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摘要：探讨托轮轴在超声波探伤时，如何发现和判定裂纹、夹杂物、晶粒粗大等缺陷。
主题词：托轮轴，超声检测，裂纹，夹杂，晶粒粗大
中图分类号：P631文献标识码： A
Analytical Roller Axle With Ultrasonic Test
Liu Zhi-Gang，Li Jian-Zhong，（Jiaozuo Boiler Inspect Institute）
Abstract：Discussion on roller axle with Ultrasonic Test, how to find and determine the crack, inclusion and coarse grain.
Key words：Roller axle，Ultrasonic Test，crackle，inclusion，Coarse grain
作者简介 刘志刚，研究生，锅容管检验师，三级探伤员，主要从事特种设备检验工作，主攻无损方向。
托轮轴是承载大型回转窑整体负荷的主要支承部件，材质为40Cr，运转中受到很大的弯曲和剪切应力。托轮轴由钢锭经水压机锻造、粗加工、调质热处理、精加工而成。在冶炼、铸造、锻造和热处理等一系列热加工过程中，由于工艺操作上的问题，很可能产生一些危害较大的内部缺陷。常规无损检测中，超声波探伤法是检测该类轴件的最有效方法。
托轮轴超声检测参照GB4162《锻轧钢棒超声波探伤方法》要求实施。
1.探伤方法
1.1 直探头纵波探伤法
探头：探头一般可选纵波直探头2.5P20Z，探伤频率的高低视托轮轴的透声性或晶粒度大小调整，晶粒过大则降低频率，探头尺寸根据试件内缺陷大小和检测灵敏度确定，并非一味追求小晶片高精度，耦合剂采用工业桨糊或机油。
对比试块：试块为一组高度值相差20mm，直径60mm。最大高度大于被探轴直径的φ2mm平底孔对比试块，对比试块材质与被探轴一致。
灵敏度调整：调整仪器和探头，用对比试块将平底孔反射波幅高度调至60％波幅，将各种不同深度的平底孔反射波的最高点用曲线连接，做成DAC曲线，再视被探轴表面粗糙度提高4-6dB作为探伤起始灵敏度。
缺陷判定：超过DAC曲线的反射波作缺陷记录。
曲率补偿：根据托轮轴径曲率不同，与圆柱面和平面作对比，进行曲率补偿。
直探头在轴的外圆曲面和端平面上探伤。轴有多个台阶，但由于轴肩较小，所以探伤范围一般为整个轴的外圆表面和端面，如附图1所示。
图1
1.2 斜探头横波探伤法
探头：斜探头一般选择2.5P13*13k1，耦合剂用工业浆糊或机油。
试块：做出和被探轴材质和曲率相同的对比试块，在不同深度做模拟缺陷。
灵敏度的调整：將斜探头与对比试块外圆曲面耦合接触，调整仪器、找到不同深度缺陷，做出3-5点DAC曲线。
由于曲面反射回波复杂，只使用斜探头直射波在轴的外圆面上相互垂直的两个方向上扫查，在扫查的同时．应不断地偏转探头，偏转角度应不小于15度。声束与缺陷方向垂直时，缺陷反射波幅最高，易发现缺陷。
2.缺陷分析
2.1 夹杂物
托轮轴内部的夹杂物缺陷是在炼钢时，各种氧化物、硫化物没有充分浮到渣面上，或在钢液浇注时，外来的冶炼铸造辅料随着钢液混入钢锭型腔中，以杂质形式存在于钢锭中，钢液的凝固由外向内，许多夹杂物就集中于钢锭心部。在以后的锻造变形中，钢锭被拉长、墩粗，托轮轴最终被锻造成一长杆形状零件，夹杂物在锻造中受到拉长和压扁、打碎。如锻造比大，则会形成分散状夹杂物，遍布轴内某个区域；如锻造比不足，则可能以密集成片形式分布。由于钢锭心部组织较差．一般情况下都会产生中心性夹杂物，在轴向方向有较长的分布。
夹杂物以片状或点状两种形式存在于轴内，如能确定为分散性点状夹杂物，则用平底孔当量法确定其大小较为合适。由于夹杂物的表面粗糙不平，不如人工平底孔光洁、平整，会造成反射能量损失，故应适当提高探伤灵敏度以免误判或漏判缺陷。若遇片状夹杂物时以平底孔当量值确定其大小则不合适，声束与缺陷最佳反射面很难恰好垂直，一般存在一定的夹角，不能得到最有效的缺陷反射，使反射能量降低。此时应该从各个方向对缺陷进行扫查，用半波高度法确定其最大长度和面积以及分布方向，并适当提高灵敏度，以免因反射波低而对缺陷误判。
