中国近20年内，发展了多种钛合金牌号，建立起多项有关钛合金材料的标准与规范，包括超声检验的标准与规范。然而，任何一个标准，都需要在生产应用的过程中， 在大量实践经验的基础上，在科学理论的指导下，不断补充、修改、完善，  以使其更具科学性和实用性 。

　　我国钛合金标准建立与发展历史 的特点是在大量参考各国同类标准的同时根据我国的实际情况和自己的研究结果进行了取舍和补充、修改。这其中既有科学的、合理的部分，也由于标准建立时经验不足，不可避免地有不合理、不完善之处。因此，不断总结经验， 并与其它同类标准进行对比分析， 对于新标准的制订和旧标准的改进， 都是很有意义的。

　　本研究重点是对国内外材料标准中关于超声检

　　验的要求和规定， 及国内外有关超声检验方法的标准与规范中关于钛合金检验与棒材检验的 内容与规定进行分析。 通过分析比较， 了解各国在钛合金超声检验验收标准与钛合金棒材检测方法上的异同与特点，为今后钛合金超声检验标准的制、 修订提供参考。

　　１.相关标准

　　公司标准 （ＱＡＳ） 以及罗罗公司的材料供应商之一英国帝国金属工业公司的标准。 国内标准主要有中国国家标准   （ＧＢ）、中国国家军用标准   （ＧＪＢ）和中国航空工业标准    （ＨＢ）。 具体标准号与名称如下：

　　（1） ＡＭＳ ２３８０Ｂ    ＡｐｐｒｏｖａｌａｎｄＣｏｎｔｒｏｌｏｆＰｒｅ—ｍｉｕｍ—ＱｕａｌｉｔｙＴｉｔａｎｉｕｍＡｌｌｏｙｓ

　　（2）ＡＭＳ２６３ＯＢ     Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ，Ｕｈｒａｓｏｎｉｃ，Ｐｒｏｄ—ｕｃｔ０ｖｅｒ０．５Ｉｎｃｈ   （１２．７ａｒｍ）Ｔｈｉｃｋ

　　（3）ＡＭＳ  ２６３１Ｂ    Ｕｈｒａｓｏｎｉｃ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ  ，Ｔｉｔａ—ｎｉｕｍ  ａｎｄＴｉｔａｎｉｕｍ ＡｌｌｏｙＢａｒａｎｄＢｉｌｌｅｔ

　　（4）  ＡＭＳ  ２６３２Ａ      Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ，  Ｕｈｒａｓｏｎｉｃ。  ＯｆＴｈｉｎＭａｔｅｒｉａｌｓ，  ０．５  Ｉｎｃｈ   （１２．７ｍｍ）  ａｎｄ Ｕｎｄｅｒ  ｉｎＣｒｏｓｓ—ＳｅｃｔｉｏｎａｌＴｈｉｃｋｎｅｓｓ

　　（5）ＭＩＩ一Ｆ一８３１４２Ａ     Ｆｏｒｇｉｎｇ，ＴｉｔａｎｉｕｍＡｌｌｏｙｓＰｒｅｍｉｕｍ Ｑｕａｌｉｔｙ

　　（6）ＭＩＩ一Ｔ一９０４７Ｇ    Ｔｉｔａｎｉｕｍ  ａｎｄＴｉｔａｎｉｕｍＡ１一ｌｏｙＢａｒｓ   （ＲｏｌｌｅｄｏｒＦｏｒｇｅｄ）  ａｎｄＲｅｆｏｒｇｉｎｇＳｔｏｃｋ，ＡｉｒｃｒａｉｔＱｕａｌｉｔｙ

　　（7）  Ｍ１Ｌ—ＳＴＤ一２１５４      Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ，  Ｕｈｒａｓｏｎｉｃ。　Ｗ ｒｏｕｇｈｔＭｅｔａｌｓ，Ｐｒｏｃｅｓｓｆｏｒ

