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摘 要：随着最近几年科学技术的飞速发展，航天航空业、压力容器行业等的发展也较为迅速，对铸件的质量要求也越来越高，因此对铸件的缺陷检测是工业生产中最重要的环节。目前为止，对于铸件缺陷检测技术的研究也有了较大进步，其中超声检测、 射线检测和射线层析摄影法检测是铸件缺陷检测中最为重要且使用范围最广的三种方法，本文就这三种方法的使用情况做了相关的介绍。
关键词：铸件缺陷；超声检测；射线检测；层析摄影法
铸件之所以被工业生产广泛应用，是因为铸造的成本低廉、可以一次形成、尤其适用于大型复杂件的制造，其中航空航天制造、压力容器制造中有很多的零部件都是采用铸造的方法生产。但铸件很容易因为操作过程的失误产生不易发现的缺陷，因此必须在生产早期将铸件缺陷及时检查出来。进行铸件缺陷的无损检测可以提高生产效率，节约产品生产成本，提高产品质量。铸件无损检测中使用最广、研究最多的要数超声波探伤法、射线透照法、射线层析摄影法。对这三种方法的国内外研究现状分析如下：
1. 超声波检测法
超声波探伤是利用材料本身或内部缺陷的声学性质对超声波传播的影响，非破坏性地探测材料内部和表面的缺陷（如裂纹、气泡、夹渣等）的大小、形状和分布状况以及测定材料性质。利用超声波进行探伤不仅成本很低，而且对人体没有害处；更重要的是超声波的灵敏度和穿透性都很好，并能够快速的进行检测从而提高工作效率。在进行超声波检测时，铸件的缺陷通过超声波以缺陷波的形式反射到荧光屏上，其中缺陷波的波形和波幅都与缺钱的形状有关，因此可以根据缺陷波来了解铸件的缺陷情况。
超声波检测方法又分为两种，分别是声程衍射时间法（TOFD）和声振分析法（AR）。
TOFD是由南斯拉夫的Ines Dukic 以及Predrag Dukic提出的。它的的优点是：优良的可靠性和检测的可重复性；结果的易见性和易存储性，使之能够快速进行比较；对铸件缺陷扩展的趋势能够进行监控。它的局限性是：被检测的铸件其形状构成会影响检测的完整性，例如铸件的螺纹孔会导致螺纹孔附近的区域被覆盖从而降低了检测的完整性；密集的缩孔会导致信号产生重叠进而得到错误的尺寸。因此除了以上两点的局限性以外，声程衍射时间法是铸件缺陷检测中一个重要的工具。
声振分析可以在一个广阔的频率范围内进行快速有效的检测，是一种新的无损检测方法，由Herlin等人发明。通过共振频率可以算出不同材料的声学参数，然后这些声学参数可以匹配成不同的质量特征，这些质量特征与铸件的尺寸、材料以及几何构造等有着很大的联系。它的特点是：可以使用计算机辅助检测；可检测铸件的整体，不用进行取样或者局部检测；不用考虑化学或环境问题，其检测过程是一个干燥的环境等。
2.X射线检测法
X射线检测法是将射线穿过被检测铸件，通过X射线的衰减来进行铸件缺陷的检测。X射线检测法的发展过程共有三个阶段，分别是获取低劣的微光图像、电离放射线荧光屏成像、高分辨率清晰的数字图象。通过射线检测法可以检测出铸件的缺陷并提供相应的缺陷照片。X射线检测法主要用于检查铸件或机器的部件是否存在裂纹、孔洞和夹杂等缺陷。在对于X射线图象处理中，Herbert提出了非线性灰度值变换以及线性黑点校正等图像处理的方法，该方法将图象分割技术归为图像像素问题，并提供了几种选取空洞所使用的局部特征选择方法，它们分别包括线性及非线性的滤波运算、局部缺陷模板、将图象相减、直角与旋转局部特征结合等各种不同的局部特征选择方法。
目前X射线检测法已用于特殊的缺陷检测法中。 德国的C.Lehr等人使用摄像机模型的立体射线实时成像系统对铸件内部缺陷进行三维分析，通过使用两幅不同方向的X射线图象可以知道铸件缺陷位置以及大小。；美国的研究者发明了一种用于距离图象并通过CAD成像的三维检测系统，这是一种在铸件缺陷检测的自动化视觉检测系统被运用的技术，在这种检测系统的各个阶段都可以使用计算机进行辅助设计。该项技术能够用在对平面、锥面、柱面以及球面等各种几何表面进行检测，并且能够对这些平面的尺寸公差、普通铸件各平面的凹陷、浇铸不足等各类缺陷进行检测。