超声波探伤托轮轴时，发现夹杂物一般呈片状或者趋向于片状。分散性夹杂物反射波较高，呈一丛高低不等的伤波，探头移动，缺陷波高低变化很快，重现性较差，其当量值大概在φ2mm到φ5mm之间，对底波衰减影响较小，底波仍有3~6次以上。密集性夹杂物的伤波，除有上述特征外，伤波对底波衰减的影响较分散性夹杂物大。中心部位夹杂物常以密集管状形态分布于轴心部位或偏轴心部位，伤波特点就是具有一定的轴心分布面积和一定的轴向长度，常常是一端严重，向另一端延伸逐渐变轻，呈连续存在，这种现象在一个钢锭锻造成2个或2个以上轴时经常出现。
较大的片状夹杂物多是渣子或炉辅料等，在锻造过程中由于缺陷内部组织不连续，在严重挤压变形中体积较大，很容易变形开裂形成裂纹，此时夹杂物性质上已经是裂纹了，这类缺陷的危害很大，探测这类缺陷主要在于判别缺陷边缘是否已开裂。超声探伤时主要做直探头圆周方向上探测分析，必要时斜探头作轴的周向探测。扫查缺陷边缘是否已经开裂，如果边缘没有开裂，则反射波不强，如缺陷边缘已开裂，则声波反射很强，波幅很高，对底波造成的衰减也很严重。
2.2 密集裂纹
裂纹是多种多样的，经探伤发现，托轮轴内裂纹多为密集型，以它特有的分布规律存在于轴件中。多数情况下全轴长度方向均存在密集裂纹，有些分布在轴的某些部位，缺陷比较严重。图2为将轴横向机械解剖后，对其剖面进行着色探伤的显示结果。约30余条裂纹呈密集状分布在φ260mm的剖面上，单个裂纹长度5mm-20mm。在试样上开一纵向槽口，然后敲断，纵向断口上未发现白色斑点，因此判定不是白点，为密集裂纹。
图2
密集裂纹是经锻造、粗加工后，在调质前探伤发现的，缺陷可能在铸锭和锻造过程中产生，为分析密集裂纹产生原因，我们对未经锻造的大量钢锭进行超声波检测。铸件内部组织较粗大，采用1.25MHz或2.5MHz频率，多次探测，未发现密集裂纹波形，由此推断密集裂纹应该产生于锻造过程中。托轮轴的材料牌号为40Cr，为合金钢类，内含铬元素是产生密集裂纹的敏感元素。经分析认为原因是由于锻造温度不合适，以及锻造后冷却过程中，没有及时缓慢冷却使轴内部产生很大的组织应力，以致形成许多密集细小的裂纹。
密集裂纹缺陷分布方向随机性较大，探伤时呈现独有波形特征：伤波反射很多很杂乱，探头在轴外圆表面扫查时，伤波起落迅速。这是因为缺陷反射表面不平整，呈锯齿状，又是扁片状缺陷，造成缺陷反射波忽高忽低。缺陷平底孔当量值一般在由φ2-φ4mm，与密集性夹杂物相比，粗看相似．但经对比分析，有不同性质呈现出来的波形特征。由于缺陷的介质不同，反射表面粗糙度不同，对声波的吸收产生较大影响，密集夹杂物对声波造成的衰减较密集裂纹小，因此两类缺陷的伤波反射虽然难以区分开，但其装陷对整个声能量的吸收程度不同，造成对底波的衰减也会不同。密集夹杂物对底波的影响不大，密集夹杂物反射波强烈时一般底波还能保留2~3次(较大的片状密集夹杂物除外)，而密集裂纹缺陷波反射强烈时，底波有明显衰减，有时底波完全消失或仅有1次，这是两种缺陷波形特征的显著区别。
从缺陷分布规律上看，密集夹杂物是由于钢锭原因而存在的。有时全轴均有，有时一端严重逐渐向另一端延伸，越来越少，不会出现軸中间某一段连续缺陷存在。而密集裂纹则与锻造比，锻造工艺有关，和工件的直径大小、锻造中加热、冷却条件不同有关。大直径处和没有得到充分缓慢冷却部份易产生此缺陷。另外，合金钢中易产生密集裂纹，一般碳钢中没发现过此类缺陷。密集夹杂物可以重新进炉加热，可通过大锻造比将夹杂物打碎打分散，将组织偏析和粗大组织压扁、拉长、打碎得到细化。密集夹杂物是一种较常见的缺陷，可以根据缺陷的分布面积长度和位置，以及设计技术要求，确定是否可以使用，一般不作报废处理，如缺陷集中位于轴心部，还可以用长杆钻将缺陷挖掉后使用。而密集裂纹则是一种严重的危害性缺陷，具有较强的撕裂性，且各个裂纹方向不规则，会大大降低材料的强度和韧性。在托轮轴承受大负荷状态时，很容易发生意外断裂事故，发现这类缺陷后，可用重新锻打的方法使裂纹弥合。如不能消除，则不能作为回转窑的托轮轴使用。