　　（8）  ＢＭＳ７－２４７Ｃ      Ｔｉｔａｎｉｕｍ   ６Ａ１—４Ｖ   ｆｏｒｇｉｎｇｓ，Ｐｒｅｍｉｕｍ Ｑｕａｌｉｔｙ

　　（9）  ＢＡＣ  ５４３９    ＵｈｒａｓｏｎｉｃＩｎｓｐｅｃｔｉｏｎ

（10）  ＢＡＣ５４３９—３    Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ   Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ国内外钛合金棒材超声波检验标准分析４７表 １  ＡＭＳ２６３１中的超声质量等级单个不连续性孔尺寸单个不连续性孔尺寸１级２级２２３３ＷｒｏｕｇｈｔＭａｔｅｒｉａｌｓ，ＩｍｍｅｒｓｉｏｎＴｅｓｔｉｎｇ

　　（11）ＯＣＴ１９０００６—８６  制造钛合金叶片用毛坯技术要求

　　（12）ＱＡＳ０２０２  发动机主轴、压气机盘、涡轮盘和有关转动件 的超声波检验质量验收标准

　　（13）Ｇ．Ｓ．Ｔ０２  钛和钛合金圆棒超声检验通用说明书

　　（14）ＧＪＢ４９４—８８   航空发动机压气机叶片用ＴＣｌｌ钛合金棒材

　　（15）ＧＪＢ１５３８—９２  飞机结构件用 ＴＣ４钛合金棒材规范

　　（16）ＧＪＢ１５８０—９３  变形金属超声波检验方法

　　（17）ＧＢ５１９３—８５  钛及钛合金加工产品超声波检验方法

　　（18）ＨＢ／Ｚ５９—１９９７  超声波检验

　　（19） ＨＢ／Ｚ ３６～８２  变形钛合金棒材超声波检验说明书

　　2.各标准中关于超声检验验收标准的规定

　　各国标准中关于超声检验的验收要求大多出现在材料标准 中， 但也有在专用的超声检验标准中直接规定的，如：英国帝国金属工业公司标准Ｇ．  Ｓ.Ｔ０２

　　《钛和钛合金圆棒超声检验通用说明书》 和中国航空工业标准ＨＢ／Ｚ３６—８２  《变形钛合金棒材超声波检验说明书》。在所分析的标准中，涉及具体验收标准的有ＡＭＳ２３８０Ｂ，ＭＩＬ—Ｆ一８３１４２Ａ，ＭＩＬ—Ｔ一９０４７Ｇ，ＢＭＳ７—２４７Ｃ，ＯＣＴ１９０００７～８６，ＱＡＳ０２０２，Ｇ．Ｓ．Ｔ０２，ＧＪＢ４９４—８８，ＧＪＢ１５３８—９２，ＨＢ／Ｚ３６～８２。其中美国标准中引用的验收级别主要来自于ＡＭＳ２６３１Ｂ和ＭＩＩ一ＳＴＤ一２１５４。

　　2.1 ＡＭＳ２６３１Ｂ和ＭＩＬ－ＳＴＤ一２１５４规定的验收级别

　　ＡＭＳ２６３１Ｂ的验收级别见表 １。与其相对应的还有如下验收要求：

　　（1）所有超过每一级别拒收水平的75的显示应被检查与评定 。

　　（2）任何幅度超过与其同深度的给定尺寸参考平底孔反射波高的不连续性显示， 是不可接受的。

　　（3）非饱和的底反射损失， 当与相同或相似无缺陷产品相比大于50，且伴随有上下表面间至少两倍于正常本底噪声的信号增加时， 是不可接受的。

　　（4）允许的本底噪声应不超过与被检产品相同合金的对比试块中参考平底孔反射高度的５０。购买方可批准允许更大的本底噪声或规定较小的本底噪声 。

　ＭＩＬ—ＳＴＤ一２１５４中规定的验收级别见表２，与之相应的验收要求为 ：
 

　　（1）任何幅度超过与其同深度的给定尺寸  （英寸直径） 参考平底孔或当量切槽 的反射波高的不连续性显示， 是不可接受的。

　　（2）多个不连续性显示，当其幅度超过与其同深度的给定尺寸   （英寸直径）参考平底孔或当量切槽的反射波高，且不连续性中心间距小于１英寸时，是不可接受的。不适用于Ｃ级。