3.X射线层析射影法
射线层析摄影法是从射线照相技术发展而来，将照相时的圆锥状X射线束通过特定装置转换为线状或面状扫描束，接着将其穿过被测铸件的某一个断面并得到断面图像。通过获得的断面图像可以知道被测铸件的结构及性能的众多信息，进而可以检测其是否存在缺陷。
在四个影响X射线断层照片的参数（空间分辨率、密度分辨率、噪声、人为产物）中前三个参数是相互关联的，只能取其中一个最佳值。这种新的检测技术主要是用在诸如复杂结构、多层容器等超声波方法不能检测的特殊构件检测中，其在进行缺陷和裂纹的定位与检测的同时能够对超声波等不能提供横断面图像的检测方法进行校正。目前为止已出现三维层析摄影法，它可以检测任何复杂的铸件，可通过一次扫描形成一个三维物体，最多可以分析1000个切片。
4. 总结
根据以上的相关描述，可以知道超声检测、射线透射检测以及射线层析摄影法所具有的不同的特点，以及各自的使用范围。因此在实际中应该根据铸件的几何特征、材料等来选取各自适合的检测缺陷的方法。由于现代工业的高速发展，使得对于铸件缺陷的检测方法在铸件缺陷方面的检测水平越来越高。在未来对于铸件缺陷检测的方法研究中，应该着重研究如何获得高质量、清晰的射线图像，并且学会利用计算机进行自动化检测以提高铸件缺陷检测的效率。同时也将多种不同的检测方法综合使用，以获得最佳的检测结果。
参考文献：
[1].超声波探伤编写组.超声波探伤[M]北京：电力工业出版社.1980：1-6.
[2]Hertlin I ， Dr Heldmann K . Acoustic resonance analysis in manufacturing-processes and practical applications （A） . Annual NDT Conference in Celle ， Part 3 [C] .1999.
关键词：铸件缺陷；超声检测；射线检测；层析摄影法
铸件之所以被工业生产广泛应用，是因为铸造的成本低廉、可以一次形成、尤其适用于大型复杂件的制造，其中航空航天制造、压力容器制造中有很多的零部件都是采用铸造的方法生产。但铸件很容易因为操作过程的失误产生不易发现的缺陷，因此必须在生产早期将铸件缺陷及时检查出来。进行铸件缺陷的无损检测可以提高生产效率，节约产品生产成本，提高产品质量。铸件无损检测中使用最广、研究最多的要数超声波探伤法、射线透照法、射线层析摄影法。对这三种方法的国内外研究现状分析如下：
1. 超声波检测法
超声波探伤是利用材料本身或内部缺陷的声学性质对超声波传播的影响，非破坏性地探测材料内部和表面的缺陷（如裂纹、气泡、夹渣等）的大小、形状和分布状况以及测定材料性质。利用超声波进行探伤不仅成本很低，而且对人体没有害处；更重要的是超声波的灵敏度和穿透性都很好，并能够快速的进行检测从而提高工作效率。在进行超声波检测时，铸件的缺陷通过超声波以缺陷波的形式反射到荧光屏上，其中缺陷波的波形和波幅都与缺钱的形状有关，因此可以根据缺陷波来了解铸件的缺陷情况。
超声波检测方法又分为两种，分别是声程衍射时间法（TOFD）和声振分析法（AR）。
TOFD是由南斯拉夫的Ines Dukic 以及Predrag Dukic提出的。它的的优点是：优良的可靠性和检测的可重复性；结果的易见性和易存储性，使之能够快速进行比较；对铸件缺陷扩展的趋势能够进行监控。它的局限性是：被检测的铸件其形状构成会影响检测的完整性，例如铸件的螺纹孔会导致螺纹孔附近的区域被覆盖从而降低了检测的完整性；密集的缩孔会导致信号产生重叠进而得到错误的尺寸。因此除了以上两点的局限性以外，声程衍射时间法是铸件缺陷检测中一个重要的工具。
