摘要

本文简要介绍了(DR)X射线直接数字成像检测技术和数字成像的基本原则，从过程应用的角度分析了数字成像的空间分辨率、像素、密度分辨率、空间分辨率与密度分辨率的关系，信噪比(信噪比)量子探测效率（DQE）等技术的解释；

同时，在本文中一个典型的面板检测器DR成像测试系统的工艺实践，总结了铝合金铸件的X射线铝合金铸件的DR特征及常见缺陷图像的特征，铝合金铸件典型缺陷R图像，对类似工程具有重要的参考价值。

1、铝合金铸件的DR成像检测

1.1 DR技术组成

DR系统不仅应该是静态的成像，还要确保工件在这个过程中正常运行，检测器还必须能够检测工件运转时的动态成像检测，动态成像是DR技术较其他检测技术更为先进、精确的地方。

DR技术通过对铸件的检测，任何角度的实际基板材料厚度都可以被X射线渗透投射到探测器上，随着普通摄影胶片。工件最大厚度度230mm。而且，通过探测器的厚度管上的电压至少为400kV，所以，选择需要选用mg452类型(最大管电压为450kV)X射线径向射源。

工业DR扫描成像系统的原理可以简化为：单一的X射线对受检验工件检验形成X射线成像检测，以数字影像系统得到的数字影像，再通过分析系统进行分析，最后得到测试结果等等。

1.2 铝合金铸件检测的X射线DR应用特征

对于铝合金低压砂型铸造部件，经常用到的是铝—硅(Si Al)材料ZL114A和ZL105系列材料，这两种材料的铸造性能比其他材料要好，特别是ZL114A材料低压砂型铸件，单次拉伸强度试验σb一般都不会高于250MPa，它的扩展只会达到9%，所以，拉在一定范围内，伸长率与伸长率呈负相关。

铸造材料的晶粒一般大于焊缝的晶粒均匀性，且容易出现各种铸造工艺缺陷，但是它的形状一般是立体型。

（1）铸造铝合金密度大概为2.7g/cm3左右，通常是钢材料的1/3，钢质量密度大概为7.8g/cm3，空气质量高于钢许多的，这就是它所需要的。X射线检测技术，秘密分辨率高于钢。

（2）铸造铝合金材料X辐射的吸收作用较弱。钢材料，因为它的粗粒，使得最后得到的检测成像比铝合金铸件检测成像要粗糙，而且增加了信号的噪声，降低了信噪比，所以对于铝合金铸件比钢材料更加需要X射线检测，硬件的成像质量要求更好的质量，和成像扫描的积分和算法需要更多的高要求。

（3）因为它是沙铸造，因此，铝合金铸件的表面光滑的，铝合金铸件(ZL114A材料)块是一个质地比较均匀物块，经过检测之后得到的成像是比较流畅灰色形状，虽然只有的厚度为1mm，但灰色区域仍然可以区分开来。但是，在实际工业工程中化工生产，铸造表面原表面，即使毛刺，冲击试验的影响，这提出了一种更高的检测需要寻求，实际检测过程，这些已知的干扰因素必须排除在外。

（4）铝铸造件的规则和形状都比较平滑。检测得到的成像易于识别和分析。但是也有情况下得到的成像质量并不高，而且有缺陷。铸件与测试装备的水平面不平行，所以有一个一定要注意的问题，铸件在检测的时候，一定要与测试装备处于垂直的位置，只样才能形成正常的检测图案。目前，使用这种状态系统的检测出的缺陷会大幅度下降。

（5）铝铸件的单壁DR扫描成像质量比较好，但是双壁扫描图像的质量却有所下降，但是它也能清楚地区分缺陷图像和正常图像。如果铸件结构，出现三层的出现墙，四层以上的墙体成像现象，为了减少误差分析，应尽量避免这种情况出现。在这种情况下，图像的空间分辨率将会下降，出现阴影图像检测效果，这时，如果你要检查的话可以换胶卷照相成像检测。

