无损检测技术与应用课件2

无损检测技术与应用1现代设计与分析研究所夏永发无损检测技术与应用1现代设计与分析研究所夏永发无损检测技术与应用第一章无损检测概述第二章电磁基本理论第三章超声波检测第四章射线检测第五章渗透检测第六章磁粉检测第七章涡流检测第八章无损检测新技术2现代设计与分析研究所夏永发无损检测技术与应用第一章无损检测概述2现代设计与分析研第一章无损检测概述无损检测的定义无损检测的目的和任务常用无损检测技术的方法及应用缺陷的种类和产生原因无损检测新方法3现代设计与分析研究所夏永发第一章无损检测概述无损检测的定义3现代设计与分第一节基本术语无损检测是指在不损伤和破坏材料、机器和结构物的情况下，对它们的物理性质、机械性能以及内部结构等进行检测的一种方法，是探测其内部或外表的缺陷(伤痕)的现代检验技术。宏观与微观；定性与定量4现代设计与分析研究所夏永发第一节基本术语无损检测是指在不损伤和破坏材料、机器和结构物第二节无损检测的目的和任务一、无损检测的目的1确保工件或设备质量，保证设备安全运行用无损检测来保证产品质量，使之在规定的使用条件下，在预期的使用寿命内，产品的部分或整体都不会发生破损，从而防止设备和人身事故。这就是无损检测最重要的目的之一。2改进制造工艺无损检测不仅要把工件中的缺陷检测出来，而且应该帮助其改进制造工艺。例如，焊接某种压力容器，为了确定焊接规范，可以根据预定的焊接规范制成试样，然后用射线照相检查试样焊缝，随后根据检测结果，修正焊接规范，最后确定能够达到质量要求的焊接规范。3降低制造成本通过无损检测可以达到降低制造成本的目的。例如，焊接某容器，不是把整个容器焊完后才无损检测，而是在焊接完工前的中间工序先进行无损检测，提前发现不合格的缺陷，及时进行修补。这样就可以避免在容器焊完后，由于出现缺陷而整个容器不合格，从而节约了原材料和工时费，达到降低制造成本的目的。5现代设计与分析研究所夏永发第二节无损检测的目的和任务一、无损检测的目的5现代设计与分二、无损检测的应用范围和应用特点（一）检测范围 1组合件的内部结构或内部组成情况的检查组合件的内部结构或内部组成情况的检查 2材料、铸锻件和焊中缺陷缝的检查材料、铸锻件和焊中缺陷缝的检查 (1)质量评定质量评定 (2)寿命评定寿命评定 3材料和机器的计量检测材料和机器的计量检测通过定量的测定材料和机器的变形量或腐蚀量来确定能不能继续使用。例如，用超声波测厚仪来测定容器的腐蚀量，通过射线照相来测定原子反应堆用过的燃料棒的变形量、喷气发动机叶片的变形量等。4材质的无损检测材质的无损检测无损检测可以用来验证材料品种是否正确，是否按规定进行处理，例如，可采用电磁感应法来进行材质混料的分选和材料热处理状态的判别。5表面处理层的厚度测定表面处理层的厚度测定确定各种表面层的深度和厚度。例如，用电磁感应检测法可以测定渗碳淬火层的深度和镀层的厚度。6应变测试应变测试6现代设计与分析研究所夏永发二、无损检测的应用范围和应用特点（一）检测范围6现代设计与分(二二)应用特点应用特点1无损检测要与破坏性检测相配合无损检测要与破坏性检测相配合无损检测的最大特点是在不损伤材料、工件和机器结构物的前提下来进行检测的。但是无损检测不能代替破坏性检测。2正确选用实施无损检测的时间正确选用实施无损检测的时间在进行无损检测时，必须根据无损检测的目的，正确选用无损检测实施的时间。例如，要检查高强钢焊缝有无延迟裂纹，无损检测实施时间，就应安排在焊接后一昼夜以后进行。又如，要检查热处理工艺是否正确，就应将无损检测实施时间放在热处理后进行。从上述例子说明，只有正确的选用实施无损检测时间，才能正确评价产品质量。3正确选用最适当的无损检测方法正确选用最适当的无损检测方法无损检测在应用中，由于检测方法本身特点所限，缺陷不能完全检出。为了提高检测结果的可靠性，必须在检测前，根据被检物的材质、加工种类、加工过程或使用过程，预计可能产生什么种类、什么形状的缺陷，在什么部位、什么方向产生；根据以上种种情况分析，然后根据无损检测方法各自的特点选择最合适的检测方法。4综合应用各种无损检测方法综合应用各种无损检测方法在无损检测应用中，必须认识到任何一种无损检测方法都不是万能的，每种无损检测方法都有它自己的优点，也有它的缺点。因此，在无损检测的应用中，如果可能，不要只采用一种无损检测方法，而应尽可能多的同时采用几种方法，以便保证各种检测方法互相取长补短，从而取得更多的信息。另外，还应利用无损检测以外的其他检测所得的信息，利用有关材料、焊接、加工工艺的知识及产品结构的知识，综合起来进行判断。在无损检测的应用中，还应充分的认识到，检测的目的不是片面的追求那种过高要求的产品“高质量”，而是在保证充分安全性的同时要保证产品的经济性。只有这样，无损检测应用才是一种正确的应用。各种无损检测方法的区别见表121。应特别指出的是，射线检测和超声检测不能互为代替，因为两者各有侧重功能。虽然标准中曾有过可以互为代替使用的规定。现行规定：选择超声波检测时，还可对超声波检测部位作射线检测复验，选择射线探伤时也可进行超声波检测复验。7现代设计与分析研究所夏永发(二)应用特点7现代设计与分析研究所夏永发常规无损检测方法有：超声检测UltrasonicTesting（缩写UT）；射线检测RadiographicTesting（缩写RT）；磁粉检测MagneticparticleTesting（缩写MT）；渗透检验PenetrantTesting（缩写PT）；涡流检测EddycurrentTesting（缩写ET）；目视检测VisualTesting（缩写VT）；非常规无损检测技术有：声发射AcousticEmission(缩写AE)；泄漏检测LeakTesting（缩写LT）；衍射波时差法超声检测技术TimeofFlightDiffraction(缩写ToFD)；导波检测GuidedWaveTesting；光全息照相OpticalHolography；红外热成象InfraredThermography；微波检测MicrowaveTesting现代设计与分析研究所夏永发8常规无损检测方法有：现代设计与分析研究所夏永发89现代设计与分析研究所夏永发9现代设计与分析研究所夏永发10现代设计与分析研究所夏永发10现代设计与分析研究所夏永发11现代设计与分析研究所夏永发11现代设计与分析研究所夏永发常用的无损检测方法12现代设计与分析研究所夏永发常用的无损检测方法12现代设计与分析研究所夏永发四、缺陷与材料强度的关系、缺陷的种类和产四、缺陷与材料强度的关系、缺陷的种类和产四、缺陷与材料强度的关系、缺陷的种类和产四、缺陷与材料强度的关系、缺陷的种类和产生原因生原因生原因生原因缺陷是工件或材料中不连续部分。