对武船铸件无损检测出现的问题分析.doc

武船A487铸件无损检测缺陷未测出情况调研分析
1 概述
因HT3363矿用车研制需要，公司委托武船铸造分厂进行A487铸件生产。武船铸造分厂是首次承担A487材料的铸造，因此在铸件生产中出现较多的质量问题，详细A487铸件质量问题详见附表1。
受公司人员资源限制，A487铸件的验收只进行了尺寸检测，对铸件无损检测（磁粉探伤、超声波检测和X射线检测）过程未跟检，采取复查检测报告的方式进行。随着外形尺寸大、结构较复杂的铸件陆续交付外协，外协厂家复检均发现铸件毛坯无损检测存在部分缺陷，有的甚至影响到毛坯的使用。
本文重点对武船铸造分厂无损检测未测出缺陷的情况进行了调研分析。
2 未测出缺陷产品质量介绍
从目前了解到的情况，武船铸造分厂无损检测未测出缺陷的产品及缺陷情况见下表：
序号
产品名称
和代号
数量
存在的缺陷
1
齿圈支架H2408AA111
2件
齿圈支架2件在大连重工粗车后进行磁粉探伤均在齿部发现裂纹，其中1件齿部裂纹肉眼可见（裂纹长30mm），另有多处φ1-φ2砂眼，另外除齿部还有多处部位也发现裂纹、疏松。
2
一级行星架H2408AA008
2件
一级行星架2件交付大连重工加工后，发现均存在多处焊点，表淬前磁探，第1件在总长右端面发现裂纹、疏松；第2件在齿面发现疏松，齿沟发现疏松、裂纹，齿端面多处疏松。第1件表淬后精车右端面又露出10多处缺陷。
3
联接轮毂H2408Aa001
1件
在大连重工磁探发现联接轮毂外圆边拉筋边有裂纹，内孔有砂眼；经铸件厂家修复后再次全面磁探发现外圆拉筋处还有未处理的裂纹。
4
支承轴H2408Aa101
1件
在大连重工磁探发现内孔多处裂纹（最长70mm）、砂眼；经铸件厂家修复后再次全面探伤，发现在外圆、大端内表面及端面也有多处裂纹；再次修复后，在加工φ749.512台阶时露出多处砂眼。
5
左下摆臂
H2901Aa401
1件
复检超声波时一小孔内有1处缺陷，长约140mm、宽约20mm，深度距端面约100~135mm，水平距内孔表面约20mm。
6
右下摆臂
H2901Aa701
1件
复检超声波时发现2处缺陷：1处位于一小孔内，长约130mm、宽约20mm，深度距端面约90~130mm，水平距内孔表面约20mm；另1处位于另一小孔内长约140mm、宽约20mm，深度距端面约100~135mm，水平距内孔表面约20mm。

从上表可以看出，未测出的缺陷主要有以下几种：
a、 磁粉检测未发现的表面裂纹、砂眼，如联接轮毂、支承轴；
b、 超声波检测未发现的内部缺陷，如左下摆臂、右下摆臂；
c、 超声波和X射线检测未发现而加工后露出的表面裂纹、砂眼，如齿圈支架、一级行星架。
3 原因分析
经对武船铸造分厂、大连重工的无损检测方法进行调研、了解，分析武船铸造分厂无损检测未测出缺陷的原因有：
a、 武船铸造分厂磁粉检测的检测灵敏度低
武船公司使用的黑色磁粉检测，大连公司使用的荧光磁粉检测，荧光磁粉灵敏度比黑色磁粉灵敏度高，如下图所示的铸件表面的裂纹，可能是这样的裂纹较小，黑色磁粉灵敏度低，对这样的小裂纹黑色磁粉显示不明显，造成无法检测这样的小裂纹。

