《铸件缺陷检测 第2部分 相控阵超声法》编制说明

中国材料与试验团体标准

铸件缺陷检测第2部分相控阵超声法编制说明

一、标准编制说明内容

1、工作简要过程，来源、主要参加单位和工作组成员等

铸钢件是指用铸钢制作的零件，与铸铁性能相似，但比铸铁强度好。铸钢件在铸造过程

中易出现气孔缺陷、角度定位不准确等缺点，在长期使用中就有可能出现机壳断裂的现象。

如何控制铸钢件的内部质量是一个极其重要的问题。而针对铸钢件内部质量检测，目前国内

没有铸钢件相控阵超声检测方法标准。

2022年8月，标准起草工作组根据标准验证试验方案。在南京迪威尔高端制造股份有

限公司、钢研纳克检测技术股份有限公司、上海珉瑞教育科技有限公司等单位开展标准验证

试验，并于2022年9月形成了标准征求意见稿初稿。由于疫情原因，工作组成员再次通过

线上视频会议方式沟通对标准征求意见稿初稿进行了讨论及审查，经过反复讨论、多次协商，

完成了标准征求意见稿和编制说明，报全国无损检测标准化技术委员会秘书处。

②主要参加单位和工作组成员

主要参加单位和工作组成员有：南京迪威尔高端制造股份有限公司，陈昌华、张利、张

闻骋、徐正茂、陈庆勇、时飞扬；钢研纳克检测技术股份有限公司，张建卫；上海珉瑞教育

科技有限公司，丁伟臣。

所做的工作：陈昌华负责全面策划和文字编辑，张利、张闻骋、徐正茂、陈庆勇、时飞

扬负责资料汇总、实验及检测程序，张建卫、丁伟臣负责方案设计及标准审核。

2、标准化对象简要情况及制修订标准的原则

1）标准化对象简要情况

相控阵超声检测灵活、快速，可根据检测要求采用不同的扫查方式就可以检测不同的部

件。同时采用了声束的角度扫描和动态聚焦等技术,极大提高了检测效率和灵敏度,且可满足

复杂结构检测的需求,而且由于探伤图像可视化,因此具有实时检出和评定缺陷的优点。此

外，相控阵检测用电子扫查代替机械扫查，既减少了磨损，同时也增加了系统的可靠性。

超声相控阵检测技术作为一种高速、精确的探伤方法，可以广泛运用于金属铸钢件等材

料的检测,该技术在冶金、机械、航空航天等工业无损检测领域具有良好的应用前景。

2）制修订标准的原则

①制修订标准的依据或理由

相控阵超声波探伤仪可靠性高，稳定性好，可以客观的采集和存储数据，并对采集到的

数据实时处理或后处理，对信号进行时地域、频域或图像分析，还可通过模式识别对工件质

量进行分级，减少人为因素影响，提高了检索的可靠性和稳定性。企业在加工或生产过程中

就可以缩减很大的成本，不需要再增加大量质检人员，还能及时快速发现不良品质问题，节

1

省企业人力物力成本。

铸钢件相控阵超声法是一种重要的无损检测方法，然而一直以来在我国并未得到充分重

视和纳入规范认证体系，相关铸钢件相控阵超声法的方法标准也较少见。

本标准统一了铸钢件相控阵超声检测的条件和要求，规范了检测设备、内部状况、检测

步骤系统的设置与校准、验收等级和检测报告，为确保检测结果的科学、准确、有效提供了

指导。本标准填补了铸钢件相控阵超声检测的技术空白。

②制修订标准的原则

遵循“面向市场、服务产业、自主制定、适时推出、及时修订、不断完善”的标准编制

原则，并与技术创新、试验验证、产业推进、应用推广相结合，统筹推进。

在确定本标准主要内容时，综合考虑生产企业的使用习惯和用户的利益，寻求最大的经

济、社会效益，充分体现了标准在技术上的先进性和技术上的合理性。

本标准的起草宗旨：在符合适用性的前提下，尽量降低标准的各项要求、简化方法过程，

从而达到降低生产成本的目的。

本标准在结构编写和内容编排等方面依据GB/T1.1《标准化工作导则第1部分：标准

