36D柴油機(jī)汽缸蓋的磁粉探傷

無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院□畢業(yè)論文PAGE2PAGE361前言PAGE136D柴油機(jī)汽缸蓋的磁粉探傷摘要:本文闡明了36D柴油機(jī)汽缸蓋的分析，具體包括結(jié)構(gòu)分析、技術(shù)分析、材料分析及缺陷；還介紹了磁粉探傷的原理、方法、工藝及36D柴油機(jī)汽缸蓋磁粉探傷的方法等。關(guān)鍵詞：汽缸蓋；缺陷；磁粉探傷1柴油機(jī)汽缸蓋的分析1.1柴油機(jī)汽缸蓋的功用分析汽缸蓋是柴油機(jī)的一種緊固件，也是柴油機(jī)燃燒室的組成部分。車(chē)用柴油機(jī)各種型式的汽缸蓋的共同特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，孔道較多，壁厚不均。它不僅受到高溫高壓氣體的強(qiáng)烈作用，而且周期性地承受較高的機(jī)械負(fù)荷與熱負(fù)荷，也受到因冷卻水造成的局部冷熱不均影響，同時(shí)還由于螺栓預(yù)緊力使汽缸蓋承受著壓應(yīng)力，并與燃?xì)鈮毫餐饔檬蛊咨w受到彎曲作用，此外，還在截面變化處容易產(chǎn)生應(yīng)力集中等，正是由于汽缸蓋如此惡劣的工作條件，致使汽缸蓋很容易失效損壞。通常失效損壞形式為：其底面和冷卻水腔產(chǎn)生裂紋，這是柴油機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)的損壞現(xiàn)象，還有汽閥底面容易磨損，冷卻水被腐蝕等。圖1是36D柴油機(jī)汽缸蓋示意圖。圖136D柴油機(jī)汽缸蓋示意圖1.2柴油機(jī)汽缸蓋的作用缸蓋在內(nèi)燃機(jī)內(nèi)屬于配氣機(jī)構(gòu),主要是用來(lái)封閉汽缸上部,構(gòu)成燃燒室。并作為凸輪軸和搖臂軸，還有進(jìn)排氣管的支撐。主要是把空氣吸到汽缸內(nèi)部,火花塞把可燃混合氣體點(diǎn)燃,帶動(dòng)活塞做功,廢氣從排氣管排出。2柴油機(jī)汽缸蓋結(jié)構(gòu)的分析缸蓋作為發(fā)動(dòng)機(jī)中最復(fù)雜、最具代表性的零件之一。所謂發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋，就是安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體上部的機(jī)構(gòu)，它與活塞一起形成燃燒室，即汽油與空氣混合形成的混合物燃燒的地方。汽缸蓋上有用于冷卻燃燒室及周?chē)鷧^(qū)域的水套、進(jìn)排氣道、進(jìn)氣歧管、排氣歧管、潤(rùn)滑油道和火花塞的安裝孔。根據(jù)燃燒室的形狀、凸輪軸位置和氣門(mén)機(jī)構(gòu)等因素的變化，缸蓋結(jié)構(gòu)也有所變化。由于目前多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)都采用了頂置凸輪軸的布局，所以對(duì)于很多不了解汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的人，也可以通過(guò)觀察發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的寬度來(lái)區(qū)分。另外，過(guò)去的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋多采用鑄鐵材質(zhì)，但由于鋁具有更高的熱傳導(dǎo)性，同時(shí)可以減輕發(fā)動(dòng)機(jī)的重量，因此現(xiàn)在許多發(fā)動(dòng)機(jī)的缸蓋已經(jīng)采用鑄鋁制造。3柴油機(jī)汽缸蓋的技術(shù)分析由于缸蓋的加工質(zhì)量將會(huì)影響機(jī)器或部件的精度、性能和壽命，所以缸蓋零件的加工精度對(duì)機(jī)器加工精度比較重要。