应对方法：建议采用荧光磁粉进行检测。

b、 武船铸造分厂检测人责任心不强
下图中的磁粉检测中的裂纹较大，很容易检测出来，不存在难以检测的技术问题，主要的是检测人责任心不强，马虎大意造成的。

应对方法：建议对检测人进行批评教育，使其端正工作态度，增强工作责任感。
c、 缺陷较小，超声波及射线难以检测
下图中的缺陷较小，铸件中的缺陷相对于焊缝和锻件来说，缺陷要求较低：
3.1焊缝和锻件的检测灵敏度一般采用直径2~3毫米的灵敏度，铸件检测灵敏度一般采用直径为5~6毫米的灵敏度，所以铸件的超声波检测时灵敏度设置没有焊缝和锻件高，超声波较难以检测出下图的小缺陷，
3.2如果下图缺陷的位置的壁厚较大，射线底片难以分辨，检测难度大

如上图的一些小缺陷，在铸件探伤的标准中，是可以允许，除非在一些特殊位置，不允许存在小的缺陷。

应对方法：提高检测灵敏度，对铸件表面进行打磨处理，提高表面平整度，有利于超声波小缺陷的检测率。

4、手头没有相应的射线标准于标准底片和下图缺陷部位的壁厚尺寸，故不能对以下的缺陷给出具体的判断，如果该缺陷的壁厚很大，加之该缺陷处的表面比较粗糙，在射线检测时，底片上该缺陷，就比较模糊，难以辨认，也可能该缺陷能在底片上有影像，该缺陷是在标准允许范围内的，因为手头没有标准底片作参考，故不能给出明确的判定。
该缺陷不大不小，介于评定的允许的边界，对于超声波检测来说，有可能该缺陷超标，检测者未检出，也可能是该缺陷时在标准的允许范围内，超声波检测只是对缺陷的反射波高进行评定，所以以上可能都存在。

A487铸件质量问题汇总表
序号
产品名称
和代号
问题发生时间、地点和现象
原因分析
处理意见
主管
设计
1
齿圈支架H2408AA111
齿圈支架2件在大连重工粗车后进行磁粉探伤均在齿部发现裂纹，其中1件齿部裂纹肉眼可见（裂纹长30mm），另有多处φ1-φ2砂眼，另外除齿部还有多处部位也发现裂纹、疏松。
裂纹多出现在补焊区，因材料为42CrMo焊接性能较差，很多裂纹的出现为焊接应力导致。
2件均做报废处理。
郑泽晔
2
一级行星架H2408AA008
一级行星架2件交付大连重工加工后，发现均存在多处焊点，表淬前磁探，第1件在总长右端面发现裂纹、疏松；第2件在齿面发现疏松，齿沟发现疏松裂纹，齿端面多处疏松。第1件表淬后精车右端面又露出10多处缺陷。
裂纹多出现在补焊区，因材料为42CrMo，补焊性能较差，初步估计裂纹为焊接应力产生。
2件均做报废处理。
郑泽晔
3
联接轮毂H2408Aa001
3月14日跟厂验收联接轮毂（1件，炉号12-663）时，存在以下问题：a.尺寸φ1480+0.5/0 mm实测φ1484mm；b. 尺寸φ1216+0.5/0 mm实测φ1218mm；c.尺寸800+0.5/0 mm实测796mm；d.尺寸φ990 0/-0.5 mm实测φ983mm；e.2×R20实为多台阶面；f.壁厚50 mm实测59.5mm（内多3.5mm，外多5mm）；g．尺寸R15×11实未加工。

交付大连重工后，大连重工反馈：铸件磁探时发现联接轮毂外圆边拉筋边有裂纹，内孔有砂眼；经铸件厂家修复后再次全面磁探发现外圆拉筋处还有未处理的裂纹。
铸造和粗加工问题。
对尺寸超差的处理：
第a～f条原样使用；第g条需返工进行倒圆处理。