2.3 晶粒粗大
托轮轴中的晶粒粗大主要是在钢锭生产中形成的。由于在浇注中钢水温度过高，在后面的缓慢冷却过程中逐步形成初始粗大晶粒，在钢锭退火热处理中，一般情况下不易将缺陷完全清除；有时也会由于钢锭退火热处理中加热温度不够或保温时间不足等，造成退火不充分，没有使金属组织充分再结晶细化，而保留铸造状态时的粗大晶粒；也有在高温退火状态下保温时间太长使晶粒长大而形成粗大晶粒的。
从探伤中发现晶粒租大缺陷，一般全轴均有，也有时会出现一端较另一端严重的现象，这主要由于热处理时温度不均匀而造成的。有些托轮轴晶粒度粗于1级晶粒度。
根据多晶金属引起超声波散射衰减规律，晶粒的直径越大衰减越大，频率越高衰减越大。钢是多面晶体，超声波探伤时，在正常细晶粒状态下，声波波长远大于晶粒直径，超声波在传输过程中产生绕射，能量损失很小。由于金属内晶体的各向异性，当晶粒粗大到波长的1/10时，就会造成声波大量的散射和多次反射吸收，能量损夫很大。
一般情况下，粗大的晶粒分布在整个轴横截面上，从轴圆周方向上探测可得出缺陷分布均匀，用2.5MHz频率正常探伤，声波穿透性很差，粗大的晶粒造成声波散射衰减导致伤波波幅很低，几乎看不到，但对底波的影响却很大，一般为2次以下，有时1次底波都无法出现，提高灵敏度对伤波和底波影响不大。此时改用1.25MHz频率探测，伤波幅度明显降低或者消失，但是底波显著提高，达到2~3次以上反射或恢复正常底波反射。这是晶粒粗大波形的典型特征。
在上述情况下可判定为晶粒粗大缺陷，但这不一定是轴内唯一存在的缺陷，晶粒粗大会掩盖夹杂物等许多其它缺陷，这些缺陷也会造成底波明显降低或无底波。工件经正火热处理后，晶粒得到细化，其它缺陷才会充分显现出来。
晶粒粗大缺陷对材质影响很大，材料的强度和冲击韧性大大降低，容易发生脆断，无法使用。许多短期内失效的轴件，断口表面粗大颗粒状的晶粒显而易见。晶粒粗大属于危害性缺陷，一经发现不得使用。
对于容易造成晶粒粗大的大直径托轮轴，我们通常做法是在粗加工后调质前多进行一次探伤检测，及时检出晶粒粗大工件并正火细化消除缺陷，最后精加工结束再做最终探伤检测，避免造成较大的经济损失。
3.结论
托轮轴及同类型轴件中常遇到的夹杂物，密集裂纹和晶粒粗大等缺陷，其产生机理不同，分布规律和形态也各异，超声探伤时应依据缺陷波的特征和对底波的影响程度来确定缺陷的性质。同时依据工件加工过程，主要是热加工工序来判别可能会有那些缺陷伴随产生。缺陷是由不良的热加工工艺操作而产生的，有时缺陷还可以通过重新热加工而得到改善和消除。所以超声波探伤对缺陷定性时应关注热加工工艺是很关键的。
在对托轮轴及同型轴类的超声探伤时，一般较大缺陷用半波法或6dB法确定其面积、大小和长度，以及分布范围等。对于由l0mm以下的较小体积型缺陷探测时，可以用当量法确定其大小。而对于片状缺陷由于探测声束方向与缺陷的夹角因素，当量值常常很低。但发现对底波影响较大的应谨慎对待，不轻易放过，应从各方向上探测其边缘反射是否很强烈，判断其边缘是否开裂。不论是那种缺陷，若对底波造成明显衰减降到很低的，其缺陷是比较严重的。
主题词：托轮轴，超声检测，裂纹，夹杂，晶粒粗大
中图分类号：P631文献标识码： A
Analytical Roller Axle With Ultrasonic Test
Liu Zhi-Gang，Li Jian-Zhong，（Jiaozuo Boiler Inspect Institute）
Abstract：Discussion on roller axle with Ultrasonic Test, how to find and determine the crack, inclusion and coarse grain.