（6）X射线机的聚焦尺寸DR图像清晰度大的，通常应优先考虑。数字成像理论是被认为利用微焦点X射线径向的，而微焦点X射线源是非常有缺陷的，主要缺点是冷却问题难以解决，在相似空间的情况，应保证铝铸件间距浇板距比所以/外径尽可能少，为了保证DR集成成像质量。此外，除非精度要求非常严格高，缺陷图像放大效果不明显，为了便于生产过程，具有相同材料的阶梯孔试块(孔的尺寸5mm，4mm，3mm和其他类型)，这些人工孔的加工精确度很高，可作为测量标准缺陷图像大小的参照物。

（7）动态DR扫描成像质量通常高于静态成像，但在双壁扫描成像中呈现前后两墙不同旋转方向，可以清楚地看出缺陷。动态扫描成像的效率质量要高得多，与此课程体系研究，直径全扫描600mm，长1100mm缸铝铸件，大约需要58min。敏感和分辨率要求不高，可以选择动态扫描检测模式，用来提高检测效率。

（8）DR图像分为黑白两种颜色，黑色和白色图像显现的分辨率通常高于彩色图像显示。在黑白色中灰度显示高清晰度，识别小缺陷也不错。这可能是因为彩色显示X射线相同的X射线胶片，我们习惯于看这样的图像。

2.铝合金铸件比较常见缺陷的成因及特征

（1）气孔产生于铝合金铸件金属凝固过程中，将来自金属降水形态保持在溶液中，一般在光滑的表面，一个单一的或在一组，主要成分是H2或钴，如金属或环境湿度会产生H2，在金属熔化过程中氧不完整，它会产生有限气孔，图像颜色模式呈现一定大小程度的圆形或椭圆形黑色区域。

（2）针孔铸造金属是由于气体凝固收缩，产生一定长度密态分布的微型孔柱，一般分布在铸件个别位置。彩色图像密集形成圆形或长的黑色区域，表现为圆型针孔或细长型针孔。针孔的长度是远大于截面尺寸的，而且它的危害程度也比气孔严重。

（3）收缩(松)在冷却和凝固过程中将熔融金属浇注到模腔中，不规则形成液态金属不足及时三维三腔，一种具有枝晶的粗粒，经常在铸造终于凝固的地方，当孔在集群中松木。收缩或松散的颜色博士显示黑色色带的图像，云与雾海绵体。

（4）裂纹在凝固阶段结束时，铸件凝固成固体当温度很凉爽，由于外部或内部的压力，或通过两种力量共同努力由中间宽度形成的线性裂纹缺陷，颜色博士条有弯曲和不规则形状的细黑线，一般分为冷裂纹和热裂纹两种。热裂纹一般沿晶体分布低熔点晶间撕裂，图像有交叉和分裂行为；冷裂纹一般是穿晶开裂，有两尖角，中间略宽。X射线胶片上的图像清晰、边界锋利，没有分叉现象。(冷裂纹图像还没有被发现，但它是类似的负面形象)

（5）保冷铸造成型，模腔内两股或更多股熔融金属，在液体汇合的部分，由于金属不连续性或不完全熔合导致形成一些孔隙，这种情况一般出现在铸件薄表面。在X射线图像上指向两端，边缘有光滑的弧线和一定宽度的黑线。

（6）包含残留在铸件的表面部分和内部部分的杂致，而且组织成分不同于其他基质金属等。夹杂物一般可以分为两种：金属夹杂物和非金属夹杂物。其中金属夹杂物一般都包含高熔点类金属。这类金属在X射线上的分成像通常为白色区域。非金包含更复杂，一般有渣、沙、冶金反应氧气(硫黄)团聚、Si、Li等。因为它的密度小于贱金属，因此，负面形象DR图像通常是不规则的粒子或切片图像，图像轮廓的定义。

（7）检测结晶过程中产生的熔融状态金属，因为这种金属化学成分不符合规定，而且熔融金属成分并不均匀，导致结晶体之中个别成分的过度浓缩和沉淀，所谓的分离。部分重金属沉淀，图像通常是云白棉，偏析的物理性质有一个大的负面影响。

3.结语

在铝合金铸件检测中X射线DR技术的应用，可以较好检测出铝合金铸件的缺陷，对工业生产领域中减少事故发生起预防作用，对生产质量和效率都有很大的帮助。

DR技术的应用弥补了以往技术检测的缺点和弱点，对工业工程技术有很大的参考价值。