缺陷对材料强度有影响，但缺陷对材料强度有什么影响，不能一概而论，应根据材料在使用中的应力、温度和环境条件，以及缺陷的形状、大小、方向、位置等而定。另外，根据试样所作的强度试验结果，往往同实际的机器和结构物在使用条件下的损坏情况大不相同。所以，不能片面地相信强度试验结果，以此来推断其损坏情况。当然，在评定有缺陷的材料的牢固性时，应参考有关缺陷材料强度的试验研究结果。还应吸收迄今所知的引起过损坏事故的教训。并对下述因素进行研究来确定质量评定时所用的缺陷评定标准。13现代设计与分析研究所夏永发四、缺陷与材料强度的关系、缺陷的种类和产生原因缺陷的评定原材料和焊缝所处的应力条件和环境条件；缺陷的位置和方向、大小；材料本身的厚度；原材料和焊缝的机械性能；有缺陷部位的残余应力情况；各种使用条件的情况。14现代设计与分析研究所夏永发缺陷的评定14现代设计与分析研究所对于材料使用条件情况应加以研究的有以下几方面的材料性能：材料的静态强度；材料的蠕变断裂强度；材料的疲劳强度；材料的抗脆性断裂强度；材料的抗腐蚀性；材料的抗泄漏性。15现代设计与分析研究所夏永发对于材料使用条件情况应加以研究的有以下几方面的材料性能：防止损坏的基本对策是：选择合适品种的材料是避免损坏的最主要手段应首先从材料品种上消除损坏的因素。另外还要研究可能发生损坏的形式，以创造防止损坏的各种条件。由于缺陷与材料强度的关系极其复杂，只靠试样来进行缺陷与材料强度之间关系的研究是不够的，如果要将强度试验结果作为重要的判断基础，则应将试样各方面的条件做得尽可能接近实物。小试样的试验结果并不是不能利用，它作为研究缺陷与材料关系的大致趋向和在一定条件大致的标准还是有效的，但不能只依赖于它。为了正确地进行无损检测，必须预计原材料和焊缝中的缺陷种类。16现代设计与分析研究所夏永发防止损坏的基本对策是：16现代设计与分析研究所夏永发各种材料中出现的主要缺陷及其产生的原因如下：(一)铸件中常见的缺陷及其产生原因(1)气孔溶化的金属在凝固时，其中的气体来不及逸出而在金属表面或内部发生的圆孔。(2)夹渣浇铸时由于铁水包中的溶渣没有与铁水分离，混进铸件而形成的缺陷。(3)夹砂浇铸时由于砂型的砂子剥落，混进铸件而形成的缺陷。(4)密集气孔铸件在凝固时由于金属的收缩而发生的气孔群。(5)冷夹主要是由于浇铸温度太低，金属熔液在铸模中不能充分流动，在铸件表面生成冷夹。(6)缩孔和疏松铸件在凝固过程中由于收缩以及补缩不足所产生的缺陷叫缩孔。而沿铸件中心呈多孔性组织分布叫中心疏松。(7)裂纹由于材质和铸件形状不适当，在凝固时因收缩应力而产生的裂纹。在高温下产生的叫热裂纹，在低温下产生的叫冷裂纹。(8)型芯撑和内冷铁型芯的支撑物遗留在铸件内，或者为了增加凝固速度所用的冷铁和内冷铁附着，遗留于铸件上形成的缺陷。17现代设计与分析研究所夏永发各种材料中出现的主要缺陷及其产生的原因如下：17现代设计与分(二)锻件中常见的缺陷及其产生的原因(1)缩孔和缩管铸锭时，因冒口切除不当，铸模设计不良，以及铸造条件(温度、浇注速度、浇注方法、熔炼等)不良所产生的缩孔没有被锻合而遗留下来的缺陷。(2)非金属夹杂物炼钢时，由于熔炼不良以及铸锭不良，混进硫化物和氧化物等非金属夹渣物或者耐火材料等所造成的缺陷。(3)夹渣由于铸锭时，溶渣和耐火材料或夹渣时太多，留在锻件中形成的缺陷。(4)龟裂锻钢件表面上出现的较浅的龟状表面缺陷叫龟裂。它是由于原材料成分不当，原材料表面情况不好，加热温度和加热时间不合适而产生的。18现代设计与分析研究所夏永发(二)锻件中常见的缺陷及其产生的原因18现代设计与分析研究所(5)锻造裂纹锻造裂纹种类很多，在工件中的位置也不同，在实际生产中遇到的锻造裂纹有以下几类：由缩孔残余或二次缩孔在锻造时扩大而形成的裂纹；由皮下气泡引起的裂纹；柱状晶引起的裂纹；轴芯晶间裂纹引起的锻造裂纹；非金属夹杂物引起的裂纹；锻造加热不当引起的裂纹；终锻温度过低引起的裂纹。(6)白点白点是一种微细的裂纹，它是由于钢水中含氢，锻造过程中有残余变形应力，热加工后产生的相变应力和热应力等产生的。由于白点在纵向断口上呈银白色的圆点或椭圆形斑点，故称该种缺陷为白点。19现代设计与分析研究所夏永发(5)锻造裂纹19现代设计与分析研究所夏永发(三)轧材中常见的缺陷及其产生原因轧材的种类包括管、棒、板、丝、钢轨和各种型材，由于形状和材质的不同，出现的缺陷分布规律和缺陷特征也不同，以下就钢材中几大类轧材简要说明。(1)钢管中的缺陷及其产生原因纵裂纹，由于加热不良，热处理加工不当而引起的缺陷。横裂纹，由于轧制过于剧烈，加热过度或者冷态加工过多而引起的缺陷。表面划伤，由于加工时的导管和拉模的形状不良以及烧伤等所引起的缺陷。翘皮和折叠，由于圆钢表面夹人杂质或有偏析，或有非金属夹渣物、裂纹等缺陷，钢管穿孔时产生这种缺陷。夹杂和分层，由于圆钢内部有非金属夹杂物和片状缺陷在穿孔轧制时就产生夹杂和分层缺陷。20现代设计与分析研究所夏永发(三)轧材中常见的缺陷及其产生原因20现代设计与分析研究所(2)钢棒和型材中的缺陷及其产生原因内部缺陷。