ICS25.030;19.100 CCSH26 中华人民共和国国家标准 GB/T43615—2023 增材制造 定向能量沉积金属成形件 超声检测方法 Additivemanufacturing—Ultrasonictestingformetalpartsproducedby directedenergydeposition 2023-12-28发布 2023-12-28实施 国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会发布前 言 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本文件由中国机械工业联合会提出。 本文件由全国增材制造标准化技术委员会(SAC/TC562)和全国无损检测标准化技术委员会 (SAC/TC56)联合归口。 本文件起草单位:无锡市检验检测认证研究院、上海材料研究所有限公司、南京航空航天大学无锡 研究院、国营芜湖机械厂、北京煜鼎增材制造研究院有限公司、中机生产力促进中心有限公司、中国航空 综合技术研究所、中国机械科学研究总院集团有限公司、国标(北京)检验认证有限公司、江苏铭亚科技 有限公司、西门子(中国)有限公司、中机新材料研究院(郑州)有限公司。 本文件主要起草人:吕新峰、蒋建生、沈理达、胡娟、胡晨、赵国川、薛莲、栗晓飞、李玉成、孙志刚、 朱政、张伦兆、刘一胜、钱婷婷、周挺、蔡小叶、薛峰、李长鹏、葛学元。 ⅠGB/T43615—2023 增材制造 定向能量沉积金属成形件 超声检测方法 1 范围 本文件规定了定向能量沉积金属成形件超声检测的一般要求、被检件、基准灵敏度校验、检测过程、 检测结果的评定及检测报告。 本文件适用于定向能量沉积工艺制备的横截面厚度尺寸为6mm~300mm的金属成形件的超声 检测,其他尺寸成形件的超声检测可参考本文件使用。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文 件,仅该日期对应的版本适用于本文件;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/T9445 无损检测 人员资格鉴定与认证 GB/T12604.1 无损检测 术语 超声检测 GB/T39253 增材制造 金属材料定向能量沉积工艺规范 JB/T10061 A型脉冲反射式超声波探伤仪 通用技术条件 JJG746 超声探伤仪 3 术语和定义 GB/T12604.1和GB/T39253界定的术语和定义适用于本文件。 4 一般要求 4.1 协议条款 4.1.1 通则 检测前,供需双方应至少就以下相关内容达成共识: ———超声检测的区域、尺寸及检测面; ———检测工艺; ———金属成形件(不同区域)的质量等级要求; ———金属成形件的成形方向; ———复杂成形件的检测要求。 注:超声检测的区域包括成形件的不同沉积区域,也包括沉积区域与基材的接触区域。 4.1.2 检测工艺 检测工艺涵盖检测时所采用的扫查方式、检测方法及超声波类型等事宜。扫查方式可选择自动或 1GB/T43615—2023 手动等方式,检测方法可选择接触或液浸等方法,超声波类型可选择纵波或横波等波形。 应根据成形件的曲率大小选择相应的对比试块进行灵敏度校验。 4.1.3 金属成形件的成形方向 金属成形件的成形方向应按照相关产品标准或合同约定的方式进行标注,如未具体规定,宜按 GB/T41507进行标注。 4.2 人员资格 从事无损检测的人员资格除应符合GB/T9445或其他行业认可的无损检测认证机构签发的资质 相关要求外,还应掌握一定的定向能量沉积原材料、成形工艺过程及成形件的相关知识。 4.3 检测环境 检验环境温度宜保持在22℃±15℃范围内,样品温度应与环境温度相同。 检验环境不应有强磁、震动、高频、灰尘大、机械噪声大、腐蚀性气体。 检验场地应安全、空间充足、光线适度,保证检验结果有效。 4.4 仪器设备及耗材 4.4.1 超声波检验仪 超声波检验仪应能够产生、接收和显示所需频率和能量的高频电脉冲,可以在频率0.5MHz~ 25MHz带宽之间工作。闸门、距离-波幅修正曲线、报警系统、记录仪及其他检测和处理的电子辅助设 备可以根据需要使用,其他性能应符合JB/T10061或相关技术文件的有关规定。 4.4.2 探头 4.4.2.1 应根据成形件的特点如几何形状、厚度、表面状况及检测要求等内容进行探头类型、尺寸及工 作频率的选择。如选用接触法对成形件近表面进行检测时应选择双晶探头;选用水浸法对成形件进行 检测时应选择水浸探头;对一般形状的成形件进行检测时可选择直探头,但对结构复杂的成形件进行检 测时可增加斜探头的使用。 