普通探頭測量鑄鐵材料可能遇到三種情況：儀器完全沒有讀數；有讀數但波動很大；數值與實際厚度不符。因為鑄鐵并不是完全均勻的，內部組織的形態、分布以及基體組織都會影響超聲波傳播。而且粗晶材料內部晶粒較大，常規探頭的頻率、晶片尺寸及聲束特性不一定適合粗晶材料，發射的超聲波在傳播過程中可能發生明顯散射和衰減，回波信號較弱，導致儀器難以識別底面回波，測量困難。

一、為什么普通探頭容易測不出鑄鐵厚度？

鑄鐵的哪些材料特性會影響超聲波測厚？

多晶體材料由許多晶粒組成，當超聲波穿過材料時這些晶界會使超聲波偏離原來的方向，沿原方向傳播的聲能減少，衰減增加。散射的強度和晶粒尺寸與超聲波波長的相對關系有關，平均晶粒尺寸和超聲波波長相當時散射最劇烈。鑄鐵這類粗晶材料中較大的晶粒尺寸更容易落入這個區間，所以普通探頭超聲波在鑄鐵材料中的衰減遠高于細晶材料。

鑄鐵中含有石墨、珠光體、鐵素體等組織，石墨聲阻抗和金屬基體差異大，每一顆石墨都是一個強散射體，石墨的形態、分布和基體組織會大大影響超聲波的傳播。片狀石墨尖銳的片狀邊緣和大散射截面會導致高衰減，而球狀石墨作為離散的球狀顆粒影響則相對溫和。

聲波傳播過程中散射的能量越多，接收晶片就可能接收不到足夠強度的回波信號，或者接收到多個強散射回波，難以識別哪個是真正有效的底面回波，儀器就無法穩定計算材料厚度。

除了粗晶組織還有哪些原因會導致鑄鐵測不出？

鑄鐵的材料特性不是影響超聲波檢測的唯一因素，排查測量鑄鐵材料數據異常原因還要考慮以下原因：

二、粗晶探頭和普通探頭有什么區別？

粗晶材料檢測一般需要選擇低頻率的粗晶探頭，低頻超聲波的波長較長，能夠減少粗晶材料中的散射影響，增強超聲波在鑄鐵等粗晶材料中的穿透能力。但是低頻粗晶探頭的分辨率較低，因此測量鑄鐵材料選擇探頭頻率時需要結合材料和測量厚度等，不能簡單覺得選頻率越低的越好。以林上LS211超聲波測厚儀為例：

LS211常規標準探頭與粗晶探頭參數區別

需要注意以上測量范圍等數據是官方實測45#鋼的數據，檢測鑄鐵時測量范圍可能會有變化。

三、鑄鐵超聲波測厚的實際操作方法

測量前記錄下鑄鐵的類型、工件結構、預計厚度和測量位置，清理測量位置的浮銹、油污、氧化皮和其他松散附著物。假如鑄鐵工件表面特別粗糙，探頭無法貼合，可以在不影響工件安全和實際厚度判斷的條件下進行打磨拋光。

鑄鐵內部組織和石墨形態的變化可能導致聲速差異，對檢測數據要求高的情況建議選擇材質、組織特性和厚度具有代表性的已知厚度樣件校準聲速。以LS211為例，可以使用“已知厚度反測聲速功能”檢測材料聲速。

在測量點涂抹適量耦合劑，將探頭垂直穩定按壓在測量表面，先嘗試用普通探頭測量，看能不能獲得有效穩定的底面回波。如果反復出現無讀數或讀數不穩定的情況，再嘗試用低頻粗晶探頭測量。

重復檢測確認測量結果，不能將偶爾出現的單個數值直接認定為真實壁厚。

LS211普通探頭與粗晶探頭測量鑄鐵數據記錄如下：

可以發現4個測點，每種探頭各測量3次的12次測量中，粗晶探頭各個測點數據相對穩定，而普通探頭數據波動會比粗晶探頭大，而且偶爾還會出現無法測出數據的情況。

林上LS211、LS212、LS213、LS215超聲波測厚儀都可以搭配2MHz ZT-12粗晶探頭，很適合鑄鐵棒厚度測量、空心鑄件壁厚檢測，以及泵體、機械殼體等鑄件的局部壁厚檢測。如果鑄件衰減特別嚴重、表面嚴重粗糙、或者內外壁不是平行或同軸不利于回波返回的，粗晶探頭可能也無法測出穩定數據，可以考慮使用其他檢測方法。