钢棒内部缺陷有由于钢锭中缩孔未压合而产生的芯部裂纹，还有严重偏析和偏析小裂纹，白点性小裂纹，非金属夹渣杂物等，这些缺陷都有一定的延伸性，当轧制比较大时，缺陷也会变为长形，这些缺陷由于延展作用，大多变为星状或扁平状。表面缺陷。表面缺陷有材料性缺陷和轧制不当造成的缺陷两类。材料性缺陷是指由钢坯表面和近表面层的气孔和非金属夹杂物为起点造成的线状缺陷(发纹)和小裂纹以及夹杂物引起的翘皮。轧制不当引起的缺陷是指由轧辊加工时造成的折叠和皱纹，轧制不当还引起过烧和鳞状折叠。过烧是由于加热太激烈使表面脆化，因而在压延时产生小鳞状裂纹。鳞状折叠是由于轧制的模子过紧加上材料表面粗糙而造成的。21现代设计与分析研究所夏永发(2)钢棒和型材中的缺陷及其产生原因21现代设计与分析研究(3)钢板中的缺陷及其产生原因钢板按其厚度可分为薄板和中厚板，其厚度划分上没有严格的界限。参照我国有关检测标准，薄板一般指厚度在5mm以下的钢板。6-120mm厚度的钢板为中厚板。钢板中的缺陷与锻件和型材中的缺陷大致相同，主要是由材料引起的和轧制引起的两类。这些缺陷主要有分层、裂纹、线状缺陷、非金属夹杂物、夹渣、折叠、偏析等。由于钢板的轧制是平面压下的长方面轧制，轧制时有非常大的压下比，所以形成的缺陷平行于表面的平面状缺陷较多。这类缺陷按其严重程度可分为三类：全剥离的层状裂缝或分层，属大缺陷。在某个小范围内分层的，属中缺陷。有点状夹杂集合但未形成裂纹的叫小缺陷。22现代设计与分析研究所夏永发(3)钢板中的缺陷及其产生原因22现代设计与分析研究所(四)钢焊缝中常见的缺陷及其产生原因焊接接头缺陷的类型很多，按在接头中的位置可分为外部缺陷和内部缺陷两大类。1外部缺陷位于接头的表面，用肉眼或低倍放大镜就可看到，如咬边、焊瘤、弧坑、表面气孔和裂纹等。这类缺陷不加讨论。2内部缺陷位于接头内部，必须通过各种无损检测方法或破坏性试验才能发现。内部缺陷有未焊透、未熔合、夹渣、气孔、裂纹等。23现代设计与分析研究所夏永发(四)钢焊缝中常见的缺陷及其产生原因23现代设计与分析研究内部缺陷产生的原因：(1)未焊透焊接时接头根部未完全熔透的现象。在底片呈现规则性的黑色条纹，成直线连续状或间断分布，边缘整齐。产生的原因：坡口钝边间隙太小，焊接电流太小或运条速度过快。坡口角度小，运条角度不对及电弧偏吹等。未焊透缺陷不仅降低了焊接接头的机械性能，而且在未焊透处的缺口和端部形成应力集中点承载后往往会引起裂纹，是一种危险性缺陷，这类缺陷一般是不允许存在的。(2)未熔合熔焊时，焊道与母材之间或焊道与焊道之间，未完全熔化结合的部分，点焊时母材与母材之间未完全熔化结合的部分。产生原因：坡口不干净，焊速太快，电流过小或过大，焊条角度不对，电弧偏吹等。24现代设计与分析研究所夏永发内部缺陷产生的原因：24现代设计与分析研究所夏永发(3)夹渣、夹杂物夹渣是指焊后残留在焊缝中的熔渣。夹杂物是指由于焊接冶金产生的、焊后残留在焊缝金属中的非金属杂质(如氧化物、硫化物等)。两种缺陷是焊缝中常见的缺陷，其形状有条状和点状，外形不规则。产生原因：焊接电流过小，速度过快，熔渣来不及浮起，被焊边缘和各层焊缝清理不干净，基本金属和焊接材料化学成分不当，含硫、磷量较多等。25现代设计与分析研究所夏永发(3)夹渣、夹杂物25现代设计与分析研究所夏永发(4)气孔在焊接过程中，由于焊缝内部存在的或外界侵入的气体。在熔池金属凝固之前来不及逸出，而残留在焊缝金属内所形成的空穴，按分布情况可分为单个气孔、密集气孔和链状气孔。产生原因：焊材未按规定温度烘干，焊条药皮变质脱落、焊芯锈蚀、焊丝清理不干净、手工焊时电流过大、电弧过长；埋弧焊时电压过高或网路电压波动太大，气体保护焊时保护气体纯度低等，均易产生气孔。气孔的危害：焊缝中存在气孔，既破坏了焊缝金属的致密性，又使焊缝有效截面积减少，降低了机械性能。特别是存在链状气孔时，对弯曲和冲击韧性会有比较明显的降低。26现代设计与分析研究所夏永发(4)气孔26现代设计与分析研究所夏永发(5)焊接裂纹按焊接裂纹产生的时间和温度的不同，裂纹可分热裂纹、冷裂纹和再热裂纹。热裂纹。热裂纹又称结晶裂纹，产生在结晶时的冷却过程中，即焊缝金属由结晶开始一直到723以前所产生的裂纹。主要发生在晶界，为沿晶裂纹，具有晶间破坏性质，大多数产生在焊缝金属中心和弧坑处，纵向为多。当裂纹贯穿表面与外界空气相通时，截面有明显的氧化色，即发蓝或发黑色。27现代设计与分析研究所夏永发(5)焊接裂纹27现代设计与分析研究所夏永发冷裂纹。冷裂纹是焊后冷却产生的，有时在焊接后立即出现，有时在焊后几天、几周甚至更长的时间才出现，此种裂纹也称延迟裂纹或氢致裂纹。常产生在热影响区熔合线附近的过热区中，裂纹平行于熔合线，穿晶扩展。裂纹表面无明显氧化色彩，属腑睦断口。冷裂纹成因：在焊件热影响区的低塑性组织，焊接接头中的氢气和焊接应力三个成因素(氢、淬硬组织、应力)的共同作用下，导致冷裂纹的产生。28现代设计与分析研究所夏永发冷裂纹。冷裂纹是焊后冷却产生的，有时在焊接后立即出现，有热裂纹成因：冶金因素焊接时熔池的冷却速度很快，很容易造成偏析(所谓偏析就是合金中纯金属或其他杂质分布不均匀的现象，杂质集中等)。被偏析出来的物质，大多数为低熔点共晶和杂质，它们的熔点比焊缝金属低，在结晶过程中以“液态间层”存在。力的因素当焊缝金属开始冷却时，体积要缩小，由于焊缝受热不均匀，周围冷金属势必阻止它的收缩，故必然产生拉应力，这种拉应力随着温度的降低而增大，如果这种拉应力是在结晶尚未完毕，且有“液态间层”时呈现，就必然产生“热裂纹”。29现代设计与分析研究所夏永发热裂纹成因：冶金因素焊接时熔池的冷却速度很快，很容易造30再热裂纹。焊后焊件在一定温度范围内再次加热(消除应力热处理或其他加热过程)而产生的裂纹。现代设计与分析研究所夏永发30再热裂纹。焊后焊件在一定温度范围内再次加热(消除应力(五)维修检查中常见的缺陷及其产生原因1疲劳裂纹一种只加一次不足以引起损坏的应力，而把它反复作用在工件上则可能产生裂纹，这就是疲劳裂纹。