钛合金铸件射线照相检测：缺陷形貌与判读指南

在高性能钛合金铸件的质量控制体系中，射线照相法（Radiographic Testing, RT）扮演着无可替代的角色。它能够穿透金属基体，将铸件内部的宏观缺陷以二维影像的形式呈现出来，为工程师提供了评估铸件完整性的关键依据。要准确判读这些底片上的黑白灰影像，精准识别不同缺陷的真实面目，则需要对缺陷的成因、形态及其在底片上的独特“签名”有深刻的理解。

1. 气体缺陷：成因与影像特征

钛在熔融状态下化学性质极为活泼，易与铸型材料或型腔内的残留物发生反应，析出气体。这些气体若未能在凝固前完全逸出，便会被截留在金属内部，形成气孔。铸造工艺、反应程度、凝固速率及铸件的几何结构，都会影响气孔的最终形态和分布。

在射线照相底片上，由于气孔是密度低于基体的空洞，X射线穿透时吸收较少，因此会显示为轮廓清晰的黑色圆形或近圆形斑点。

• 丛聚气孔：当大量气孔密集地出现在某一局部区域时，底片上会呈现为一簇紧密堆叠的圆形黑点。这种缺陷通常指示了局部的产气问题。
• 分散气孔：如果气孔在铸件的某个区域或整个铸件内随机、离散地分布，底片上则表现为多个独立的黑色圆斑，其分布密度较丛聚气孔低。

2. 收缩缺陷：快速凝固的印记

钛合金的凝固速度相当快，这一特性对其收缩行为产生了决定性影响，形成了多种不同形态的收缩缺陷。这些缺陷本质上都是由于金属液在凝固过程中体积收缩，而未能得到充分补缩所致。

• 分散收缩：这种缺陷在底片上显示为黑色细带状或细丝状的空隙网络，黑度可能不均。它常见于壁厚在 3.175 ~ 19.05 mm 的区域。
• 中线收缩：相较于分散收缩，中线收缩的影像更为集中，边界也相对清晰。它表现为由不同密度带状或内连长孔组成的网络，主要分布在铸件的横断面中心线位置。其形态通常指向浇口或冒口方向，多发于壁厚大于 6.35 mm 的部位。
• 缩孔：这是一种体积较大的集中性孔洞。在底片上，它显示为边缘光滑的黑孔，外观上与气孔有几分相似。但缩孔通常比单个气孔尺寸更大，尤其是在厚壁件中。其成因是铸件在冷却后期，特定区域（如热节）的金属液供应中断所致。由于铸件表面凝固较快，缩孔常形成于壁厚中心，尤其是在壁厚 ≥ 12.7 mm 的热节附近。

准确区分这些形态各异的缺陷指示，特别是当多种缺陷交织出现时，对检测人员的经验和技术提出了极高要求。要获得一张信噪比高、结果可靠的图谱，对样品制备、设备参数配置都有极高要求。这正是专业检测实验室的核心价值所在。

精工博研测试技术（河南）有限公司（原郑州三磨所国家磨料磨具质量检验检测中心），央企，国字头检测机构，专业的权威第三方检测机构，专业检测钛合金铸件无损检测，可靠准确。欢迎沟通交流，电话19939716636

3. 夹杂物：异质材料的侵入

夹杂物是混入金属基体中的、与基体成分和密度不同的异物。根据其密度相对于钛合金基体的差异，在射线照相底片上呈现出截然不同的特征。

• 低密度夹杂物 (LDI)：例如夹渣或一些非金属夹杂物，其密度低于钛合金。因此，在底片上它们会显示为形状和尺寸不规则的暗色指示。这些暗斑可以是单个出现，也可能成群分布。
• 高密度夹杂物 (HDI)：例如钨极碎屑（若采用钨极氩弧焊修复）等高原子序数物质，其密度远高于钛合金。它们对射线的吸收能力更强，因而在底片上显示为形状和尺寸多样的浅色（亮色）指示。

4. 操作要点：钛合金与铅的隔离

一个在实际操作中不容忽视的细节是，钛合金材料的化学特性决定了它不宜与铅直接接触。在进行射线照相检测时，常会使用铅字、铅制标记或铅屏等。为防止铅元素对钛合金表面造成污染或潜在的冶金影响，必须在试件与所有铅质材料之间使用塑料薄膜等惰性材料进行有效隔离。这一看似微小的步骤，对于保证检测的准确性和维护制件的材料纯净性至关重要。