第13次课(磁粉检测).pptVIP

* 第四章 磁粉检测 美国人霍克于1922年首先提出了磁粉检测方法的设想。在对钢制工件进行切削时，他发现被磨削下来的细铁屑经常聚集在工件上的裂纹区域，于是他提出了利用该现象来对工件表面裂纹进行检验的设想，但由于受到当时磁化技术和磁粉的限制，在一段时期内霍克的设想没有付诸实践。 1929年，福雷斯特用铁屑做检查材料，对钻探用的钢管直流周向磁化进行磁粉检测，但因铁屑质量不好致使试验未获成功。 1930年，瓦茨第一次成功地用磁粉检测检查焊缝质量。 20世纪50年代初，前苏联学者瑞加德罗在大量试验的基础上制定了在世界上有广泛影响的磁化规范，并首创鉴定磁粉质量的磁性称量法和酒精沉淀法，对磁粉检测的研究和发展作出了卓越的贡献。 磁粉检测：利用磁粉的聚集显示铁磁性材料及其工件表面与近表面缺陷的无损检测方法。 优点：（1）可直观地显示出缺陷的形状、位置与大小，并能大致确定缺陷的性质； （2）检测灵敏度高；（可检测的最小缺陷宽度可达0.1μm，能发现深度为10μm的微裂纹。 ） （3）应用范围广； （4）工艺简单，检测速度快，费用低。 局限性： （1）只能检测铁磁性材料以及表面、近表面缺陷；（交流电磁化可检查表面以下2mm内的缺陷，直流电磁化可检查表面以下6mm内的缺陷） （2）单一的磁化方法检测受工件几何形状影响； （3）通电法和触头法磁化时，易产生打火烧伤。 磁粉检测可以检测铁磁性材料的表面及近表面缺陷，对发现裂纹、发纹、折叠、夹层、未焊透等缺陷比较灵敏。 发纹：钢的一种宏观缺陷。指钢的塔形车削试样经酸蚀法或磁粉法显示出的、呈纵向分布的细小纹缕。它是钢中夹杂或气泡、疏松等在钢的加工变形过程中沿锻轧方向被延伸所致。发纹严重地危害着钢的力学性能，特别是疲劳强度等。 一、金属的铁磁性 1．基本概念 （1）磁性：磁铁能吸引铁磁性材料的性质。 （2）磁体：能够吸引其他铁磁性材料的物体。 磁体分为： a.永磁体：不需要外力维持其磁场的磁体。 b.电磁体：需要外加电源维持其磁场的磁体。 c.超导磁体：用超导材料制成的磁体。 （3）磁力线：为了描述磁场的大小、方向和分布情况，可以在磁场范围内画出许多假想的连续曲线，来描述磁场分布情况，称为磁力线。 第一节 磁粉检测的基本原理 （4）磁化曲线：表征铁磁性材料磁特性的曲线，是外加磁场强度H与磁感应强度B之间变化关系的曲线。 磁滞现象：磁感应强度的变化滞后于磁场强度的变化 磁滞回线：描述磁滞现象的闭合磁化曲线。 （5）矫顽力 当外加磁场强度H减小到零时，仍然保留在材料中的磁性称为剩余磁感应强度，简称剩磁。 矫顽力：为了使剩磁减小到零，必须施加一个反向的磁场强度，所施加的反向磁场强度。 软磁性材料：矫顽力小。（容易被磁化，退磁容易） 硬磁性材料：矫顽力大。 （不易被磁化，退磁也不容易） 2．材料的磁特性与材料的合金化、冷加工及热处理状态的关系。（P83） 二、退磁场与漏磁场 1．退磁场 外加磁场 + + + + + - - - - - 退磁场 工件 退磁场的影响：退磁场使工件上的有效磁场减小，也使磁感应强度减小，直接影响工件的磁化效果。 有效磁场 影响退磁场的因素： （1）与外加磁场强度有关。 （2）与工件的长径比有关。长径比越大，退磁场越小。 （3）退磁因子N与工件的几何形状有关。（见P84） （4）钢管比钢棒产生的退磁场小。 （5）交流电比直流电产生的退磁场小。 2．漏磁场 漏磁场：被磁化物体内部的磁力线在缺陷或磁路截面发生突变的部位离开或进入物体表面所形成的磁场。 3．磁粉检测的基本原理 铁磁性材料被磁化后，由于工件上存在不连续性，则工件表面和近表面的磁力线会发生局部畸变而产生漏磁场，吸附施加在表面的磁粉，在合适的光照条件下会形成可见的磁痕，从而显示出不连续性的大小、位置、形状和严重程度等。 三、影响漏磁场强度的主要因素 1．外加磁场强度 2．缺陷的位置与形状 ①随着缺陷埋藏深度的增加，其漏磁场的强度将迅速衰减至近似为零。 ②缺陷切割磁力线的角度越接近正交（90度），其漏磁场强度越大。 ③在同样条件下，表面缺陷的漏磁场随着缺陷深度与宽度之比的增加而增加。 3．被检表面的覆盖层 4．材料状态 （1）晶粒大小 晶粒越小，磁导率越小，矫顽