style="width:4.80669in;height:6.13998in" /> 本文是学习GB-T 11259-2015 无损检测 超声检测用钢参考试块的制作和控制方法. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们
本标准规定了超声检测用钢参考试块的制作和控制程序，试块提供平面声波入射、形状为圆柱体，
内含有平底孔(FBH),
可用于超声检测仪器和探头的性能，以及合金产品超声检测的校准和控制。所
述参考试块既适用于直接接触法也适用于液浸脉冲回波法。
虽然本标准基本上是论述碳钢及合金钢试块的制作和检验，以及这些材料的检测，但是其制作和检
验方法也适用于其他材料，如镍基合金、某些铝合金等的试块制备。当制作除碳钢及合金钢以外的材料
的参考试块时，也许需要一些附加的规程和检验。在特定应用场合，本标准不排除一些规范以及认为必
要的一些附加补充要求。
其他形状的钢参考试块的制作和控制，可参照本标准使用。
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 12604.1 无损检测 术语 超声检测
GB/T 20737 无损检测 通用术语和定义
GB/T 12604.1 和 GB/T 20737界定的术语和定义适用于本文件。
本标准详述了与被检材料相称的碳钢和合金钢参考试块的基本制作和控制程序，并明确了应满足
的最低要求。当使用本标准制作其他类型材料或更大直径孔的参考试块时，可能需要补充附加要求。
孔的物理特性可以通过评价塑性复制品来确认。但应认识到，采用复制品来评价孔尺寸，具有局限性。
5.1
用作参考试块的材料应该与被检材料有相似的声衰减特性。匹配声学响应时应考虑以下变量：晶
粒度、热处理状态、物理及化学成分、表面粗糙度及制造工艺(轧制、锻造等)。
5.2
总体评定规程是，应将纵向脉冲回波声束导入试块的任一侧，使用声束轴线来确定金属声程距离。
使用洁净的水作耦合剂的液浸法或使用合适的耦合剂(油、甘油等)的直接接触法均可。制作参考试块
所用原材料评定的检测仪器、频率及探头应与产品材料检测所用相当。
GB/T 11259—2015
5.3
用作参考试块的材料应当100%扫查，当检测系统调整到显示状态时，尽可能将材料的噪声水平调
整至20%满屏刻度(FSD)。
若材料的透声性能无法满足该要求，也应显示可读的噪声水平。当系统灵
敏度调至其最大灵敏度范围时，不要将材料的噪声水平同经常观察到的仪器电噪声相混淆。
5.4
用于制作参考试块的材料应按5.3要求所测噪声水平幅度两倍的离散型超声不连续指示。
5.5
通过比较检测试块材料和被检材料底面多次反射，检查材料的衰减情况。将第一次底面反射的幅
度调整至满屏刻度(FSD)
的90%,两种试样前三次背面回波之和的变化应在±25%以内，或者满足使
用要求。对于具有直径小于1.2 mm
的平底孔反射体的试样，其回波衰减变化应在10%以内，或者按应 用的要求。
5.6 降低检测频率将会减小响应差异的分辨性。在检测频率为1.0 MHz
时，许多材料均会呈现相似 的透声性能并满足5.5的要求。在检测频率为5.0 MHz
或更高时，微观组织的变化常常导致声响应分
辨性的差异并限制参考试块的适用性。
6.1 除非另有规定，按表1中所列选择试块。常用试块的分组情况如下： ——D/A
组(距离-幅度响应);
——A/A 组(面积-幅度响应);
——基本组(从D/A 和 A/A 分组中选取)。
6.2 所有试块应按图1要求制作。表1给出了距离"A”(金属声程)和尺寸"D"
(平底孔直径)尺寸；尺
寸"E" (试块长度)是给定的。推荐6.3～6.9的机加工工序。
GB/T 11259—2015
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说明：
A 金属声程距离，公差为±0.10 mm。
B— 孔深19.0 mm, 公差为±0.10 mm。
C— 试块直径，公差为±0.10 mm。
检测距离≤152 mm 时，直径为50.8 mm;
152 mm\<检测距离≤305 mm 时，直径为63.5 mm;
检测距离>305 mm 时，可以要求更大的直径或锯齿。
D—— 孔径，孔径≤1.6 mm 时，公差为±0.05 mm;
孔径>1.6 mm 时，公差为±0.10 mm。
E— 表面的平面度，表面的平面度\<0.03 mm, 两表面的平行度\<0.05 mm。
F— 垂直度，平底孔轴线应与测试面垂直，垂直度允许公差为0°20'。
G— 平面度，孔底平面的直线度≤0.03 mm。
H- 平底扩孔，直径为6.4 mm, 深为1.6 mm。
I 典型试块标识：
42CrMo 为典型合金标号；
3.2为孔尺寸，当量平底孔直径为3.2 mm, 以0.1 mm 增量；
123.4为金属行程，单位为mm。