对铸件裂纹问题的处理：
对深15mm的裂纹进行挖补、补焊后局部退火，退火温度要求参照A487标准，之后进行渗透或磁粉检测无缺陷后同意使用。
陈嘉玥
郑泽晔
4
支承轴H2408Aa101
3月14日验收支承轴（1件，炉号12-710）时，存在以下问题：a.尺寸1345+0.5/0 mm实测1338 mm（245-133=112实为120）；b.尺寸225+0.5/0 mm实测220mm；c.尺寸φ520+0.5/0 mm实测φ515mm；d.尺寸
φ1675+0.5/0 mm实测φ1683mm，且端面内侧留有5～6mm台阶员；e.尺寸300mm（φ1675+0.5/0端凸台定位尺寸）实测314mm；f.尺寸φ1056+0.5/0 mm实测φ1054mm；g．尺寸φ760+0.5/0 mm（中间）实测φ757.4mm；h. 尺寸245+0.5/0 mm实测253mm；i.尺寸938+0.5/0 mm实测945mm。
交付大连重工后，大连重工反馈：铸件入厂后磁探发现内孔多处裂纹（最长70mm）、砂眼；经铸件厂家修复后再次全面探伤，发现在外圆、大端内表面及端面也有多处裂纹；再次修复后，在加工φ749.512台阶时露出多处砂眼。
铸造和粗加工问题。
对尺寸超差的处理：
原样使用。

对铸件裂纹问题的处理：
裂纹打磨掉后直接使用，但是只能用于试验件。
郑泽晔
唐佳明
5
举升梁右部
支座
H2801Aa103
2013年3月1日，在武船一分厂加工举升梁支座右部（1件，炉号12-696）时，发现毛坯存在以下问题：a.φ75圆台偏移中心位置5mm左右；b.668处尺寸偏小（理论尺寸668mm，实测660mm），比精加工尺寸663mm少3mm；c.孔φ305与φ610不同轴，在N向示意图中，孔φ305偏向右上方5mm（与垂直线的夹角30°左右）。
4月17日，在武船一分厂对举升梁右部支座验收存在以下问题：a．尺寸φ305 +0.2/0 mm实测φ315.2mm；b．两侧R30加工不到位；c．尺寸622mm实测605mm；d．尺寸25mm实测21mm～25mm（两侧均有一角薄）；e．外形R3表面有严重磕伤；f．尺寸663mm实测60mm；g．尺寸1001mm实测998mm；h．尺寸169mm实测166mm。
(其中，第a、f～h是铸件毛坯尺寸问题，加工前已征求设计同意。)
铸件毛坯和加工问题。
对铸件毛坯问题的处理：
a项同意原样使用；

b、c项的处理：1）比精加工尺寸小3mm（尺寸663）的端面不进行补焊；2）后续精加工尺寸调整如下：尺寸663按660加工；尺寸667按664加工；保证尺寸998两端面（即1001mm减3mm）；c.精加工尺寸φ315孔（粗加工φ305）加工时，以φ550尺寸为基准，保证尺寸508，将φ315加工至φ320。

对加工后问题的处理：
经武船铸造分厂重新对举升梁右/左部支座于26日和17日重新进行超声波检测和磁粉检测，未发现超标缺陷，同意原样使用。
陈嘉玥
曾燕
6
举升梁左部支座
H2801Aa104
（炉号12-696）
2013年3月1日，在武船一分厂加工举升梁支座左部时，发现铸件毛坯存在以下问题：a.φ75圆台偏移中心位置5mm左右；b.1006～668处尺寸偏小（理论尺寸338mm，实测330mm），比精加工尺寸333mm少3mm，φ390和φ280的孔深也需相应提高。

4月17日，在武船一分厂对举升梁右部支座验收存在以下问题：a．尺寸φ305+0.2/0 mm实测φ318mm；b．两侧R30加工不到位；c．尺寸622mm实测601.5mm；d．φ372mm与φ305mm不同轴，实测最大差值5mm；e．尺寸667mm实测673mm；f．尺寸169mm实测166mm；g．φ305孔底部孔边有裂纹；h．尺寸47.5mm（1001-784-169=）实测57mm。
（其中，第a、e、f是铸件毛坯尺寸问题，加工前已征求设计同意。）
铸件毛坯和加工问题。
对铸件毛坯问题的处理：
a项同意原样使用；
b项处理意见：1）比精加工尺寸小3mm（尺寸338）的端面不进行补焊；2）后续精加工尺寸调整如下：尺寸169按166加工；尺寸667按670加工；尺寸663按666加工；保证尺寸1001两端面见光后记录3mm实测值。