的结构和编写》进行编写。

在本标准起草过程中，主要参考了参考GB/T32563-2016《无损检测超声检测相控阵

超声检测方法》和GB/T6402-2008《钢铸钢件超声波检验方法》

3、采用国际标准和国外先进标准的项目

本标准为自主起草。国内外尚未有类似的标准，故本标准未采用国际标准或国外先进标

准。本标准水平为国际先进水平。

4、标准主要内容（包括牌号、成分、性能指标、型号、各种参数、

公式、试验方法、检验规则等）确定的论据（包括试验、验证、统计

数据等），修订标准时，应列有新旧标准的对比分析。

4.1与质量等级相关的内部粗糙度

使用相控阵探头时，为达到良好的耦合效果，被检表面的粗糙度至少应机加工达到Ra

≤6.3μm。

。

4.2铸钢造内部状态

若铸钢造内部状况能满足指定的质量等级，则可进行检测。

注：在铸钢造内部进行全面的检验有困难时，可使用喷丸、喷砂或内部研磨﹐以确保声耦

合。通常只适用于质量等级1。

4.3检测温度

a）采用常规探头和耦合剂时，工件的内部温度范围为0℃~60℃。

b）系统校准与实际检测间的温度差应控制在±14℃之内。

c）若检测过程中工件温度变化超出上述范围，应评价温度变化对检测结果的影响。

d）若检测前发现工件温度超出上述范围，应通过实验验证设备的适用性，同时验证检

2

测的可操作性和可靠性。

4.4验收等级

铸钢件在浇铸过程中产生的缺陷虽然与钢锭浇注产生的缺陷类似，但它们仍属工艺缺

陷，常见的工艺缺陷有气孔、夹杂、缩孔、疏松和裂纹等。

(1)气孔(气泡)：气孔(气泡)是由于金属液含气量过多，模型潮湿及透气性不佳而形成的

空洞。铸件中的气孔分为单个分散气孔和密集气孔。

(2)夹杂：夹杂分为非金属夹杂和金属夹杂两类。非金属夹杂是冶炼时金属与气体发生

化学反应形成的产物或浇注时耐火材料、型砂等混入钢液形成的夹杂物。金属夹杂是异种金

属偶尔落入钢液中未能溶化而形成的夹杂物。

(3)缩孔：缩孔是由于金属液冷却凝固时体积收缩得不到补充而形成的缺陷。缩孔多位

于浇冒口附近和截面最大部位或截面突变处。

(4)疏松：由于熔炼不良，铸模形状不适当等原因，在铸钢件壁厚的中部产生了细的晶

界裂纹或者晶界中产生细微的空隙，而形成的疏松结构，这部分晶粒间的结合相当弱(在射

线透照底片上形成云雾状暗影)。

(5)裂纹：裂纹是指钢液，冷却过程中由于低熔点杂质过多，加之内应力(热应力和组织

应力)过大使铸件局部裂开而形成的缺陷。铸件截面尺寸突变处，应力集中严重，易出现裂

纹。

1级不允许有能测量尺寸的缺陷(延伸性缺陷)。

壁厚方向上单个缺陷的最大尺寸不能超过壁厚的10%，缺陷的尺寸不大于10mm的除

外，壁厚方向上缺陷累加尺寸不能超过璧厚的25%或20mm。

两个缺陷之间的最大距离不大于10mm，应作为一个垂直或侧向表面的单个缺陷或缺

陷区域来评定。

对能测量长度而不能测量壁厚方向上尺寸的缺陷区域，不能测量的尺寸应认定为3mm，

面积按下述公式计算：

A=3×L

式中：

A——缺陷面积，单位为平方毫米(mm2)；

3——定义宽度，单位为毫米(mm)；

L——测量长度，单位为毫米(mm）。

8.2体积型缺陷允许限值

表2给出了体积型缺陷允许的限值。

表2体积型缺陷允许的限值

内外质量等级

项目单位

层12345

被检部

100~30

位的铸mm--≤5050~100100~300≤5050~100100~300≤5050~100≤5050~100100~300

件厚度0

不能测量尺寸的反射(点状缺陷)