Key words：Roller axle，Ultrasonic Test，crackle，inclusion，Coarse grain
作者简介 刘志刚，研究生，锅容管检验师，三级探伤员，主要从事特种设备检验工作，主攻无损方向。
托轮轴是承载大型回转窑整体负荷的主要支承部件，材质为40Cr，运转中受到很大的弯曲和剪切应力。托轮轴由钢锭经水压机锻造、粗加工、调质热处理、精加工而成。在冶炼、铸造、锻造和热处理等一系列热加工过程中，由于工艺操作上的问题，很可能产生一些危害较大的内部缺陷。常规无损检测中，超声波探伤法是检测该类轴件的最有效方法。
托轮轴超声检测参照GB4162《锻轧钢棒超声波探伤方法》要求实施。
1.探伤方法
1.1 直探头纵波探伤法
探头：探头一般可选纵波直探头2.5P20Z，探伤频率的高低视托轮轴的透声性或晶粒度大小调整，晶粒过大则降低频率，探头尺寸根据试件内缺陷大小和检测灵敏度确定，并非一味追求小晶片高精度，耦合剂采用工业桨糊或机油。
对比试块：试块为一组高度值相差20mm，直径60mm。最大高度大于被探轴直径的φ2mm平底孔对比试块，对比试块材质与被探轴一致。
灵敏度调整：调整仪器和探头，用对比试块将平底孔反射波幅高度调至60％波幅，将各种不同深度的平底孔反射波的最高点用曲线连接，做成DAC曲线，再视被探轴表面粗糙度提高4-6dB作为探伤起始灵敏度。
缺陷判定：超过DAC曲线的反射波作缺陷记录。
曲率补偿：根据托轮轴径曲率不同，与圆柱面和平面作对比，进行曲率补偿。
直探头在轴的外圆曲面和端平面上探伤。轴有多个台阶，但由于轴肩较小，所以探伤范围一般为整个轴的外圆表面和端面，如附图1所示。
图1
1.2 斜探头横波探伤法
探头：斜探头一般选择2.5P13*13k1，耦合剂用工业浆糊或机油。
试块：做出和被探轴材质和曲率相同的对比试块，在不同深度做模拟缺陷。
灵敏度的调整：將斜探头与对比试块外圆曲面耦合接触，调整仪器、找到不同深度缺陷，做出3-5点DAC曲线。
由于曲面反射回波复杂，只使用斜探头直射波在轴的外圆面上相互垂直的两个方向上扫查，在扫查的同时．应不断地偏转探头，偏转角度应不小于15度。声束与缺陷方向垂直时，缺陷反射波幅最高，易发现缺陷。
2.缺陷分析
2.1 夹杂物
托轮轴内部的夹杂物缺陷是在炼钢时，各种氧化物、硫化物没有充分浮到渣面上，或在钢液浇注时，外来的冶炼铸造辅料随着钢液混入钢锭型腔中，以杂质形式存在于钢锭中，钢液的凝固由外向内，许多夹杂物就集中于钢锭心部。在以后的锻造变形中，钢锭被拉长、墩粗，托轮轴最终被锻造成一长杆形状零件，夹杂物在锻造中受到拉长和压扁、打碎。如锻造比大，则会形成分散状夹杂物，遍布轴内某个区域；如锻造比不足，则可能以密集成片形式分布。由于钢锭心部组织较差．一般情况下都会产生中心性夹杂物，在轴向方向有较长的分布。
夹杂物以片状或点状两种形式存在于轴内，如能确定为分散性点状夹杂物，则用平底孔当量法确定其大小较为合适。由于夹杂物的表面粗糙不平，不如人工平底孔光洁、平整，会造成反射能量损失，故应适当提高探伤灵敏度以免误判或漏判缺陷。若遇片状夹杂物时以平底孔当量值确定其大小则不合适，声束与缺陷最佳反射面很难恰好垂直，一般存在一定的夹角，不能得到最有效的缺陷反射，使反射能量降低。此时应该从各个方向对缺陷进行扫查，用半波高度法确定其最大长度和面积以及分布方向，并适当提高灵敏度，以免因反射波低而对缺陷误判。
