(2)将X光底片上有夹杂显示的、编号为18A03033的叶片横截面磨制成金相试样进行组织观察和成分分析 。 缺陷位于叶身中部近叶背位置(图7) 。 经显微镜和扫描电镜观察得:缺陷横截面有两块大小约为0.22mm×0.08mm和0.3mm×0.18mm均呈不规则固体形态大块中间有破碎现象缺陷与基体界限分明但未见分离现象(图8) 。 能谱分析为:块状缺陷从中心部位到与基体交界处钨含量略有下降趋势(90%～82%)中间破碎的黑色区为基体成分但钨含量较正常值偏高(约为16%正常值为5%～6%) 。
由以上分析可知X光显示缺陷均为钨夹杂其中18A01087叶片暴露于表面的缺陷呈不规则块状缺陷与基体界限分明但未见分离现象;18A01035叶片缺陷均呈“海绵”状缺陷和基体相互包容交界处未见分离现象;18A03033叶片两个缺陷呈不规则固体形态大块中间有破碎现象缺陷与基体界限分明但未见分离缺陷和基体交界处成分有互溶现象 。
3.2钨夹杂的成因分析
钢厂现行GH4049合金冶炼工艺为真空感应加电渣重熔并采用小炉配大炉的生产工艺根据其工艺要求电渣重熔电极需要四根合金锭焊接成一支电极进行 。 即采用200kg真空感应炉熔炼浇注成φ80mm电极棒每炉三支电极棒和成分相近的、另一炉的一支电极棒通过手工钨极氩弧焊连接一起 。 GH4049合金中含有5.0%～6.0%的钨但是在真空感应熔炼时钨是以W30%Ni70%的Ni-W中间合金形式加入熔炼时有足够的时间熔化况且电渣重熔只是电极重熔而已不再加入钨或钨的中间合金因此可以肯定合金冶炼时不会产生高密度钨夹杂钨夹杂只能是在焊接电极时产生 。 导致焊接电极时产生高密度钨夹杂的可能性有两种:一是由于操作不慎钨丝粘在电极棒上;二是钨极蒸发沉积到陶瓷管内边缘沉积较多时被氩气吹入到焊缝中而带入 。 以上两种情况都可将高熔点钨带到电渣重熔中3380℃熔点的钨不可能完全熔化而保留在钢锭中在棒材锻轧过程中沿纵向被拉长成长条状 。 一般钨丝粘在电极棒上的表现为实体状形态;钨极蒸发沉积到陶瓷管内边缘的表现为疏松状形态 。 在理化解剖钨夹杂叶片的金相图上这两种形态的钨夹杂都存在进一步证明上述两种产生高密度钨夹杂的可能性同时存在是导致GH4049合金产生高密度钨夹杂的根本原因 。
4钨灯丝X射线检查试验
为验证X射线对钨夹杂检测的灵敏度从25W的灯泡中取出两段长约4～5mm的钨丝(其直径为φ0.01mm)将其分别放在成品叶片的进排气边、叶身及箍段上 。 经X射线透照在底片上均可见白亮的钨丝影像具体透照参数及试验中射线照相的相对灵敏度见表2 。
5结论
(1)通过对含钨夹杂的GH4049材料零件的X射线检查可以看出由于钨的密度较基体高很多使得透射射线的强度相差很大在X光底片上钨夹杂的影像呈现很亮的白点、连续或断续的线等极易分辨 。 而且X射线底片无论从黑度上还是从影像质量上都完全符合标准规定的黑度要求 。 如对于厚度为2～7mm的叶身像质指数可达到15;对厚度变化较大的榫头(最厚处约21mm)像质指数可达到13 。 从表2中可以看到对所选择的透照参数零件底片影像上的像质指数(灵敏度)均高于X射线照相检验标准中规定的要求采用X射线检测高温合金中的钨夹杂是完全可行的 。
(2)在透照箍段和箍套毛料时(分别为φ8mm和φ6mm长约70mm的棒料)发现当钨夹杂出现在棒料的边缘时由于透照厚度的急剧变化造成散射状况的急剧改变使影像的边界区域变得很模糊即产生“边蚀”现象导致钨夹杂难以发现 。 因此必须加强散射线的防护同时旋转90°透照两次并尽可能降低电压降低影像的黑度以避免由此引起的漏检 。
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