发现与轴线平行的缺陷。
轴向扫查（周面入射）：适用于长棒材。探头沿圆棒外圆周面作螺旋线移动。能有效发现横向缺陷或与轴线垂直的缺陷。
(图示：左为径向扫查，右为轴向扫查)
2. 关键技术与挑战
耦合：多元化使用耦合剂（如机油、甘油、水）排除探头与工件之间的空气，保证超声波有效传入。
曲界面影响：圆棒外圆是曲面，会影响声束的聚焦和扩散，在检测时需要考虑曲率补偿。
盲区：靠近探头表面的区域存在检测盲区。
草状回波（林状回波）：锻轧件晶粒较粗大时，会产生大量草状杂波，干扰小缺陷的识别。
3. 结果评定
通常将缺陷回波幅度与人工反射体（如平底孔）的回波幅度进行比较。
根据相关标准（如 ASTM A388 / A388M， GB/T 4162 等）判定缺陷是否超标。评定指标包括：
缺陷当量尺寸（与多大的人工平底孔相当）。
缺陷埋藏深度。
缺陷指示长度。
三、 钢锻件超声探伤检测
钢锻件的形状比圆棒复杂得多，因此检测方案也更复杂，需要根据锻件的具体形状定制。
1. 检测方法组合
通常采用 纵波直探头 和 横波斜探头 相结合的方法。
纵波直探头检测：
目的：检测与探测面平行或近似平行的缺陷，如锻造折叠、白点、夹杂物等。
应用：主要用于检测锻件的主体部分，如轴类、饼类、块状锻件的心部区域。
横波斜探头检测：
目的：检测与探测面垂直或成一定角度的缺陷，如径向裂纹、焊缝热影响区裂纹等。
应用：主要用于检测锻件的几何形状变化区域，如法兰根部、台阶部位、筒形锻件的内外壁。
(图示：左为直探头检测心部缺陷，右为斜探头检测径向缺陷)
2. 常见锻件类型与检测重点
轴类锻件：重点关注缩孔、疏松、白点、非金属夹杂。通常从两端端面进行径向扫查，辅以圆周面的轴向和周向扫查。
饼类/盘件锻件：重点关注锻造折叠、夹杂物、分层。通常从两个端面进行扫查。
筒类锻件：重点关注内外壁的裂纹、夹杂物。需要采用直探头从外壁检测，同时多元化使用斜探头进行内外壁的横波检测，以发现垂直于表面的裂纹。
3. 标准与质量等级
钢锻件的UT检测遵循严格的标准，常见的有：
中国标准：GB/T 6402《钢锻件超声检测方法》，根据缺陷当量和分布情况将锻件质量分为1~5级。
国际/美国标准：ASTM A388 / A388M《大型锻钢件超声检测方法规范》。
行业标准：如JB/T 8467《锻钢件超声检测》，以及各行业（如船舶、电力、压力容器）的专用标准。
质量等级通常在图纸或技术协议中规定，例如“按GB/T 6402，Ⅲ级合格”。
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