在缸蓋零件各加工表面中，通常平面的加工精度比較容易保證，而精度要求較高的支撐孔的加工精度以及孔與孔之間、孔與平面之間的相互位置精度則較難保證。3.1主要平面的形狀精度和表面粗糙度缸蓋的主要平面是裝配基準(zhǔn)，并且往往是加工時(shí)的定位基準(zhǔn)，所以，應(yīng)該有較高的平面度和較小的粗糙度值，否則，直接影響缸蓋加工時(shí)的定位精度，影響缸蓋與機(jī)座總裝時(shí)的接觸剛度和相互位置精度。一般缸蓋的主要平面的平面度在0.1～0.03mm，表面粗糙度Ra2.5～0.63μm，各主要平面對(duì)裝配基準(zhǔn)面垂直度為0.1。3.2孔的尺寸精度、幾何形狀精度和表面粗糙度一般缸蓋孔的尺寸精度為IT6，圓度、圓柱度公差不超過(guò)孔徑公差的一半，表面粗糙度值為Ra0.63～0.32μm。其余尺寸精度為IT7～I(xiàn)T6,表面粗糙度為Ra2.5～0.63μm。3.3主要孔和平面的相互位置精度各孔之間的孔距公差為0.12～0.05mm，平行度公差應(yīng)小于孔距公差，一般在全長(zhǎng)取0.1～0.04mm。同一軸線上主要平面間及主要平面之間垂直度公差為0.1～0.04mm。4柴油機(jī)汽缸蓋的材料分析4.1選材的一般原則4.1.1材料的力學(xué)性能在設(shè)計(jì)零件并進(jìn)行選材時(shí)，應(yīng)根據(jù)零件的工作條件和損壞形式找出所選材料的主要力學(xué)性能指標(biāo)，這是零件經(jīng)久耐用的先決條件。4.1.2材料的工藝性能金屬材料的基本加工方法有鑄造、鍛壓、沖壓、焊接、切削加工和熱處理等。各種加工工藝均有其工藝性能要求。材料的工藝性能的好壞對(duì)零件加工生產(chǎn)有直接的影響。4.1.3材料的經(jīng)濟(jì)性能在滿足使用性能的前提下，選用零件還應(yīng)注意降低零件的總成本。一般來(lái)說(shuō)，應(yīng)優(yōu)先選用價(jià)格低廉的材料。如盡可能選用碳素鋼和灰鑄鐵，在難以滿足要求時(shí)再選用合金鋼、球墨鑄鐵、鑄鋼或其它材料。4.2零件材料的選擇由于零件的工作狀態(tài)，工作條件的要求，因此零件的材料必須具有綜合力學(xué)性能，耐高溫、抗氧化性和組織穩(wěn)定性等。根據(jù)查閱有關(guān)資料，缸蓋材料通常選用鑄鐵。4.2.1灰鑄鐵灰鑄鐵的顯微鏡組織由金屬基體（鐵素體和珠光體）和片狀石墨所組成，相當(dāng)于在純鐵或鋼的基體上嵌入了大量的石墨片。因此其中的碳主要以游離石墨形式存在，并成片狀，斷口為灰色。由于片狀石墨的存在破壞了基體的連續(xù)性，石墨尖端容易造成應(yīng)力集中，所以灰鑄鐵的抗拉強(qiáng)度低，塑性和韌性差，屬于脆性材料，不能鍛造和沖壓，并且焊接性能材料很差，不過(guò)其抗壓強(qiáng)度受石墨的影響較小，抗拉強(qiáng)度大。但是灰鑄鐵鑄造性能和切削性能優(yōu)良。石墨的存在使其有如下優(yōu)越性能：優(yōu)良的減震性，耐磨性好，缺口敏感性小。（1）鐵的化學(xué)成分包括C、Si、Mn、P、S以及一些其他合金元素，各成分所占比重見(jiàn)表1（以HT250為例）。表1灰鑄鐵HT250的主要化學(xué)成分及所占比重（%）csiMnps3.0～3.31.4～1.70.8～1.0＜0.15≤0.12（2）對(duì)灰鑄鐵性能都有著重要的影響，詳見(jiàn)《力學(xué)加工工藝手冊(cè)》。鑄鐵的牌號(hào)有HT100、HT150、HT200、HT250、HT300、HT350等6種，牌號(hào)右邊的數(shù)字表示該牌號(hào)灰鑄鐵的抗拉強(qiáng)度最低值。鐵的力學(xué)性能與鑄件壁厚有關(guān)，同一牌號(hào)的灰鑄鐵因鑄件壁厚不同具有不同的抗拉強(qiáng)度。各種牌號(hào)不同壁厚的灰鑄鐵性能達(dá)到強(qiáng)度參考值見(jiàn)《力學(xué)加工工藝手冊(cè)》。力學(xué)性能見(jiàn)表2（以HT250為例）。