超声波探伤托轮轴时，发现夹杂物一般呈片状或者趋向于片状。分散性夹杂物反射波较高，呈一丛高低不等的伤波，探头移动，缺陷波高低变化很快，重现性较差，其当量值大概在φ2mm到φ5mm之间，对底波衰减影响较小，底波仍有3~6次以上。密集性夹杂物的伤波，除有上述特征外，伤波对底波衰减的影响较分散性夹杂物大。中心部位夹杂物常以密集管状形态分布于轴心部位或偏轴心部位，伤波特点就是具有一定的轴心分布面积和一定的轴向长度，常常是一端严重，向另一端延伸逐渐变轻，呈连续存在，这种现象在一个钢锭锻造成2个或2个以上轴时经常出现。
较大的片状夹杂物多是渣子或炉辅料等，在锻造过程中由于缺陷内部组织不连续，在严重挤压变形中体积较大，很容易变形开裂形成裂纹，此时夹杂物性质上已经是裂纹了，这类缺陷的危害很大，探测这类缺陷主要在于判别缺陷边缘是否已开裂。超声探伤时主要做直探头圆周方向上探测分析，必要时斜探头作轴的周向探测。扫查缺陷边缘是否已经开裂，如果边缘没有开裂，则反射波不强，如缺陷边缘已开裂，则声波反射很强，波幅很高，对底波造成的衰减也很严重。
2.2 密集裂纹
裂纹是多种多样的，经探伤发现，托轮轴内裂纹多为密集型，以它特有的分布规律存在于轴件中。多数情况下全轴长度方向均存在密集裂纹，有些分布在轴的某些部位，缺陷比较严重。图2为将轴横向机械解剖后，对其剖面进行着色探伤的显示结果。约30余条裂纹呈密集状分布在φ260mm的剖面上，单个裂纹长度5mm-20mm。在试样上开一纵向槽口，然后敲断，纵向断口上未发现白色斑点，因此判定不是白点，为密集裂纹。
图2
密集裂纹是经锻造、粗加工后，在调质前探伤发现的，缺陷可能在铸锭和锻造过程中产生，为分析密集裂纹产生原因，我们对未经锻造的大量钢锭进行超声波检测。铸件内部组织较粗大，采用1.25MHz或2.5MHz频率，多次探测，未发现密集裂纹波形，由此推断密集裂纹应该产生于锻造过程中。托轮轴的材料牌号为40Cr，为合金钢类，内含铬元素是产生密集裂纹的敏感元素。经分析认为原因是由于锻造温度不合适，以及锻造后冷却过程中，没有及时缓慢冷却使轴内部产生很大的组织应力，以致形成许多密集细小的裂纹。
密集裂纹缺陷分布方向随机性较大，探伤时呈现独有波形特征：伤波反射很多很杂乱，探头在轴外圆表面扫查时，伤波起落迅速。这是因为缺陷反射表面不平整，呈锯齿状，又是扁片状缺陷，造成缺陷反射波忽高忽低。缺陷平底孔当量值一般在由φ2-φ4mm，与密集性夹杂物相比，粗看相似．但经对比分析，有不同性质呈现出来的波形特征。由于缺陷的介质不同，反射表面粗糙度不同，对声波的吸收产生较大影响，密集夹杂物对声波造成的衰减较密集裂纹小，因此两类缺陷的伤波反射虽然难以区分开，但其装陷对整个声能量的吸收程度不同，造成对底波的衰减也会不同。密集夹杂物对底波的影响不大，密集夹杂物反射波强烈时一般底波还能保留2~3次(较大的片状密集夹杂物除外)，而密集裂纹缺陷波反射强烈时，底波有明显衰减，有时底波完全消失或仅有1次，这是两种缺陷波形特征的显著区别。
从缺陷分布规律上看，密集夹杂物是由于钢锭原因而存在的。有时全轴均有，有时一端严重逐渐向另一端延伸，越来越少，不会出现軸中间某一段连续缺陷存在。而密集裂纹则与锻造比，锻造工艺有关，和工件的直径大小、锻造中加热、冷却条件不同有关。大直径处和没有得到充分缓慢冷却部份易产生此缺陷。另外，合金钢中易产生密集裂纹，一般碳钢中没发现过此类缺陷。密集夹杂物可以重新进炉加热，可通过大锻造比将夹杂物打碎打分散，将组织偏析和粗大组织压扁、拉长、打碎得到细化。密集夹杂物是一种较常见的缺陷，可以根据缺陷的分布面积长度和位置，以及设计技术要求，确定是否可以使用，一般不作报废处理，如缺陷集中位于轴心部，还可以用长杆钻将缺陷挖掉后使用。而密集裂纹则是一种严重的危害性缺陷，具有较强的撕裂性，且各个裂纹方向不规则，会大大降低材料的强度和韧性。在托轮轴承受大负荷状态时，很容易发生意外断裂事故，发现这类缺陷后，可用重新锻打的方法使裂纹弥合。如不能消除，则不能作为回转窑的托轮轴使用。