疲劳裂纹中有接触应力疲劳裂纹、热应力疲劳裂纹以及腐蚀疲劳裂纹等。2应力裂纹将处于腐蚀剂中的金属材料表面加上较高的静态拉应力时则产生应力腐蚀裂纹，一般认为它与氢脆性有关。3热应力裂纹由于金属从加热到冷却或者由于多次反复从热到冷的热应力所引起的裂纹。4摩擦腐蚀两接触面处在微小振动和互相摩擦状态时，其微小部分反复进行结合与分离，同时与周围环境发生化学反应，引起摩擦腐蚀。5空化浸蚀液体中产生的气泡破灭时，对材料表面进行冲击，产生空化浸蚀。31现代设计与分析研究所夏永发(五)维修检查中常见的缺陷及其产生原因31现代设计与分析研第二章电磁基本理论第二节第二节 磁学基础磁学基础一一、物质的磁化、物质的磁化 1物质磁化的物理本质物质磁化的物理本质如果在磁场中放人一种物质，就会发现，不管是什么物质都会使物质所占空间的磁场发生变化。这就是说，物质在磁场中由于受磁场的作用表现出一定的磁性，这种现象就称为磁化。可以把物质分为三类：使磁场减弱的物质称为抗磁性物质；使磁场略有增强的物质称为顺磁性物质；使磁场强烈增加的物质称为铁磁性物质。近代物理证明，每个电子都在作循轨和自旋运动，物质的磁性就是由于电子的这些运动而产生的。32现代设计与分析研究所夏永发第二章电磁基本理论第二节磁学基础32现代设计与分析研2电电子的两种运子的两种运动产动产生的磁矩生的磁矩33电子的循轨运动可看作是一个闭合电流，由此将产生一个一个磁矩，称为轨道磁矩m0，其大小可用下式表示式中：e电子的电荷；h普朗克常数；c电子的质量；c光速；l轨道角动量。现代设计与分析研究所夏永发2电子的两种运动产生的磁矩33电子的循轨运动可看作是一个闭合34原子核也是有磁矩的，不过它的磁矩很小，约为电子磁矩的12000，故通常不予考虑现代设计与分析研究所夏永发34原子核也是有磁矩的，不过它的磁矩很小，约既然电子是有磁矩的，那么原子有没有磁矩呢?理论证明当原子中的一个电子层排满时，这个层电子磁矩的总和就等于零，若一个原子的电子层未排满，这时电子磁矩的总和就不为零，该原子就有磁矩了。当原子结合成分子时，其外层电子磁矩要发生变化，所以分子磁矩不是各单个原子磁矩的总和。由于不同的原子具有不同的磁矩，故当由这些原子组成不同的物质时，物质表现出不同的磁性。通常在无外加磁场时，物体本身的自旋和轨道磁矩之和为零，所以物体对外是不显磁性的。但如对物体加上一个外磁场，物体被磁化之后，就表现出一定的磁性。通常，用磁化强度矢量M(单位为Am)来表示物体被磁化的强弱，其大小为35现代设计与分析研究所夏永发既然电子是有磁矩的，那么原子有没有磁矩呢?理36现代设计与分析研究所夏永发36现代设计与分析研究所夏永发37现代设计与分析研究所夏永发37现代设计与分析研究所夏永发2.抗磁性与顺磁性(1)抗磁性物质为什么会有抗磁性呢?可以说是由于电子的循轨运动在外磁场的作用产生了抗磁磁矩所造成的。设有两个电子，其循轨运动的平面和磁场H的方向垂直，而其循轨运动的方向相反，如图221所示。当无外磁场时，电子的循轨运动相当于一个闭合电流，由此产生的磁矩v38现代设计与分析研究所夏永发2.抗磁性与顺磁性(1)抗磁性38现代设计与分析研究所39现代设计与分析研究所夏永发39现代设计与分析研究所夏永发电子在做循轨运动时，必然要受到一个向心力F，见图221(a)，当加上一个外磁场后，在磁场作用下将产生一个附加力F，即洛仑兹力，其方向和F是一致的。这无疑等于使向心力增加，变为F+F。已知向心力Fmr2，可以认为m和r是不变的，故只能设想，当向心力增加时，必然导致电子循轨运动的角速度；发生变化，即F+AFmr(+)2。增加一个，从式(2211)可得增加一个m0,m0与轨道磁矩的m0方向相同，但与外磁场的方向相反。同理可以证明，图2211(b)中相反方向运动的电子产生与外加磁场相反的m0。对于一个电子产生的m0既然抗磁性是由电子在轨道运动场产生的，而任何物质都存在电子的轨道运动，故可以说任何物质在外磁场作用下都要产生抗磁矩。但应注意，并不能说任何物质都是抗磁性物质。因为原子除了在外磁场作用下会产生抗磁矩之外，还存在产生顺磁矩的轨道和自旋磁矩。因此，只有那些抗磁性大于顺磁性的物质才成为抗磁性物质。40现代设计与分析研究所夏永发电子在做循轨运动时，必然要受到一个向心力F，见（2）顺磁性41现代设计与分析研究所夏永发（2）顺磁性41现代设计与分析研究所夏永发顺磁物质的单个原子是有磁矩的，原子的磁矩在外磁场的作用下产生顺磁。对于金属来说，当点阵离子的顺磁矩和自由电子的顺磁矩大于外加磁场下产生的抗磁矩时，即表现为顺磁物质。但是由于热运动的影响，在无外加磁场时其原子磁矩的取向是无序的，也就是磁矩沿着所有可能的方向分布，如图222(a)所示。图中箭头是指磁矩的方向，此时物质的总磁矩为零。假如将物质放在磁场中，在外磁场作用下，原子磁矩排向磁场方向，总磁矩便大于零了，即表现为正向磁化，如图222(b)和222(c)所示。应当指出，当温度约为室温或室温以上范围时，顺磁物质的原子或分子热运动产生无序的倾向是很大的，所以进行磁化十分困难，故室温下磁化很微弱，其磁化率约为106。42现代设计与分析研究所夏永发顺磁物质的单个原子是有磁矩的，原子的磁矩在外3铁磁性铁磁性与抗磁性或顺磁性有很大差异。对于铁磁介质，不太大的外磁场便会使它达到磁饱和。另外，铁磁质的磁化与温度的关系也很奇特，在某一温度丁：之下，随着温度的上升，饱和磁化强度逐渐减小；当达到丁c温度时便降为零。而在丁c以上，铁磁质变成为一般的顺磁物质，其磁化率与温度的关系亦服从居里外斯定律，即43现代设计与分析研究所夏永发3铁磁性铁磁性与抗磁性或顺磁性有很大差异。对44现代设计与分析研究所夏永发44现代设计与分析研究所夏永发（1）磁畴铁磁物质和顺磁物质一样，原子有固有磁矩，但它们的磁化根本不相同。铁磁物质的原子磁矩主要来源于电子的自旋磁矩。在没有外磁场的条件下，铁磁质中的电子自旋磁矩可以在小范围内“自发地”排列起来，形成一个个小的“自发磁化区”，这种自发磁化区称为“磁畴”。