声振分析可以在一个广阔的频率范围内进行快速有效的检测，是一种新的无损检测方法，由Herlin等人发明。通过共振频率可以算出不同材料的声学参数，然后这些声学参数可以匹配成不同的质量特征，这些质量特征与铸件的尺寸、材料以及几何构造等有着很大的联系。它的特点是：可以使用计算机辅助检测；可检测铸件的整体，不用进行取样或者局部检测；不用考虑化学或环境问题，其检测过程是一个干燥的环境等。
2.X射线检测法
X射线检测法是将射线穿过被检测铸件，通过X射线的衰减来进行铸件缺陷的检测。X射线检测法的发展过程共有三个阶段，分别是获取低劣的微光图像、电离放射线荧光屏成像、高分辨率清晰的数字图象。通过射线检测法可以检测出铸件的缺陷并提供相应的缺陷照片。X射线检测法主要用于检查铸件或机器的部件是否存在裂纹、孔洞和夹杂等缺陷。在对于X射线图象处理中，Herbert提出了非线性灰度值变换以及线性黑点校正等图像处理的方法，该方法将图象分割技术归为图像像素问题，并提供了几种选取空洞所使用的局部特征选择方法，它们分别包括线性及非线性的滤波运算、局部缺陷模板、将图象相减、直角与旋转局部特征结合等各种不同的局部特征选择方法。
目前X射线检测法已用于特殊的缺陷检测法中。 德国的C.Lehr等人使用摄像机模型的立体射线实时成像系统对铸件内部缺陷进行三维分析，通过使用两幅不同方向的X射线图象可以知道铸件缺陷位置以及大小。；美国的研究者发明了一种用于距离图象并通过CAD成像的三维检测系统，这是一种在铸件缺陷检测的自动化视觉检测系统被运用的技术，在这种检测系统的各个阶段都可以使用计算机进行辅助设计。该项技术能够用在对平面、锥面、柱面以及球面等各种几何表面进行检测，并且能够对这些平面的尺寸公差、普通铸件各平面的凹陷、浇铸不足等各类缺陷进行检测。
3.X射线层析射影法
射线层析摄影法是从射线照相技术发展而来，将照相时的圆锥状X射线束通过特定装置转换为线状或面状扫描束，接着将其穿过被测铸件的某一个断面并得到断面图像。通过获得的断面图像可以知道被测铸件的结构及性能的众多信息，进而可以检测其是否存在缺陷。
在四个影响X射线断层照片的参数（空间分辨率、密度分辨率、噪声、人为产物）中前三个参数是相互关联的，只能取其中一个最佳值。这种新的检测技术主要是用在诸如复杂结构、多层容器等超声波方法不能检测的特殊构件检测中，其在进行缺陷和裂纹的定位与检测的同时能够对超声波等不能提供横断面图像的检测方法进行校正。目前为止已出现三维层析摄影法，它可以检测任何复杂的铸件，可通过一次扫描形成一个三维物体，最多可以分析1000个切片。
4. 总结
根据以上的相关描述，可以知道超声检测、射线透射检测以及射线层析摄影法所具有的不同的特点，以及各自的使用范围。因此在实际中应该根据铸件的几何特征、材料等来选取各自适合的检测缺陷的方法。由于现代工业的高速发展，使得对于铸件缺陷的检测方法在铸件缺陷方面的检测水平越来越高。在未来对于铸件缺陷检测的方法研究中，应该着重研究如何获得高质量、清晰的射线图像，并且学会利用计算机进行自动化检测以提高铸件缺陷检测的效率。同时也将多种不同的检测方法综合使用，以获得最佳的检测结果。
参考文献：
[1].超声波探伤编写组.超声波探伤[M]北京：电力工业出版社.1980：1-6.
[2]Hertlin I ， Dr Heldmann K . Acoustic resonance analysis in manufacturing-processes and practical applications （A） . Annual NDT Conference in Celle ， Part 3 [C] .1999.