　　（3）任何不连续性显示， 其长度超过给定的长度且幅度大于给定的响应  平（底孔或当量切槽的响应），是不可接受的。 不适用于Ｃ级。

　　（4）底反射损失与相同或相似无缺陷产品相比大于给定百分 比， 且伴随有上下表面间至少两倍于正常本底噪声的任何信号增加时， 是不可接受的。 仅对直声束检验适用 。

　　（5） 任何噪声超过报警电平设置是不可接受的。重锻坯除外。

　　（6）当按ＡＡＡ级检验钛合金时，多个缺陷应为１／８英寸一２／６４响应， 噪声水平要求不适用 。

　　当按ＡＡ级检验钛合金时，多个缺陷应为１／４英寸一２／６４响应或更大， 长条形缺陷标准不适用。

　　2.2 各验收标准的特点

　　各标准中验收标准的规定形式多样，各 自的特点归纳于表３之中。其中从分级特点来看，通用性较强的、适用范围较广的标准   （如ＡＭＳ２３８０），大多根据截面尺寸的不同   （直径或厚度）或类型的不同   （板、棒）采取不同等级，这一点很容易理解；而采取单一标准的多为专用标准，如ＯＣＴ１９０００６， ＨＢ／Ｚ３６，ＱＡＳ０２０２，Ｇ．Ｓ．Ｔ０２等。较特殊的是ＢＭＳ７—２４７，虽采用了Ｍ ＩＩ一Ｆ一８３１４２的大部分要求，却将超声检验标准改为单一的一个等级 。

　　再从验收标准本身的内容来看， 由于所依据的验收级别来源不同，有着简单与复杂的差别。其中ＭＩＬ—Ｆ一８３１４２，  ＢＭＳ７—２４７和ＧＪＢ１５３８—９２较为复杂，除单个不连续性的标准外， 都包含有多个不连续性和长条形不连续性的要求，其验收级别依据是ＭＩＬ—ＳＴＤ一２１５４。另外，除ＯＣＴ１９０００６和Ｇ．Ｓ．Ｔ０２外，各标

　　准均对由材料引起的噪声水平有所规定；  除ＯＣＴ１     定。可见，除单个不连续性的要求外，对噪声水平和９０００６和 ＱＡＳ０２０２外，各标准均对底反射损失有所规      底反射损失的要求是较为普遍的。
 

　　2.3 Ø７０ｍｍ以下钛合金棒材的超声检验验收标准对比

　　为了更清楚地比较各标准对钛合金棒材中不连续性的超声检验允许水平，将各标准中对，@７０ｍｍ以下钛合金棒材的验收要求列于表４中。其中需要说明的几点是：

（1） ＯＣＴ１—９０００６中仅规定“超声波检验时标块平底孔的直径不应超过２.０ｍｍ”，而引用的检验方法ＰＴＭ１.２.０７２又未能见到，暂理解为单个缺陷验收标 准为２．０ａｒｍ平底孔。

　　（2）ＧＪＢ４９４—８８和ＨＢ／Ｚ３６—８２中关于不连续性的验收要求均为 “没有明显高于杂波的不连续性指示”。表中最小不连续性的数值是按照比杂波高5DB视为明显高于杂波的原则确定的。

　　（3）ＧＪＢ４９４—８８中关于噪声水平的要求，是根据采用的探伤方法、棒材直径范围和用途静（子叶片或ＩＬ—转子叶片） 的不同， 分别规定了允许水平。

　　从表４中可以看到以下几点：

　　（1）除几个叶片用棒材的专用标准外，美国钛合金标准依据的主要是两个标准中的验收等级系列，即ＡＭＳ２６３１中的四个等级（ＡＡ，Ａ１，Ａ，Ｂ）和ＭＩL-ＳＴＤ～２１５４中的五个等级（ＡＡＡ，ＡＡ，Ａ，Ｂ，Ｃ），其中 ＭＩＬ—ＳＴＤ～２１５４的五个等级含有多个不连续性和长条形不连续性的要求，ＡＭＳ２６３１则只有单个不连续性要求。单纯从字母代表的级别，两者很难一一对应。