根据量子力学理论，电子自旋磁矩会自发形成磁化区的原因是：铁磁质的内部相邻原子的电子之间有一种静电交换作用，正是这种静电交换作用迫使各原子的磁矩平行或反平行排列，这种作用的效果好像有一很强的磁场作用在各个原子磁矩上一样，使得一个小区域内的各个原子的磁矩按同一方向排列，从而形成磁畴。45现代设计与分析研究所夏永发（1）磁畴铁磁物质和顺磁物质一样，原子有固有46现代设计与分析研究所夏永发46现代设计与分析研究所夏永发(2)技术磁化的基本过程铁磁物质在外磁场的作用下显示出磁性称为技术磁化。对于铁磁物质在技术磁化过程中，外磁场的作用只是把已经高度磁化的磁畴磁矩从各个不同的方向转到磁场方向或接近磁场方向，因而在磁场方向有合成量，这样对外就显示出磁性。技术磁化是通过磁畴的两种变动进行的，一种是磁畴磁矩的转动，一种是畴壁的位移(畴壁是指相邻磁畴的分界层)。47现代设计与分析研究所夏永发(2)技术磁化的基本过程铁磁物质在外磁场的不加外磁场H(磁化场)时，铁磁物质中的磁畴磁矩取向杂乱无章，它们产生的磁场相互抵消，对外不显宏观磁性，如图224(a)所示。若将铁磁物质放进外磁场中磁化，在较弱的外磁场作用下，那些磁化方向和外磁场方向一致或比较接近的磁畴的体积逐渐扩大，而邻近的那些磁矩方向与外磁场方向相反的磁畴的体积则逐渐缩小，因此扩大体积的磁畴和缩小体积的磁畴之间的畴壁相当于向某个方向移动，这就是畴壁的位移，如图224(b)、(c)所示。随着外磁场的逐渐增大，与磁畴方向不一致的磁畴磁矩将逐渐转向磁场方向，当外磁场增大到一定值，所有磁畴的磁矩都沿外磁场排列，这时铁磁体的磁化就达到了饱和，如图224(d)、(e)所示。或者说，在一定大小的磁场作用下，通过畴壁位移和畴矩转动，铁磁质会被磁化到所有磁畴的自发磁化强度M，都与外磁场一致取向，而成为单磁畴，这种状态叫做饱和磁化状态。使铁磁物质开始达到饱和磁化状态的磁场叫饱和磁场玎，饱和状态的磁化强度叫饱和磁化强度，显然饱和磁化强度矢量就等于每个磁畴中的自发磁化强度矢量M，48现代设计与分析研究所夏永发不加外磁场H(磁化场)时，铁磁物质中的磁畴49铁磁物质的磁性与磁畴结构分不开。当铁磁体受到强烈振动，或在高温下受到剧烈热运动的影响，磁畴便会瓦解，这时与磁畴联系的一系列铁磁性质便会全部消失。现代设计与分析研究所夏永发49铁磁物质的磁性与磁畴结构分不开。当铁磁体受到强烈振动，(3)磁特性曲线技术磁化曲线(起始磁化曲线)。研究铁磁物质的磁化规律，就是找出M和H或B和H之间的依赖关系。即M-H曲线或B-H曲线，这种曲线是通过实验方法来测定的。一般情况下，由于铁磁质中M的数值比H大得多(102一106倍)，所以B0（H+M），因而B-H曲线形状和M-H曲线差不多，如图226所示。因此，常常只要绘出B-H曲线。必须指出，如果待测的铁磁材料不做成环状，而是做成条状，则铁磁材料中的磁场强度应等于磁化场H0减去其中的退磁场H，即HH0H。50现代设计与分析研究所夏永发(3)磁特性曲线技术磁化曲线(起始磁化曲线)。50现代设计实验结果表明，铁磁质的技术磁化曲线有以下特点：设磁化前铁磁质为磁中性，即H=0，M0，当磁化场H逐渐增加时，M随之增加，开始M增加得比较缓慢(图227中的Oa段)，然后经过一段急剧上升的过程(ab段)，又进入缓慢变化的阶段(bQ段)，这时，再继续增大磁化场，M却几乎不变(QS段)，铁磁质已磁化到饱和。从磁中性状态开始，单向地逐渐增大磁场H，一直到饱和磁化，把材料在各个过程中经过的状态点(H，M)连起来，就得到技术磁化曲线，下面分别对以上几个阶段加以说明。51现代设计与分析研究所夏永发实验结果表明，铁磁质的技术磁化曲线有以下特点：设磁化前铁磁质Oa段：这一段称为初始磁化区，在这个区域内，磁环中的磁化强度随其中的磁场强度H的增加缓慢增加，并且磁化是可逆的。因为在这个阶段起主要作用的是畴壁位移，而磁畴磁矩可逆转动的作用很小。ab段：磁化强度M随H的增加剧烈，此时若去掉磁化场，磁化强度不再回到零，而保留足够大的剩磁。因此，ab段称为不可逆磁化区。在这一段起主要作用的是不可逆的磁壁位移，同时，也有不少磁畴磁矩开始逐渐转向外磁场方向，因而出现剧烈磁化。最大磁导率m就在这个区域。bQ段：磁化强度随H的增加变化开始减慢。这段区域也称为旋转磁化区，磁化中起主要作用的是磁畴磁矩的转动。QS段：随着H的增加，磁化强度变化很小，这是因为，各磁畴的磁矩与外磁方向成很小的角度，磁化以可逆磁畴磁矩转动为主，这个区域称为趋近饱和区。52现代设计与分析研究所夏永发Oa段：这一段称为初始磁化区，在这个区域内，磁环中的磁化强度由式(2219)可以看出，当HHS，再继续增大时，由于磁化强度已达到饱和值而几乎不再变化，但B却随H成线性缓慢增大，如图226所示，并无所谓饱和与否。平时说的饱和磁感应强度BS，只是在以下两种情况下有确定的意义：一是式(2219)中的H0的情况，定义BS0MS，为饱和磁感应强度，也叫“内禀饱和磁感应强度”；二是MS比HS大得多的情况(例如软磁合金)，把比HS稍大的指定磁场下的B叫做饱和磁感应强度B2，在这两种情况下定义的B2基本相同。53现代设计与分析研究所夏永发由式(2219)可以看出，当HHS，再54现代设计与分析研究所夏永发54现代设计与分析研究所夏永发磁滞回线。当铁磁材料被磁化到饱和后，外磁场从+Hs开始逐渐减小，材料也开始退磁场。但是，在这个退磁过程中，磁感应强度召并不沿原来的磁化曲线SQbaO减小，而是沿另一条曲线SR比较缓慢的下降，如图228所示。就是说，在同样的磁场强度H下，退磁时的磁感应强度比磁化时的磁感应强度大，这种B的变化落后于H变化的现象，叫做磁滞现象，简称磁滞。造成磁滞的主要原因是，铁磁质中的掺杂和内应力在退磁过程中阻碍磁畴恢复到原来的状态。55现代设计与分析研究所夏永发磁滞回线。55现代设计与分析研究所夏永发由于存在磁滞的缘故，当外磁场减小到零时，磁感应强度B并不等于零，而保留一定的数值Br，(图228中的OR段)，Br称为剩余磁感应强度，简称剩磁。