如：以毫米单位格式，42CrMo-3.2-123.4。
图 1 超声参考试块的尺寸和公差
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表 1 标准试块尺寸及推荐试块组 单位为毫米
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6.3 所有试块机加工表面粗糙度均达到Ra=3.2μm, 并符合尺寸公差要求。
6.4 使用标准钻头，测试孔钻至标称深度19.0 mm。
6.5 准备一支平底钻头或切割铣刀，切削边缘呈正方形且平面度在0.013 mm
以内，并和其长轴垂直
(平面度、垂直度等应在光学比较仪或影像测量仪上至少放大60倍检查)。
6.6 连续钻孔，钻至孔底锥形轮廓部分不超过深度尺寸。
6.7 取出钻头，检查切削刃口，如有必要重新修磨钻头。
6.8 将孔底再钻0.13 mm, 钻出孔底平面。
6.9
在光学比较仪或影像测量仪上复查钻头的切削刃口，如有必要重新修磨，并重复6.7和6.8步骤。
应仔细注意切削工具刃口边角是否呈方形，极小的圆角都会减少孔底反射面积。
7.1
参考试块所有尺寸的测量，包括测试孔的直径和垂直度等，都可采用常规质量控制程序检验。对
于孔径大于或等于1.2 mm
的孔底形状、垂直度、平面度及表面粗糙度可以通过以下推荐的塑性复制品
制作和评估方法来检查。
7.2 采用适宜的无油无腐蚀性溶剂清洁平底孔，并用经干燥过滤的空气流吹干。
7.3 按照制造商提供的使用说明书混合复制品材料(见附录 A)。
7.4 采用大小合适的一次性医用注射器和针头将材料注入孔中。
7.5 从孔底开始填充，逐步外移，确保没有气囊或气泡。
7.6
插入一根细金属丝、大头针、针状物或其他合适的物品，作为刚性型芯，以便取出覆型模体。
7.7
固化后，可将覆型模取出并检验。覆型模测量显示：(平底孔孔底直线度在0.03 mm
以内，孔表面 粗糙度不大于Ra=1.6μm。
为了便于记录，可将覆型模投影到比较仪或影像测量仪的荧屏上按图2所 示拍照。
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说明：
采用商用观察屏，在10倍影像测量仪上观察。
图 2 6.4 mm 直径平底孔覆型模阴影图
8.1 面积-幅度和距离-幅度特性的所有测量值，采用5 MHz、 直径10 mm
平面换能器，水程距离等于 最后近场最大值(Y+)
及事先经过线性校准的检测仪器所测距离。具有满意外部物理特性及合适外形
复孔的参考试块，应做进一步检验以检查其超声响应特性。如果要用液浸法确定超声响应特性，所钻的
平底孔应清理干净并用压紧配合的TFE
氟碳聚合物塞住或用其他合适的方法密封确保密闭防漏。推
荐试块按组成套制作，相互比较以确定其相对的超声响应特性。对于平底孔直径小于1.2
mm 不能够 达到满意复制效果的试块组，尤其需要做这样的测试。
8.2 面积-幅度响应曲线：A/A
组试块可由若干具有相同外形尺寸、入射表面到选定平底孔距离相同、
GB/T 11259—2015
不同平底孔尺寸的试块组成。从反射体尺寸范围中最居中的试块，调节检测灵敏度得到幅度为30%~
40%FSD
的信号，可建立面积-幅度响应曲线。不改变任何检验参数，将反射体尺寸相比较大和较小的
其余试块得到的超声响应值绘制在响应曲线图上。图3所示是一组4340钢试块的典型面积-幅度曲
线。任何出现不规则的超声响应试块以及不能出现在正常距离-幅度响应曲线内的试块都被认为是不
符合要求的，并且不能使用。对平底孔进行修正以满足要求的超声响应，不予接受。
style="width:7.59322in;height:4.84682in" />
相应的面积单位
测试频率：10 MHz; 水中距离：76 mm; 探头晶片直径：10 mm;
测试孔尺寸：FBH0.8-3.2 mm
图 3 参考试块的典型面积-幅度曲线
8.3 距离-幅度响应曲线：D/A
组试块可由尺寸相同、孔规格相同但入射表面至平底孔距离不同的若干
试块组成。测定距离-幅度响应曲线时，可先选一块其探测面至平底孔距离小于距离范围1/4的试块作
为基准，调节探测灵敏度，将平底孔的回波幅度调至满屏刻度的70%～80%。不改变任何检验参数，将
距离相比较短及较长其余试块得到的超声响应，绘制成响应曲线。图4所示是一组
AISI4340 钢试块的
典型距离-幅度曲线。超声响应不规则以及不在正常距离-幅度响应曲线范围内的试块都不符合要求并
且不能使用。任何情况下都不可通过改变平底孔来改变参考试块的超声响应特性。
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试块表面至平底孔的距离/mm
测试频率：10 MHz; 水中距离：76 mm; 探头晶片直径：10 mm;
测试孔尺寸：FBH2.0 mm