4.4.2.2 对于曲率半径小于125mm的成形件,为保证与成形件的良好均匀声耦合和恒定的声束角 度,可使用探头靴,探头靴的尺寸及形状可参考GB/T6402中的相关内容。 4.4.3 对比试块 4.4.3.1 对比试块的定向能量沉积工艺(包括成形方向)应与成形件相同。如没有相同的合金,经供需 双方协商可选择相同厚度的锻造合金,但应确保对比试块与成形件的声传输特性差值在±6dB以 内,并在检测时通过增加仪器灵敏度来补偿声传输特性差,否则,应更换成符合要求的对比试块。 4.4.3.2 当被检测面的曲率半径小于125mm时,应制作曲面对比试块。 4.4.3.3 对比试块的曲率半径应与被检面的几何形状大致相同,其差别不应超过该被检面曲率半径 的20%。 4.4.3.4 对于结构复杂的成形件,可分区分别制作对比试块,并应确保满足4.4.3.1~4.4.3.3的要求。 4.4.3.5 对比试块应能代表被检件的特征,其形状及尺寸由供需双方依据成形件形状、厚度及探头类别 等内容协商确定。对比试块中反射体的埋藏深度及数量应根据成形件外形及横截面厚度来确定,应至 少包含能覆盖整个检测深度的三个反射体。反射体具体形式(平底孔、横孔或槽伤)及尺寸由供需双方 协商确定。 2GB/T43615—2023 4.4.3.6 对比试块的尺寸应符合相应的技术文件要求,如无特殊要求,宜按GB/T23905的规定进行。 对比试块的表面粗糙度应与被检面的表面粗糙度相同或相近。 4.4.3.7 当对比试块与成形件的声传输特性存在较大差异时,宜采用随炉打印的方式来制作对比试块。 4.4.4 耦合剂 4.4.4.1 接触法检测时,可采用水、机油、甘油、化学浆糊、变压器油、水玻璃等作耦合剂;水浸法检测 时,水中可加入润湿剂、防锈剂和分散剂等添加物,但不应有干扰超声检测的可见气泡或其他悬浮物。 如有特殊要求,可由供需双方协商处理。 4.4.4.2 灵敏度校验、成形件检测及缺陷评定使用的耦合剂应相同。 4.4.5 检测系统 接触法检测时,扫查速度不超过150mm/s。 水浸法检测时,检测系统应保证检测过程中水距的变化不超过±6mm;入射角变化范围不超过±1°; 对同一规则反射体多次重复性检测时偏差不超过±1.5dB。 4.4.6 常规校准和检查 接触法所用仪器应至少每年校准一次,校准方法应按JJG746中的相关规定进行。 水浸法所用仪器应至少每年校准一次,校准方法应按供需双方协商确定的方法进行,或参照 JJG746中的相关规定进行。 5 被检件 5.1 检测前应检查被检件表面状况是否满足检测要求,被检件检验面应清洁、光滑、平直、无影响检测 的划伤和斑痕,如发现有任何影响超声波检测的因素应进行处理合格后再进行检测。 5.2 被检件表面粗糙度的具体要求可由供需双方根据被检件不同区域的检测质量等级要求进行协商 确定,不同质量等级对应的表面粗糙度要求见表1。 表1 被检件表面粗糙度要求 检验等级 AAA AA A、B、C 表面粗糙度(Ra)/μm ≤1.6 ≤3.2 ≤6.3 6 基准灵敏度校准 6.1 灵敏度应能保证检测到指定质量等级所要求的最小不连续的尺寸。 6.2 在每次检测前、检测后或连续工作2h,应进行灵敏度校准检查。检测期间若设备状态有任何变 化,应立即对设备重新进行校准。若校准灵敏度高于原检测灵敏度2dB,则对上次校准以来发现缺陷 的成形件重新检测,若低于原检测灵敏度2dB,则应重新检测上次校准以来所测所有成形件。 6.3 采用对比试块来校准仪器时,应使试块中反射体信号幅度在满屏高度的60%~80%范围内。 6.4 宜采用距离-波幅曲线(DAC)或距离增益补偿曲线(TCG)法设定灵敏度,其他灵敏度设定方法由 供需双方协商确定。 6.5 应选择与被检件相同成形方向的对比试块设定基准灵敏度。 3GB/T43615—2023 7 检测过程 7.1 检测工艺规程 超声检测应按照检测工艺规程实施,如合同中有具体规定时,工艺规程应在检测前由需方批准。 工艺规程主要包括:被检件的特征,检测设备的描述,检测人员资质,检测区域及质量等级,待检件 表面状态,对比试块,耦合剂,灵敏度设置,扫查参数及扫查方式。 7.2 检测要点 7.2.1 通则 7.2.1.1 应依据被检件形状及检测方向厚度等信息进行检测面的选择,具体由供需双方协商确定。 7.2.1.2 一般采用纵波法进行检测,必要时,经供需双方协商也可采用横波或其他波形进行检测。 7.2.1.3 应依据被检件厚度、应检出的最小不连续及被检材料的声衰减进行检测频率的选择。 7.2.1.4 扫查速度应不大于能分辨出对比试块中的平底孔的扫描速度,扫查间距应能确保对所检测区 域的全覆盖扫描。 7.2.1.5 应从垂直和平行两个方向对成形件进行检测,如条件限制,不能从两