球墨铸铁早在上个世纪50年代就已经发展起来了，是一种高强度铸铁材料，它的综合性能非常接近于钢，也就是因是它的在硬度方面表现优异，现在已经成功的被利用在铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件上。也就是近年来建筑行业中所说的“以铁代钢”，这句话中间的铁指的就是球墨铸铁。

　　球墨铸铁是依靠球化与孕育处理得到球状石墨，这样有效地提升了铸铁的力学性能，特别是提升了塑性与韧性，从而得到比碳钢还高的强度。球墨铸铁内的圆形石墨球相比石墨薄片（灰铸铁内）能够更好的抵抗应力集中，也因此能够更好的阻止裂纹等缺陷的产生。

　　对于利用球墨铸铁制备的汽车关键安全部件进行相关检测，来验证它们是否具有合理的球化率是十分重要的。因是这些部件即使出了一点小故障也有几率会带来极大的损失，甚至危及生命。

　　制造商通常使用一些破坏性检测方法，例如微观结构分析法，来验证样品零件是否具有正确的球化率。但是，微观结构分析法除了对于样品具有破坏性之外，取样也只占全部产品总量的很小一部分。而由球墨铸铁制备的汽车安全性关键零件，如用于制动与转向系统的零件，必须要对于每个铸件都进行球化率验证，因此无损检测方法才是最佳的选择。

　　超声波速与球化率的关系

　　研究发现，超声波纵波传播速度会随着球化率的降低而降低。生产球墨铸铁铸件的铸造厂一般都会设定声波传播速度的接受或拒绝极限，以确保铸件产品具有所需的球化率。

　　纯铁、球墨铸铁与灰铸铁中的声速存在一定差异。通常，纯铁中声波的传播速度约是0.232英寸/微秒（in/μs），球墨铸铁中约是0.222in/μs，灰铸铁中则约是0.192in/μs。不同材料内声波的具体速度取决于合金组成、晶粒结构与一些其他的工艺参数等。

　　超声波对于球化率的检测

　　基于声速与球化率之间的关系，超声波无损检测技术被视是是检测铸件零部件球化率的理想工具。

　　一般会先利用具有已知球化率的代表性“参考”标准铸件对于超声波系统进行适当调整。用于参考的标准铸件的几何形状必须在尺寸上能够代表待检测的生产部件。并使用千分尺或卡尺在检测点上准确的测量工作出参考铸件的厚度，将会把该值输入到测量工作软件中用于计算声速。

 

超声波检测装置的软件界面


来自参考铸件样品的超声回波


在超声波检测系统软件界面设置检测样品的声速和厚度极限值

 

　　具有单晶脉冲回波传感器的超声波测厚计与探伤仪可用于手动测量工作声速。虽然手动检测对于于小批量零件进行抽检非常方便，但与专用的自动检测系统相比检测速度较慢，并且受操作人员的主观影响较大。因此，手动检测对于于铸造加工生产线中的大批量铸造检测来说，既不可取也不实际。

　　自动化超声波检测方案

 

液槽中的检测装置
 

　　生产线上铸造产品的自动检测系统一般由超声波检测仪器、特定的计算机软件、超声波换能器与数字输入/输出（IO）总线组成。

　　除了上述的超声波硬件与软件，该系统还采用了一个浸没式水箱、一套精密零件专用检测夹具、一种加载与卸载零件的特殊装置（装卸可由机器人手动或自动进行）以及一套用于管理样品且能根据检测报告分离合格与不合格产品的控制系统。

　　精密零件专用的检测夹具安装在浸没式水箱中，用于固定铸铁样品的相对于位置（相对于于超声波换能器）。两个相对于的超声换能器设置是一发一收（或投射传输）模式，测量工作所得到的超声回波传播时间并依次计算出声速。

　　检测位置必须是在铸件上两个平行且平坦的表面所在的区域上。测量工作精度一般取决于铸件样品的几何形状与铸件相对于于换能器的位置的准确性。机械精度与夹具的清洁度对于于获取精确的检测报告同样很重要。磨损的装置必须重新加工或更换才能继续使用。