对加工后问题的处理：
武船铸造分厂重新对举升梁右/左部支座于26日和17日重新进行了磁粉和超声波检测，除φ305孔底部孔边裂纹外，未发现新的缺陷；对φ305孔底部孔边裂纹打磨检测，实测裂纹深2mm，而该处还有3.5mm加工余量，因此该裂纹不用处理。
对尺寸622mm凸台面补焊，保证凸台高度，其余同意原样使用。
陈嘉玥
曾燕
7
前转向传动臂H3400Aa005
3月25日前转向传动臂（1件，炉号12-771）验收存在以下问题：左右两侧R400处冒口根部切割留出余量，高出铸件本体约25mm，不符合图纸。
铸件冒口未完全去除。
去除冒口根部多处的余量。
王泽康
8
后制动盘连接件
H2405Aa005
3月25日后制动盘连接件（1件，炉号13-094）验收存在以下问题：a.φ437.5mm圆台面局部不平整；b.尺寸φ326内锥面R10偏小。
铸造和粗加工问题。
φ437.5mm圆台面打磨平整，其它原样使用。
王泽康
后制动盘连接件（1件，炉号12-762）毛坯验收时发现以下问题：图纸尺寸191实测199。
粗加工尺寸测量错误。
武船返修至符合图纸要求。
陈嘉玥
9
后制动盘轮毂H2405Aa006
3月25日后制动盘轮毂（1件，炉号13-076）验收存在以下问题：存在以下问题：a．尺寸φ276+0.5/0 mm实测φ273mm；b．尺寸φ362+0.5/0 mm实测φ360mm；c．尺寸φ140 0/-0.5 mm实测φ138mm；d．局部表面不平整及U型槽口面R6圆角尺寸不够。
铸造和粗加工问题。
第a～c条原样使用；
第d条：局部表面不平整处打磨平整，U型槽口面打磨倒钝。
王泽康
后制动盘轮毂（1件，炉号12-762）毛坯验收时发现以下问题：铸件减轻槽夹渣未清理干净，周边R6加工不到位。
粗加工图纸中未加工处的未注圆角与铸件毛坯图不符，导致局部位置圆角加工不到位。
武船对不满足要求的圆角重新加工到位，粗加工图纸进行修改。
陈嘉玥
唐佳明
10
前轮轴法兰盘
H3100Aa001
3月25日验收前轮轴法兰盘（1件，炉号13-051）存在以下问题：a．尺寸φ1378 +0.5/0 mm实测φ1380mm；b．φ1480mm圆台R10不圆滑；φ890mm圆台R10不圆滑。
铸造和粗加工问题。
φ1380mm尺寸原样使用；
两处R10圆角打磨圆滑。
王泽康
3月14日验收前轮轴法兰盘（1件，炉号12-780）时，存在以下问题：a.尺寸φ1378+0.5/0 mm实测φ1375mm；b.外圆弧面多处凸凹不平，两处R10圆角未到位。
粗加工问题。
外圆弧面尽量打磨平整，其余原样使用。
熊洪瑞
唐佳明
11
左/右旋螺纹连接叉H3400Aa101/102
3月25日左/右旋螺纹连接叉（各1件，炉号13-094（左）、13-076（右））验收存在以下问题：a．尺寸R5实测R3；b．尺寸180mm实测185mm；c．尺寸157mm实测161mm；d．尺寸135mm标注的平面（U型槽底面）凸凹不平。
铸造和粗加工问题。
a.R3圆角原样使用；
b.尺寸180mm、157mm返修符合图纸要求；
c.尺寸135mm平面不平整处打磨平整。
王泽康