为了消除剩磁(Bo)，必须加一反向磁场，当反向磁场增加到某个数值Hc时，B才降到零，通常把Hc称为矫顽力(图228中OC段)。反向磁场继续增加，铁磁材料中的B也变成反向，开始反向磁化，当反向磁场增大到-Hs时，材料达到反向饱和磁化点S，此后，再进行反向退磁，随着的减小，退磁曲线沿SC进行，并随着H的增加，充磁曲线沿CS进行，当H+Hs时，又达到正向饱和磁化点S，SRCS曲线和SR，CS对于坐标原点O是对称的。56现代设计与分析研究所夏永发由于存在磁滞的缘故，当外磁场减小到零时，磁感以上描述的磁化、退磁、反向磁化、反向退磁、正向磁化等过程形成了一个循环，通常，将此循环过程所形成的闭合曲线SRCSR，CS称为磁滞回线。由于磁化场H达到了饱和磁场强度Hs，材料也达到了饱和磁化，所以闭合曲线SRCS，R，C，S也称为饱和磁滞回线。为了得到闭合的对称磁滞回线，场强度必须在+Hs和-Hs之间进行反复十几次循环，这个过程叫磁锻炼。如果我们从磁中性状态开始，逐步提高HS值进行磁锻炼，每次都得到一条对称的磁滞回线，它们都被包围在饱和磁滞回线之内，把这些磁滞回线的顶点连起来，就得到了一条基本磁化曲线，也叫换向磁化曲线，如图229中OP曲线所示。57现代设计与分析研究所夏永发以上描述的磁化、退磁、反向磁化、反向退磁、正58现代设计与分析研究所夏永发58现代设计与分析研究所夏永发综上所述，在铁磁质的技术磁化过程中，由于存在磁滞现象，磁化规律非常复杂。铁磁质中的B和H(或M和)的依赖关系不仅不是线性的，而且也不是单值的，即给定一个H值，不能唯一确定铁磁质中的B和M。或者说，B和M的数值除了与H的数值有关外，还取决于铁磁质的磁化历史，例如，当H0时，有可能B=Br，MMr(H由正值减小到零)，也有可能B-Br，MMr(H由负值减小到零)。可见，对同一个H，B和M的数值等于多少还与铁磁质磁化过程达到什么状态有关。因此，当H、M和H无单值关系时，式(224)和式(229)就失去了意义，在这种情况下，通常不再有m，和的概念。可以说明，B-H图中磁滞回线所包围的“面积”代表在一个反复磁化的循环过程中单位体积的铁芯内损耗的能量。磁滞回线包围的面积越大，损耗的能量越多。不同铁磁质的饱和磁滞回线所包围的面积是不同的，软磁材料的磁滞回线狭窄。所包围的面积小，故磁化时损耗的能量少，磁化容易；硬磁材料的磁滞回线形状肥大，所包围的面积大，消耗的能量多，故磁化就困难。59现代设计与分析研究所夏永发综上所述，在铁磁质的技术磁化过程中，由于存在磁导率曲线在技术磁化曲线上，B与H呈非线性关系，但在这种情况下，我们仍可以按照式(224)和式(229)来定义m和，不过此时它们不是常数，而是H的函数，即mm(H)，(H)。从MH和BH曲线上任何一点连到原点O的直线的斜率，分别代表该磁化状态下该点的磁化率m等和磁导率=(1+m)0。60现代设计与分析研究所夏永发磁导率曲线60现代设计与分析研究所夏永发61现代设计与分析研究所夏永发61现代设计与分析研究所夏永发将这些剩余磁感应强度与其所对应的磁滞回线顶点的磁场强度作图，即得到剩余磁感应强度随磁场强度变化规律的曲线，称为剩余磁化曲线，如图2211所示。由图可以看出，BrH曲线和BH曲线形状基本相同，并可划分三个区域：起始磁化区(1)，剧烈磁化区()，趋于饱和区()。与B-H曲线比较，在趋于饱和区内，曲线比较平坦，开始出现平坦处就表示磁化已进入饱和状态。这样，我们就可以从曲线开始出现平坦的点，找到对应的磁场强度，在一般的情况下，这个磁场强度可近似认为饱和磁场强度。62现代设计与分析研究所夏永发将这些剩余磁感应强度与其所对应的磁滞回线顶点63现代设计与分析研究所夏永发63现代设计与分析研究所夏永发退磁曲线与最大磁能积当磁化去掉后，铁磁材料中仍然保留一定的剩磁，若要将其中的剩余磁感应强度减到零，必须加一反向磁场，当反向磁场H-Hc时，材料才完全退磁(即要达到B0，或Mo的状态)，通常把从具有剩磁状态到完全退磁的状态这段曲线RC称为退磁曲线，如图2212所示。由电磁场理论可知，在磁场中单位体积内的磁场能量体密度为mBH2，因此，退磁曲线上任一点B与H所对应的乘积BH的量纲是磁能密度，所以把乘积BH称为磁能积，它等于铁磁材料在该点单位体积内的磁能的两倍。64现代设计与分析研究所夏永发退磁曲线与最大磁能积64现代设计与分析研究所夏永发图2212可以看出，BH的乘积正比于图中划斜线的矩形面积。退磁曲线RC上的不同点对应于一个不同的矩形面积，但在RC曲线上总可以找到一点N，其对应的BH乘积最大(即对应的矩形面积最大)，称为最大磁能积，用(BH)max表示，N点称为最大磁能积点。65现代设计与分析研究所夏永发图2212可以看出，BH的乘积正比于图中划斜线的矩形面积射线检测射线检测(探伤)有X射线、射线和中子射线等检测方法。它是利用各种射线源对材料的透射性能及不同材料的射线的衰减程度的不同，使底片感光成黑度不同的图像来观察的。射线检测用来检测产品的气孔、夹渣、铸造孔洞等立体缺陷。当裂纹方向与射线平行时就能被检查出来66现代设计与分析研究所夏永发射线检测射线检测(探伤)有X射线、射线和中子射线等检测方法1.什么是传统机械按键设计？传统的机械按键设计是需要手动按压按键触动PCBA上的开关按键来实现功能的一种设计方式。传统机械按键设计要点：1.合理的选择按键的类型，尽量选择平头类的按键，以防按键下陷。2.开关按键和塑胶按键设计间隙建议留0.050.1mm，以防按键死键。3.要考虑成型工艺，合理计算累积公差，以防按键手感不良。传统机械按键结构层图：按键开关键PCBA1.什么是传统机械按键设计？传统的机械按键设计是需要手动按压射线检测基本原理利用射线通过物质时的衰减规律，即当射线通过物质时，由于射线与物质的相互作用发生吸收和散射而衰减。其衰减程度，则根据其被通过部位的材质、厚度和存在缺陷的性质不同而异。