最大的外层

mm

当量面7a不作评定

积2内层

在100外层3566

mm×7

-不作评定

100mm内层b不作评定

评定框

3

内被记

录的缺

陷数量

能测量尺寸的反射(延伸性缺陷)

最大的

mm外层

当量面27a

积-内层

在壁厚

方向上外层层厚度的15%层厚度的20%

缺陷的mm

最大尺内层壁厚的15%壁厚的20%

寸

不能测

量宽度外层757575757575757575757575

的缺陷mm

的最大内层75751007575120100100150100100100

长度不

mm外层允

单个最许6001000100060020002000200020002000300040004000

大的面2

mm内层100015002000

积c，d100001500015000200001500015000200003000040000

2000

mm100010001500

缺陷的外层100001000010000100001000015000150002000020000

总面积2000

mm100015003000

c内层150001500020000200001500020000200004000040000

2000

评定区mm150000≈

-100000≈(320mm×320mm)

域2(390mm×390mm)

a)壁厚≤45mm，当量面积为7mm；壁厚>45mm，当量面积为28mm。供需双方也可协商解决。

b)内外层累积。

c)间距<25mm的显示作为一个缺陷。

d)如果内层单个缺陷，壁厚方向上尺寸不超过壁厚的10%(如中心缩松)。质量等级2级～4级，允许超过规定

数值的50%。质量等级5级，没有限制。

e)斜入射横孔直径为3mm。

5、主要试验（或验证）结果的分析、综述报告、技术经济论证，预

期的经济效果等。

相控阵探头是由几十上百个微型压电晶片组成，构成一个换能器阵列。各阵元使用不

本项目采用团体标准，基于铸钢件内部缺陷的相控阵超声检测方法更为合理地应用。为

了验证本标准在国内实施的适用性，标准起草小组进行相关试验验证。

本项目编写符合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》和GB/T20001.4《标准编写规则第4部分：试验方法标准》中有关规定。本项目制订