图 4 参考试块的典型距离-幅度响应曲线
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8.4
面积-幅度和距离-幅度响应曲线很大程度上受探头声束形状变化的影响，受近场、远场特性及检测
仪器水平线性和垂直线性响应的影响。因此，在评定参考试块响应曲线时，应考虑仪器和探头的工作特
性(通常可以从设备制造商得到)。
8.5
如图3、图4所示，对于小于全量程20%的试块可以通过增益的增加提供更准确的细节。
9.1
具有合格物理尺寸和超声响应特性的参考试块可以按9.2～9.3的方法进行标识和使用表面保护。
9.2
标识：每件试块应永久性标记(打金属印或刻印)材料的合金牌号和/或等级、检测孔的尺寸以及从
探测面到平底孔的距离。
检测孔的尺寸以0.1 mm
为增量，探测表面到平底孔的距离以毫米表示，例如，标识42CrMo-3.2- 123.4 mm
表示平底孔直径3.2 mm、 探测表面到平底孔距离123.4 mm、42CrMo
参考试块。当使用多
套和多种类型的试块时，还应使用序列编号标识。序列编号对不同套试块相互比较各自的响应曲线起
到重要的作用。
9.3
表面保护处理：在平底孔封堵之后，可以对由易锈蚀材料制作的参考试块外表面施加保护涂层。
但是涂层不得对试块的物理尺寸和声响应特性有较大影响。
一般在腐蚀性环境中使用的碳钢及合金钢 试块，镀镍层最大厚度不得超过0.020
mm。
10.1
满足物理尺寸和超声响应要求，经正确标识后的参考试块可以按下面推荐方法封口：
a) 用无腐蚀性溶剂清洗检测孔并用过滤干燥的空气流吹干；
b) 在扩孔开口处塞入压紧配合的孔塞(和参考试块合金材料相同),如图1所示；
c) 敲击孔塞边缘除去扩孔边向外的金属以达到密封开口的目的；
d) 按图1所示公差要求根据需要打磨使得底面和孔塞平滑过渡。
10.2 对于用耐腐蚀合金制作的参考试块可以用下述可选择的封塞方法：
a) 如10.1a)所述清洗检测孔；
b) 向孔内塞入3.2 mm 长的压紧配合的酚醛或 TFE
氟碳聚合物孔塞至1/2孔深处；
c) 用硅胶混合物或适用的环氧类密封剂填充孔的其余部分；
d)
根据需要打磨将孔塞和底面平滑过渡。若采用该封塞方法，可免去扩孔的机加工。孔底应保
留足够的气隙。
GB/T 11259—2015
(规范性附录)
人工缺陷覆型模制作过程
A.1 总则
人工平底孔缺陷(FBH) 覆型模制作程序：人工反射体清洗、烘干
→配制覆型模材料 →填料 → 固化
→取样检测测量。
A.2 人工反射体清洗
用一种适宜的无油、无腐蚀性的溶剂(如：乙醇、丙酮、四氯化碳等)清洗人工缺陷反射体的型腔面，
清洗后的型腔面上不允许存在油污、铁屑等物。用电吹风或过滤干燥的空气等其他方法把型腔面吹干。
A.3 配制覆型模材料
按制造商提供的使用说明书配制覆型模制品材料，取一定量不同型号的有机硅凝胶，按一定比例配
成混合液，搅拌均匀。放置一定的时间，待液体内部汽泡去净后再进行填料。
A.4 填料
使用适当大小的注射器和针头将混合料注入人工缺陷反射体内，首先填塞反射体的底部，然后逐渐
往上移动，应确保孔在填充过程中不会残留空气或泡沫。最后插入一根细的金属丝、大头针、缝衣针或
其他合适的物体作为刚性型芯，以便取出覆型模体。图 A.1
为平底孔的混合料注入工作照片.
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图 A.1 平底孔的混合料注入
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A.5 固化
试块放置应使覆型模材料不致从人工缺陷反射体内流出，让其自然固化，不得用加热方法使其固
化。 一般覆型模体在温度15℃环境中固化24 h 后即可取出。图 A.2
为平底孔的固化工作照片。
style="width:6.39324in;height:5.63332in" />
图 A.2 平底孔的固化
A.6 取样检测
取样时应轻、缓、慢，注意不要损坏覆型模体。覆型模体取出后，可用光学影像测量仪测量反射体的
孔径尺寸、孔底与孔壁的垂直度、孔壁的直度、孔底平面的直线度、平面度及相互的垂直度、平行度等几
何参数。图 A.3 是人工缺陷平底孔提取照片，图 A.4
是人工缺陷平底孔影像测量照片。
注：孔径小于0.6 mm 或孔深大于50 mm 的平底孔不适宜采用覆型模法。
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图 A.3 人工缺陷平底孔提取
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图 A.4 人工缺陷平底孔影像测量
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