68现代设计与分析研究所夏永发射线检测基本原理利用射线通过物质时的衰减规律，即当射线通过物射线检测的优缺点射线检测的优点是检测结果可作为档案资料长期保存，检测图像较直观，对缺陷尺寸和性质判断比较容易。射线检测的缺点是当裂纹面与射线近于垂直时就很难检查出来，对工件中平面型缺陷(裂纹未熔合等缺陷)也具有一定的检测灵敏度，但与其它常用的无损检测技术相比，对微小裂纹的检测灵敏度较低，并且生产成本高于其它无损检测技术，其检验周期也较其它无损检测技术长，并且射线对人体有害，需要有防护设备。69现代设计与分析研究所夏永发射线检测的优缺点射线检测的优点是检测结果可作为档案资料长期保射线检测主要方法照相法电离检测法荧光屏直接观察法工业射线CT技术70现代设计与分析研究所夏永发射线检测主要方法照相法70现代设计与分析研究所夏照相法71现代设计与分析研究所夏永发照相法71现代设计与分析研究所夏永发电离检测法72现代设计与分析研究所夏永发电离检测法72现代设计与分析研究所夏永发荧光屏直接观测法73现代设计与分析研究所夏永发荧光屏直接观测法73现代设计与分析研究所夏永发工业射线CT技术CT技术是断层照相技术，又称计算机层析照相技术，它根据物体横断面的一组投影数据，经过计算机处理后，得到物体横断面的图像。所以，它是一种由数据到图像的重建技术。射线照相一般仅能提供定性信息，不能实用于测定结构尺寸、缺陷方向和大小。它还存在三维物体二维成像、前后缺陷重叠的缺点。射线CT技术提出了全新的影像形成概念，它比射线照相法能更快、更精确地检测出材料和构件内部的细微变化，消除了照相法可能导致的检查失真和图像重叠，并且大大提高了空间分辨力和密度分辨力。74现代设计与分析研究所夏永发工业射线CT技术CT技术是断层照相技术，又称计算机层析照相技射线CT装置75现代设计与分析研究所夏永发射线CT装置75现代设计与分析研究所夏永发射线CT的工业应用航空航天工业核工业钢铁工业机械工业：常用于检测和评价铸件和焊接结构的质量陶瓷工业电子工业76现代设计与分析研究所夏永发射线CT的工业应用航空航天工业76现代设计与分析研究所射线CT的工业应用77现代设计与分析研究所夏永发射线CT的工业应用77现代设计与分析研究所夏永发射线CT的工业应用78现代设计与分析研究所夏永发射线CT的工业应用78现代设计与分析研究所夏永发液体渗透检测液体渗透检测的基本原理利用黄绿色的荧光渗透液或红色的着色渗透液对窄狭缝隙良好的渗透性，经过渗透清洗、显示处理以后显示放大了的探伤显示痕迹，用目视法来观察，对缺陷的性质和尺寸做出适当的评价。是种检查工件或材料表面缺陷的种方法，它不受材料磁性的限制，比磁粉探伤的应用范围更加广泛。79现代设计与分析研究所夏永发液体渗透检测液体渗透检测的基本原理79现代设计与分析研究所液体渗透检测液体渗透检测应用于各种金属、非金属、磁性、非磁性材料及零件的表面缺陷的检查。可以说，除表面多孔性材料以外，几乎一切材料的表面开口缺陷都可以应用此方法获得满意的检测结果。80现代设计与分析研究所夏永发液体渗透检测液体渗透检测应用于各种金属、非金属、磁性、非磁性液体渗透检测优点应用广泛，原理简明易懂，检查经济，设备简单，显示缺陷直观，并可以同时显示各个不同方向的各类缺陷。对大型工件和不规则零件的检查以及现场机件的抢修检查，更能显示其特殊的优点。但渗透探伤对埋藏于表皮层以下的缺陷是无能为力的。缺点它只能检查开口暴露于表面的缺陷，另外还有操作工序繁杂等。81现代设计与分析研究所夏永发液体渗透检测优点81现代设计与分析研究所夏永发液体渗透检测步骤将被探工件浸涂具有高度渗透能力的渗透液，由于液体的润湿作用和毛细现象，渗透液便渗入工件表面缺陷中将工件缺陷以外的多余渗透液清洗干净涂一层亲和吸附力很强的白色显像剂，将渗入裂缝中的渗透液吸出来在白色涂层上显示出缺陷的形状和位置的鲜明图案，从而达到了无损检疵的目的。82现代设计与分析研究所夏永发液体渗透检测步骤82现代设计与分析研究所夏永发渗透探伤的过程83现代设计与分析研究所夏永发渗透探伤的过程83现代设计与分析研究所夏永发液体渗透检测分类荧光渗透探伤着色渗透探伤84现代设计与分析研究所夏永发液体渗透检测分类84现代设计与分析研究所夏永发磁粉检测原理磁粉检测的基本原理如下：当材料或工件被磁化后，若在工件表面或近表面存在裂纹、冷隔等缺陷，便会在该处形成一漏磁场。此漏磁场将吸引、聚集检测过程中施加的磁粉，而形成缺陷显示。因此，磁粉检测首先是对被检工件加外磁场进行磁化.外加磁场的获得一般有两种方法：一种是由可以产生大电流(几百安培至上万安培)的磁力探伤机直接给被检工件通大电流而产生磁场；另一种是把被检工件放在螺旋管线圈产生的磁场中，或是放在电磁铁产生的磁场中使工件磁化。工件被磁化后，在工件表面上均匀喷洒微颗粒的磁粉(磁粉平均粒度为510m)，一般用四氧化三铁或三氧化二铁作为磁粉。85现代设计与分析研究所夏永发磁粉检测原理磁粉检测的基本原理如下：当材料或工件被磁化后，若磁粉检测原理如果被检工件没有缺陷，则磁粉在工件表面均匀分布。当工件上有缺陷时，由于缺陷(如裂纹、气孔、非金属夹杂物等)内含有空气或非金属，其磁导率远远小于工件的磁导率；由于磁阻的变化，位于工件表面或近表面的缺陷处产生漏磁场，形成一个小磁极，如图3.1所示。磁粉将被小磁极所吸引，缺陷处由于堆积比较多的磁粉而被显示出来，形成肉眼可以看到的缺陷图像。为了使磁粉图像便于观察，可以采用与被检工件表面有较大反衬颜色的磁粉。常用的磁粉有黑色、红色和白色。为了提高检测灵敏度，还可以采用荧光磁粉，在紫外线照射下使之更容易观察到工件中缺陷的存在。86现代设计与分析研究所夏永发磁粉检测原理如果被检工件没有缺陷，则磁粉在工件表面均匀分布。磁粉检测原理87现代设计与分析研究所夏永发磁粉检测原理87现代设计与分析研究所夏永发磁粉检测应用用于检测铁磁性材料和工件(包括铁、镍、钻等)表面上或近表面的裂纹以及其它缺陷。