右/左旋螺纹连接叉（各1件，炉号12-771和12-762）毛坯验收时发现以下问题：图纸要求内孔边R20实际未加工到位。
粗加工图纸中未加工处的未注圆角与铸件毛坯图不符，导致局部位置圆角加工不到位。
武船对不满足要求的圆角重新加工到位，粗加工图纸进行修改。
陈嘉玥
唐佳明
12
举升缸销轴
H2801Aa027
3月25日举升缸销轴（1件，炉号13-076）验收存在以下问题：a.尺寸φ249 mm实测φ242，内圆角R25未到尺寸；b.φ249mm处R25圆角未加工；c.R105圆弧处加工跳刀，不光顺。
粗加工问题。
原样使用。
曾燕
举升缸销轴H2801Aa027（1件，炉号12-762）毛坯验收时发现以下问题：R25实测加工不到位。
粗加工图纸中未加工处的未注圆角与铸件毛坯图不符，导致局部位置圆角加工不到位。
武船对不满足要求的圆角重新加工到位，粗加工图纸进行修改。
陈嘉玥
唐佳明
13
后上横梁管H2801Aa113
3月25日后上横梁管（1件，炉号12-509）验收存在以下问题：a.内孔φ538 mm实测φ529mm～φ534mm；b.外径φ613 mm实测φ615mm～φ620mm。
铸件毛坯问题。
原样使用。
曾燕
后上横梁管（1件，炉号12-509）在万山入厂验收时发现以下尺寸超差：a.尺寸φ610mm实测φ617mm；b.尺寸φ540mm实测φ530mm；c.尺寸1110mm实测1092mm。
铸件毛坯问题。
原样使用。
曾燕
后上横梁管（1件，炉号12-475）在万山机加时发现有一端一处出现局部变形为椭圆状，最大变形量为8mm，总变形弧度为20°左右，试加工后会出现约25mm弧长壁厚超差，最薄处25mm（设计要求30mm）。
在热处理过程中后上横梁管横置在炉中，可能受其它零件压力，在高温过程中导至局部变形。
报废。
陈嘉玥
曾燕
14
前轮心轴H3400Aa002
3月14日验收前轮心轴（1件，炉号12-772）时，存在以下问题：a.尺寸2×R40实测未加工；b.图纸要求光滑平整实测φ429圆柱面有凹坑；c.尺寸243.5mm实测230mm；d.尺寸213mm实测217mm；e.尺寸124mm实测139mm；f.尺寸φ340mm实测φ324mm，且为台阶孔；g．尺寸670.65mm实测665mm；h.尺寸40mm（法兰盘厚）实测50mm；i.620mm×460mm方台面棱角未倒钝。
铸造问题和粗加工问题。
a.尺寸2×R40进行打磨，倒钝；
b.实测φ324台阶孔需返修到粗加工图尺寸；
c620mm×460mm方台面棱角倒钝；
d.其余后续机加加工，原样使用。
王泽康
唐佳明
2月27日，江北公司检测前轮心轴（1件，炉号12-771）粗加工件发现以下问题：1、左侧U型盲孔φ340实测335.06、深度670.65实测664.5、角度6°实测3°40′～4°20′；2、圆角R40、R25未加工。
铸件铸造和粗加工问题。
超差尺寸不影响后续机加，同意原样使用，锐边去毛刺、倒钝处理，倒钝大小参考2×45°。
王泽康
15
前悬锥形衬套
H2901Aa004
3月25日前悬锥形衬套（1件，炉号13-094）验收存在以下问题：φ343mm尺寸处R3圆角不够光顺。