　　（2）关于不连续性幅度允许水平的最高要求。随着所依据的验收标准系列不同，各标准中不连续性的允许水平有的只有单一的不连续性要求，有的则分别对单个、多个、长条形不连续性作出规定。在各项指标中取幅度的最小值对各标准进行比较，从要求最高的到要求最低依次为：ＱＡＳ０２０２，ＧＪＢ４９４—８８，ＨＢ／Ｚ３６， 为 ØＯ．８ａｒｍ一６ｄＢ；ＡＭＳ２３８０Ｂ，ＭＩＬ—Ｆ一８３１４２Ａ，ＭIL-Ｔ一９０４７Ｇ，ＧＪＢ１５３８—９２，为  ØＯ．８ａｒｍ；ＢＭＳ７—２４７Ｃ，Ｇ．Ｓ．Ｔ０２为Ｓ．ＴＯ２为  （１．２ｍｍ；ＯＣＴ１９０００６—８６，为   ２．Ｏｍｍ。上述数值中ＧＪＢ４９４—８８，ＨＢ／Ｚ３６的数值是按照比杂波高６ｄＢ视为明显高于杂波的原则确定的。实际上，由于略高于杂波的信号与杂波难以区分， 任何高于杂波水平要求 的信号都可能被视为杂波水平超标而予以拒收。可见各标准允许水平差别很大， 要求最高的３份标准均用于发动机转动件或专用于叶片， 采用较高要求是可以理解的，但ＯＣＴ１９０００６—８６也是针对发动机叶片的，要求却最低。不过，俄罗斯标准与西方国家标准差异大是经常发生的事 ， 对于俄标准制订的原则与依据，  目前了解得还不够充分。

　　（3）关于噪声水平的要求。在含有噪声水平要求的国外标准中， 无论不连续性的要求水平高低， 其噪声水平要求均可归纳为两类， 一类是允许的噪声水平不超过与被检产品同合金的参考试块反射波高  （或不连续性幅度要求）的50 一（６ｄＢ），另一类是不超过报警水平。 国内的钛合金专用标准中， 噪声水平均有专门的规定，在ＧＪＢ１５３８—９２中，其数值约比不连续性的最小幅度要求低６ｄＢ，在ＧＪＢ４９４—８８和ＨＢ／Ｚ３６中，则是只规定了噪声水平要求， 然后，要求无明显高于噪声的不连续性显示。 比较国内外标准的差别，可以认为，国外标准中，噪声水平要求的目的主要是为了避免噪声对不连续性检测的干扰， 而国内对噪声水平的要求除了这一 目的外， 还有独立的对于材料组织状态的检测目的。 就允许的噪声水平的数值而言，各标准之间 的排列顺序与不连续性的允许水平相 同。
 

（4）关于底波损失的要求。这里关心的一方面是底波降低的程度，另一方面是底波比较的参照物。除ＯＣＴ１９０００６—８６和ＱＡＳ０２０２无底波损失要求外，其它标准中可分为底反射损失小于 ５Ｏ％和底波不降低两种类型。这两种类型相比，底波不降低的说法对于实际实施来说不够明确， 不易执行。关于底波比较的参照物，在底波不降低的类型中有两种情况， Ｇ．  Ｓ．Ｔ０２中规定底波与试块相比不降低，而ＧＪＢ４９４—８８，ＨＢ／Ｚ３６中则未说明比较对象，通常理解为与同批材料比不降低。要求底波损失小于５Ｏ％的标准较多，由ＡＭ￥２６３１和ＭＩＩ一ＳＴＤ一２１５４的相关要求可以看出，要求将底波与相似产品的完好材料相 比。 除了与试块相比的情况以外，无论采用那种参照物，若要真正对底波损失进行评判． 均需有一个样件作为基准． 这一点，在一般检测规范中没有要求。而且，在底波高度超过屏幕 ｉ００   时，难以观察底波的变化。有些超声检验仪带有可独立调节衰减的底波监控门来进行底波观察，但大多数检验仪没有这项功能。由ＡＭＳ２６３１和ＭＩＩ一ＳＴＤ一２１５４的相关要求还可以看出， 底波损失的要求与信号的增加相关联， 因此， 这一拒收条件一方面可能反映出内部异常缺陷的存在， 另一方面可能反映出材料组织状态的异常。