对表面缺陷最灵敏，对表面以下的缺陷随埋藏深度的增加检测灵敏度迅速下降。采用磁粉检测方法检测磁性材料的表面缺陷，比采用超声波或射线检测的灵敏度高，而且操作简便、结果可靠、价格便宜。因此它被广泛用于磁性材料表面和近表面缺陷的检测。对于非磁性材料如有色金属、奥氏体不锈钢、非金属材料等不能采用磁粉检测方法。但当铁磁性材料上的非磁性涂层厚度不超过50m时，对磁粉检测的灵敏度影响很小。88现代设计与分析研究所夏永发磁粉检测应用用于检测铁磁性材料和工件(包括铁、镍、钻等)表面磁粉检测方法湿法磁悬液应采用软管浇淋或浸渍法施加于试件，使整个被检表面被完全覆盖。采用连续法时，磁化电流应在施加磁悬液之前或从磁悬液中取出之前接通(如果检测采用浸渍法)，并保持1/51/2s，直至试件被磁悬液覆盖，磁悬液覆盖膜足以产生良好的磁痕。采用剩磁法时，试件应通过施加电流至少1/5s的方法来磁化。此后，切断磁化电流，采用软管浇淋或浸渍法施加磁悬液。对于浸渍法，试件应仔细地从磁悬液中取出，以免冲掉磁痕。对于剩磁荧光磁粉检验法，如觉得有必要保证缺陷的磁痕有效，则试件可放在用于制备磁悬液的载液中仔细清洗。89现代设计与分析研究所夏永发磁粉检测方法湿法89现代设计与分析研究所夏永发磁粉检测方法干法磁粉应直接喷撒在被检区域，并除去过量的磁粉。轻轻地振动试件，使其获得较为均匀的磁粉分布。应注意避免使用过量的磁粉，不然会影响缺陷的有效显示。对于连续法，磁化电流应恰好在施加磁粉前接通，并应在其后的吹风、轻敲或振动中，保持接通。对于剩磁法，试件应先磁化，在切断磁化电流之后，再按上述方法施加磁粉。90现代设计与分析研究所夏永发磁粉检测方法干法90现代设计与分析研究所夏永发磁粉检测方法检测近表面缺陷(如轧钢制品和锻件中的非金属夹杂)时，应采用湿粉连续法，因为非金属夹杂物引起的漏磁通值最小；检测大型铸件或焊接件中近表面的缺陷时，可采用干粉连续法。91现代设计与分析研究所夏永发磁粉检测方法检测近表面缺陷(如轧钢制品和锻件中的非金属夹杂)磁粉探伤过程预清洗缺陷估计：使磁力线在切实可行的范围内横穿过可能存在于试件内的任何缺陷。选择探伤方法进行周向和纵向磁化对伪磁痕进行分析判断退磁后清洗标记：酸蚀法、印记、着色等。记录92现代设计与分析研究所夏永发磁粉探伤过程预清洗92现代设计与分析研究所夏永发磁粉检测实例汽轮机汽缸是高温高压部件，一般均为低合金钢，质量要求极严，表面缺陷的检查方法最有效，最方便的是磁力探伤。试件表面经喷砂打磨后的表面粗糙度Ra应到12.5。把试件表面用粉笔打成150mml50mm或200mm200mm的方格，用触头刺入法，逐格进行检查，触头放在对角线上，每格做两相互垂直的两个方向探伤。用直流电磁化，电流18002400A，触头间距(150200)2mm，磁化时间3s。磁粉用干粉法，磁粉粒度15m，当通电时，用压缩空气吹喷在试件表面。发现缺陷后根据缺陷的方向再重复做一次。磁粉的喷射泵如图3.18所示，气压可以根据需要调节。93现代设计与分析研究所夏永发磁粉检测实例汽轮机汽缸是高温高压部件，一般均为低合金钢，质量磁粉检测94现代设计与分析研究所夏永发磁粉检测94现代设计与分析研究所夏永发超声波检测超声波是超声振动在介质中的传播，它的实质是以波动形式在弹性介质中传播的机械振动，其频率高于20kHz以上。超声波被用于无损检测，主要是因为有以下几个特性：超声波在介质中传播时，遇到界面会发生反射；超声波指向性好，频率愈高，指向性愈好；超声波传播能量大，对各种材料的穿透力较强。近年来的研究表明，超声波的声速、衰减、阻抗和散射等特性，为超声波的应用提供了丰富的信息，并且成为超声波广泛应用的条件。95现代设计与分析研究所夏永发超声波检测超声波是超声振动在介质中的传播，它的实质是以波动形超声波检测的原理和类型超声波探伤主要是通过测量信号往返于缺陷的渡越时间，来确定缺陷和表面间的距离；测量回波信号的幅度和发射换能器的位置，来确定缺陷的大小和方位。这就是通常所说的脉冲反射法或A扫描法。此外，还有B扫描和C扫描等方法。B扫描可以显示工件内部缺陷的纵截面图形。C扫描可以显示工件内部缺陷的横剖面图形。近年来，超声全息成像技术也在工业无损检测中获得了应用。96现代设计与分析研究所夏永发超声波检测的原理和类型超声波探伤主要是通过测量信号往返于缺陷超声波检测的工作频率超声波检测常用的工作频率为0.45MHz，较低频率用于粗晶材料和衰减较大材料的检测，较高频率用于细晶材料和高灵敏度检测。对于某些特殊要求的检测，工作频率可达1050MHz。近年来随着宽频窄脉冲技术的研究和应用，超声探头的工作频率，有的已高达100MHz。97现代设计与分析研究所夏永发超声波检测的工作频率超声波检测常用的工作频率为0.45M超声波检测的优缺点适应性强、检测灵敏度高、对人体无害、使用灵活、设备轻巧、成本低廉、可即时得到探伤结果，适合在车间、野外和水下等各种环境下工作，并能对正在运行的装置和设备进行检验。超声波检测的最大优点就是对裂纹、夹层、折叠、未焊透等类型的缺陷具有很高的检测能力。98现代设计与分析研究所夏永发超声波检测的优缺点适应性强、检测灵敏度高、对人体无害、使用灵超声波检测的优缺点超声波检测通常要求工件形状比较简单，有规则，表面比较光洁。超声波探伤的记录性差，且难以识别缺陷的种类。对于表面缺陷的检测，超声波法比磁粉法和渗透法的灵敏度要低；但是，超声波法可以检测表面裂纹的深度。超声波在材料中传播时，受金属组织特别是晶粒大小的影响很大。99现代设计与分析研究所夏永发超声波检测的优缺点超声波检测通常要求工件形状比较简单，有规则超声波检测的应用超声波检测是工业无损检测中应用最为广泛的一种方法。就无损探伤而言，超声波法适用于各种尺寸的锻件、轧制件、焊缝和某些铸件，无论是钢铁、有色金属和非金属，都可以采用超声波法进行检验。各种机械零件、结构件、电站设备、船体、锅炉、压力容器和化工容器、非金属材料等，都可以用超声