铸造和粗加工问题。
R3圆角处理圆滑。
熊洪瑞
16
左下摆臂
H2901Aa401
3月25日左下摆臂（1件，炉号13-038）验收存在以下问题：尺寸200mm实测205mm（尺寸150mm合格）。
6月8日公司派人复检超声波时发现：一小孔内有1处缺陷，长约140mm、宽约20mm，深度距端面约100~135mm，水平距内孔表面约20mm。
铸造和粗加工问题。
原样使用。

内部缺陷正在分析。
熊洪瑞
17
右下摆臂
H2901Aa701
武船铸造分厂反馈右下摆臂（1件，炉号12-762）铸件有以下问题：尺寸φ370/φ420 mm实测φ365/φ415 mm。
6月8日公司派人复检超声波时发现2处缺陷：1处位于一小孔内，长约130mm、宽约20mm，深度距端面约90~130mm，水平距内孔表面约20mm；另1处位于另一小孔内长约140mm、宽约20mm，深度距端面约100~135mm，水平距内孔表面约20mm。
粗加工问题。
原样使用。

内部缺陷正在分析。
熊洪瑞
18
连杆上耳环
H2401Aa502
连杆上耳环（1件，炉号12-762）毛坯验收时发现以下问题：1、毛坯外形局部高低不平；2、图纸尺寸R10实测加工不到位。
1、打磨不到位；
2、粗加工图纸中未加工处的未注圆角与铸件毛坯图不符，导致局部位置圆角加工不到位。
1、打磨外形，保证圆滑。
2、武船对不满足要求的圆角重新加工到位，粗加工图纸进行修改。
陈嘉玥
唐佳明
19
前右/左转向节臂H3400Aa001/002
前右/左转向节臂（各1件，炉号12-780）毛坯验收时发现以下问题：图纸要求外圈倒圆R10实际未加工到位。
粗加工图纸中未加工处的未注圆角与铸件毛坯图不符，导致局部位置圆角加工不到位。
武船对不满足要求的圆角重新加工到位，粗加工图纸进行修改。
陈嘉玥
唐佳明
20
后上横梁右部H2801Aa112
在武船一分厂验收后上横梁右部（1件，炉号12-676）存在下列问题：1、锐角未加工；2、φ180mm圆左边图纸要求25.5mm，实测17mm～37mm；3、φ180mm圆台面有多处夹渣；4、965尺寸实测963；5、铸件中R20、R38、R40处共有3处缺肉。
第1条：铸件厂家未完全按图纸要求打磨到位；第2条：φ231mm的圆台阶铸件过程中有7mm偏移，另外φ180m孔中心外偏3mm，两项叠加导致壁厚过薄；第3、4、5条：铸造打磨过多和铸件粗加工偏移。
第1条将实物返回铸件厂家打磨至图纸要求；第2条待组焊后由铸件厂家补焊再精加工至图纸要求；第3、4、5条原样使用。
陈嘉玥
唐佳明
21
后上横梁左部H2801Aa114
在武船一分厂验收后上横梁左部（1件，炉号12-676）存在下列问题：1、产品锐角未加工；2、φ180mm孔口边砂眼3处；3、φ180mm圆台外侧距铸件圆弧面150mm,实测最小140mm；4、φ180mm圆台图纸尺寸25.5mm,实测尺寸24.6mm-30mm。
第1条：铸件厂家未完全按图纸要求打磨到位；第2条：属于铸造问题，要求铸件厂进行分析,并根据分析结果确定是否需要在精加工之前进行返修；第3条：内腔未加工面局部多肉；第4条：φ231mm的小圆台铸件过程中有2mm偏移。
第1、3条将实物返回铸件厂家打磨至图纸要求；第2、4条原样使用。
陈嘉玥
唐佳明
22
A487铸件
炉批号为13-017、13-037、13-076的A487铸件，实测抗拉强度要求分别为695MPa、710Mpa、695MPa，低于技术协议指标725MPa～895MPa。
铸造问题。
铸件其它机械性能满足要求，同意该炉产品使用。
陈嘉玥
23
A487铸件
炉批号为12-771的焊接试板抗拉强度要求725MPa～895MPa实测715MPa。
设计图纸中已将抗拉强度指标取消，技术协议未取消。
铸件其它机械性能满足要求，同意该炉产品使用。
陈嘉玥
24
A487铸件
炉批号为12-475B产品及焊接试板化学成份设计要求Mn≤1.2实测1.32，未测量V及Al含量；铸件抗拉强度要求725MPa～895MPa实测690MPa。
炉批号12-475B的铸件浇铸时间为2012年7月份，是Richard指导后第一次浇注，为保证性能将Mn成分提高，第二炉后开始控制在1.2%以内。
原样使用。
陈嘉玥
25
A487铸件
炉批号为12-509的铸件化学成份分析报告中有两项指标超标：
设计要求：AL≤0.03实测0.04；V≤0.03实测0.05
炉批号12-509的铸件浇铸时间为12年8月份，由于标准中未明确标注Al元素含量，所以前期浇注产品未限定Al元素含量；V含量为钢材微量元素，有改善晶粒作用，在添加过程中存在0.02%误差，之后要求武船进行调整，精确控制残余元素含量。
原样使用。
陈嘉玥
26
A487铸件
炉批号为12-676铸件化学成份未对Al进行分析，铸件力学性能抗拉强度要求725MPa～895MPa实测695MPa。
铸造问题。
原样使用。
陈嘉玥