　　3 超声检验方法标准中关于棒材检验的要求

　　在所查阅的标准系列中，只有英国帝国金属工业公司标准Ｇ．Ｓ．Ｔ０２，中国国家军用标准ＧＪＢ４９４－８８，ＧＪＢ１５３８—９２的附录，中国航空工业标准ＨＢ／Ｚ３６—８２等为钛合金棒材专用超声检验方法说 明书， 其它标准均为关于超声波检验的通用标准，如：ＡＭＳ２６３１Ｂ，ＡＭＳ２６３０Ｂ，ＭＩＬ—ＳＴＤ一２１５４，ＢＡＣ５４３９—３，ＧＢ５１９３—８５，  ＧＪＢ１５８０—９３， ＨＢ／Ｚ５９—１９９７。

　　在各超声检验通用标准 中， 通常对纵波直入射法和横波斜人射法的共性问题提出要求。 对棒材检验应用的具体的检验方法， 在大部分标准中未作规定，但给出了纵波径向检验与横波周向检验用的对比试块要求。在这些标准中可以见到这样的内容：可以采用其它形式的探头，但应由供需双方同意   （ＧＢ５１９３，ＡＭＳ ２６３１Ｂ，  ＡＭＳ ２６３０Ｂ）或由  ＩＩＩ级人员确定（ＢＡＣ５４３９）。 各标准对棒材检验方法的规定见表 ５。

　　在通用标准中较为特殊的是ＧＪＢ１５８０—９３和ＨＢ／Ｚ５９—１９９７，其中除具有与其它标准相似的内容外，专门有针对小直径棒材的条款  （表５）。其中对于骑马式双探头法和周向斜人射扫查只给出了探头配置示意图，未给出具体参数。ＧＢ５１９３—８５中提到对直径为１３￣７０ｍｍ的圆形产品采用纵波发散声束水浸法检验。

　　在专用棒材检验标准中， 均规定了棒材的检验方法。其中规定有双探头法的有ＧＪＢ４９４—８８和ＨＢ／Ｚ３６—８２，对双探头法也是给出了探头配置示意图，没有具体参数。 其它标准中通常为水浸单探头径向检验。

　　综合上述分析结果， 纵波径 向检验与横波周向检验是棒材检验较为通用的方法。双探头法仅在国内标准中采用，且专用于叶片用棒材。而且，双探头法由于未规定具体参数，实际操作时很大程度上靠经验来进行探头的调整。
 

　　4 结论

　　（1）从钛合金棒材超声检验验收标准的形式上看，除必不可少的对单个不连续性的要求外，对噪声水平和底反射损失的要求也是较为普通的。此外，部分标准还具有对多个不连续性和长条形不连续性的要求。验收标准的形式与其所依据的检测方法标准有关。

　　（2）比较各超声检验验收标准中对Ø70mm以下棒材的不连续性允许水平和噪声允许水平，以GJB494-88和HB/Z36-82中的要求最高（不连续性＜Ø0.8mm-6dB,噪音＜Ø0.8mm-12dB），QAS0202基本与之相当。其他标准中，不连续性允许水平相差较大(Ø0.8～2.0mm),噪声允许水平差别在6～12dB。

　　（3）通过对各超声检验验收标准中噪声允许水平和底反射损失的有关规定的分析，可以看出，国外标准中规定噪声允许水平的目的，主要是为了保证不连续性检测有足够的信噪比。底反射损失的要求，则可能有发现异常缺陷和异常的材料组织状态两个目的。

　　（4）纵波径向检验与横波周向检验是棒材检验较为通用的方法。骑马式双探头径向检验法仅在部分国内标准中采用，且专用于叶片用棒材。