后有助于国内各个行业从事无损检测领域的工作者规范合理使用铸钢件内部缺陷的相控阵

超声检测方法。并为冶金、机械行业钢铸钢件内部质量相控阵超声检测的科学、准确提供了

有效指导。本标准填补了国内铸钢件相控阵超声检测的技术空白。

本标准的实施主体为厂家、用户及有关的检测机构等

本标准发布后，有利于把握产品质量，将会给全球带来良好的社会效益和一定的经济效

益。

4

6、与有关的现行的方针、政策、法律、法规和强制性标准的关系。

本标准与我国的现行法律、法规和强制性国家标准没有冲突。

7、对征求意见及重大分歧意见的处理经过和依据。

本标准制定过程中，尚无出现未采纳的重大分歧意见。

8、标准水平建议，预期的社会经济效果。

在现代社会的发展中，铸钢件涉及航空航天、造船、兵器、石油化工、汽车和核电等领

域，而且使用范围、需求量不断增大，其内部质量直接影响其性能，受到各个冶金材料行业

的普遍关注。

本标准将为铸钢件生产企业的产品检测提供指导和质量保证。越来越多的企业对铸钢件

产品的质量要求比较苛刻，本标准的建立和实施将对铸钢件内部质量检测发挥积极促进作

用。

可以在竞争激烈的市场中使用小的成本得到较大的收益，做到降本增效的作用，使公司更上

一个新的台阶。

9、贯彻标准的要求和措施建议（包括组织措施、技术措施、过渡办

法等内容），根据国家经济、技术政策需要和该标准涉及的产品的技

术改造难度等因素提出标准的实施日期的建议。

项目总的研究期限为6个月

2022年9-10月：完成标准的征求意见工作，并形成送审稿。

2022年11-12月：召开标准审定会。

2023年1-2月：形成标准报批稿。

10、废止有关标准的建议。

无

11、标准涉及专利情况说明，包括：

无

12、重要内容的解释和其它应予说明的事项。

5

无

6

中国材料与试验团体标准

铸件缺陷检测第2部分相控阵超声法编制说明

一、标准编制说明内容

1、工作简要过程，来源、主要参加单位和工作组成员等

铸钢件是指用铸钢制作的零件，与铸铁性能相似，但比铸铁强度好。铸钢件在铸造过程

中易出现气孔缺陷、角度定位不准确等缺点，在长期使用中就有可能出现机壳断裂的现象。

如何控制铸钢件的内部质量是一个极其重要的问题。而针对铸钢件内部质量检测，目前国内

没有铸钢件相控阵超声检测方法标准。

2022年8月，标准起草工作组根据标准验证试验方案。在南京迪威尔高端制造股份有

限公司、钢研纳克检测技术股份有限公司、上海珉瑞教育科技有限公司等单位开展标准验证

试验，并于2022年9月形成了标准征求意见稿初稿。由于疫情原因，工作组成员再次通过

线上视频会议方式沟通对标准征求意见稿初稿进行了讨论及审查，经过反复讨论、多次协商，

完成了标准征求意见稿和编制说明，报全国无损检测标准化技术委员会秘书处。

②主要参加单位和工作组成员

主要参加单位和工作组成员有：南京迪威尔高端制造股份有限公司，陈昌华、张利、张

闻骋、徐正茂、陈庆勇、时飞扬；钢研纳克检测技术股份有限公司，张建卫；上海珉瑞教育

科技有限公司，丁伟臣。

所做的工作：陈昌华负责全面策划和文字编辑，张利、张闻骋、徐正茂、陈庆勇、时飞

扬负责资料汇总、实验及检测程序，张建卫、丁伟臣负责方案设计及标准审核。

2、标准化对象简要情况及制修订标准的原则

1）标准化对象简要情况

相控阵超声检测灵活、快速，可根据检测要求采用不同的扫查方式就可以检测不同的部

件。同时采用了声束的角度扫描和动态聚焦等技术,极大提高了检测效率和灵敏度,且可满足

复杂结构检测的需求,而且由于探伤图像可视化,因此具有实时检出和评定缺陷的优点。此

外，相控阵检测用电子扫查代替机械扫查，既减少了磨损，同时也增加了系统的可靠性。

超声相控阵检测技术作为一种高速、精确的探伤方法，可以广泛运用于金属铸钢件等材

料的检测,该技术在冶金、机械、航空航天等工业无损检测领域具有良好的应用前景。

2）制修订标准的原则

①制修订标准的依据或理由

相控阵超声波探伤仪可靠性高，稳定性好，可以客观的采集和存储数据，并对采集到的

数据实时处理或后处理，对信号进行时地域、频域或图像分析，还可通过模式识别对工件质

量进行分级，减少人为因素影响，提高了检索的可靠性和稳定性。企业在加工或生产过程中

就可以缩减很大的成本，不需要再增加大量质检人员，还能及时快速发现不良品质问题，节

1

省企业人力物力成本。

铸钢件相控阵超声法是一种重要的无损检测方法，然而一直以来在我国并未得到充分重

视和纳入规范认证体系，相关铸钢件相控阵超声法的方法标准也较少见。

本标准统一了铸钢件相控阵超声检测的条件和要求，规范了检测设备、内部状况、检测

步骤系统的设置与校准、验收等级和检测报告，为确保检测结果的科学、准确、有效提供了

指导。本标准填补了铸钢件相控阵超声检测的技术空白。

②制修订标准的原则

遵循“面向市场、服务产业、