2.3 晶粒粗大
托轮轴中的晶粒粗大主要是在钢锭生产中形成的。由于在浇注中钢水温度过高，在后面的缓慢冷却过程中逐步形成初始粗大晶粒，在钢锭退火热处理中，一般情况下不易将缺陷完全清除；有时也会由于钢锭退火热处理中加热温度不够或保温时间不足等，造成退火不充分，没有使金属组织充分再结晶细化，而保留铸造状态时的粗大晶粒；也有在高温退火状态下保温时间太长使晶粒长大而形成粗大晶粒的。
从探伤中发现晶粒租大缺陷，一般全轴均有，也有时会出现一端较另一端严重的现象，这主要由于热处理时温度不均匀而造成的。有些托轮轴晶粒度粗于1级晶粒度。
根据多晶金属引起超声波散射衰减规律，晶粒的直径越大衰减越大，频率越高衰减越大。钢是多面晶体，超声波探伤时，在正常细晶粒状态下，声波波长远大于晶粒直径，超声波在传输过程中产生绕射，能量损失很小。由于金属内晶体的各向异性，当晶粒粗大到波长的1/10时，就会造成声波大量的散射和多次反射吸收，能量损夫很大。
一般情况下，粗大的晶粒分布在整个轴横截面上，从轴圆周方向上探测可得出缺陷分布均匀，用2.5MHz频率正常探伤，声波穿透性很差，粗大的晶粒造成声波散射衰减导致伤波波幅很低，几乎看不到，但对底波的影响却很大，一般为2次以下，有时1次底波都无法出现，提高灵敏度对伤波和底波影响不大。此时改用1.25MHz频率探测，伤波幅度明显降低或者消失，但是底波显著提高，达到2~3次以上反射或恢复正常底波反射。这是晶粒粗大波形的典型特征。
在上述情况下可判定为晶粒粗大缺陷，但这不一定是轴内唯一存在的缺陷，晶粒粗大会掩盖夹杂物等许多其它缺陷，这些缺陷也会造成底波明显降低或无底波。工件经正火热处理后，晶粒得到细化，其它缺陷才会充分显现出来。
晶粒粗大缺陷对材质影响很大，材料的强度和冲击韧性大大降低，容易发生脆断，无法使用。许多短期内失效的轴件，断口表面粗大颗粒状的晶粒显而易见。晶粒粗大属于危害性缺陷，一经发现不得使用。
对于容易造成晶粒粗大的大直径托轮轴，我们通常做法是在粗加工后调质前多进行一次探伤检测，及时检出晶粒粗大工件并正火细化消除缺陷，最后精加工结束再做最终探伤检测，避免造成较大的经济损失。
3.结论
托轮轴及同类型轴件中常遇到的夹杂物，密集裂纹和晶粒粗大等缺陷，其产生机理不同，分布规律和形态也各异，超声探伤时应依据缺陷波的特征和对底波的影响程度来确定缺陷的性质。同时依据工件加工过程，主要是热加工工序来判别可能会有那些缺陷伴随产生。缺陷是由不良的热加工工艺操作而产生的，有时缺陷还可以通过重新热加工而得到改善和消除。所以超声波探伤对缺陷定性时应关注热加工工艺是很关键的。
在对托轮轴及同型轴类的超声探伤时，一般较大缺陷用半波法或6dB法确定其面积、大小和长度，以及分布范围等。对于由l0mm以下的较小体积型缺陷探测时，可以用当量法确定其大小。而对于片状缺陷由于探测声束方向与缺陷的夹角因素，当量值常常很低。但发现对底波影响较大的应谨慎对待，不轻易放过，应从各方向上探测其边缘反射是否很强烈，判断其边缘是否开裂。不论是那种缺陷，若对底波造成明显衰减降到很低的，其缺陷是比较严重的。