表2灰鑄鐵HT250的各種力學(xué)性能牌號(hào)抗拉強(qiáng)度（Mpa抗切強(qiáng)度（MPa）彈性模量E(MPa)疲勞極限（MPa）硬度（HB）HT250785～98127710～812798～127143～2694.2.2耐磨灰鑄鐵在灰鑄鐵中由于加入少量合金元素，可不同程度地減少鐵素體的數(shù)量，同時(shí)珠光體也相應(yīng)的細(xì)化。由于上述組織的特點(diǎn)，顯著地提高了鑄鐵的強(qiáng)度和硬度，具有很好地保持連續(xù)油墨的能力，即保持良好的潤(rùn)滑性，能抵抗咬合或擦傷，在工作溫度中能保持較高的力學(xué)性能，如機(jī)床導(dǎo)軌、汽缸套、油塞環(huán)、凸輪軸等。耐磨灰鑄鐵的切削加工性能都較好，但是刀具磨損比一般灰鑄鐵高。含磷較高時(shí)，刨削應(yīng)注意邊緣處產(chǎn)生崩裂現(xiàn)象。磨削時(shí)，稍有增加，可采用大孔隙砂輪，磨后表面粗糙度變細(xì)。人工刮磨與攻絲等較困難。4.2.3球墨鑄鐵球墨鑄鐵（簡(jiǎn)稱球鐵）是將接近灰鑄鐵成分（也可包括某些合金元素）的鐵水，經(jīng)鎂、鎂合金或者其它球化劑球化處理后而獲得具有球狀石墨的鑄鐵。由于這種鑄鐵中的石墨呈球狀，所以大大減輕了石墨對(duì)基體的分割作用。球墨鑄鐵具有灰鑄鐵的優(yōu)良性能，又兼有鋼的高強(qiáng)度性能，有比鋼更好的耐磨性、抗氧化性、減震性及小的缺口敏感性。它可以進(jìn)行多種熱處理以提高強(qiáng)度。4.2.4可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵是將一定成分的白口鑄鐵經(jīng)過(guò)石墨化退火（或脫碳退火）處理的一種鑄鐵，也稱韌鐵或馬鐵。石墨退火時(shí)把共晶滲碳體和二次滲碳體全部分解，而共析滲碳體則不可分解、部分分解或全部分解。因此，按基體組織又可分為鐵素體可鍛鑄鐵和珠光體可鍛鑄鐵?？慑戣T鐵的性能優(yōu)于灰鑄鐵，適用于動(dòng)態(tài)載荷下要求塑性和韌性較高的鑄件，尤其是復(fù)雜薄壁的小件。厚度大的鑄件需要采用復(fù)雜孕育處理?？慑戣T鐵的切削性能好，車(chē)削加工性能優(yōu)于鑄鋼。退火時(shí)產(chǎn)生的表層優(yōu)于組織不均勻，對(duì)可鍛鑄鐵的切削性極為有害?？慑戣T鐵有較好的減震性能優(yōu)于球墨鑄鐵，低于灰鑄鐵，適用于承受振動(dòng)的零件，尤其是黑心可鍛鑄鐵的，它的減震能力約為鑄鋼的3倍，球墨鑄鐵的2倍。4.2.5蠕墨鑄鐵蠕蟲(chóng)狀石墨鑄鐵的石墨形似蠕蟲(chóng)，較短而厚，頭部較圓蠕墨鑄鐵。國(guó)內(nèi)過(guò)去將這種鑄鐵稱為稀土鑄鐵或稀土高強(qiáng)度鑄鐵，現(xiàn)稱蠕墨鑄鐵。宏觀斷口呈暗墨色至淺灰色。蠕墨鑄鐵的力學(xué)性能介于基體組織相同的優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵和球墨鑄鐵之間。對(duì)石墨形態(tài)基體的破壞小，且具有一定的韌性。另一方面，又由于石墨是相互連接的，強(qiáng)度和韌性都不如球墨鑄鐵。蠕墨鑄鐵主要用于：（1）經(jīng)受熱循環(huán)載荷的鑄件，如鋼錠模、玻璃模具、柴油機(jī)汽缸蓋、排氣歧管等。（2）要組織致密、耐壓的鑄件，如齒輪泵體、葉片泵體、換向閥體等。（3）要求強(qiáng)度高、形狀復(fù)雜、斷面尺寸差別大，用球墨鑄鐵、高牌號(hào)合金灰鑄鐵都不易澆成的鑄件。4.2.6特種鑄鐵特種鑄鐵是特殊性能鑄鐵的簡(jiǎn)稱，它是在腐蝕介質(zhì)中，高溫條件下或劇烈摩擦、磨損等場(chǎng)合使用的鑄鐵，與相似條件下使用的合金鋼相比，熔煉簡(jiǎn)便，成本廉價(jià)，有很好的使用性能。特種鑄鐵的缺點(diǎn)是力學(xué)性能比合金鋼低，脆性較大，容易破碎。根據(jù)選材的一般原則以及發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸蓋工作的需要，結(jié)合各種鑄鐵材料的性能特性及應(yīng)用范圍，發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸蓋的材料選為灰鑄鐵HT250。5柴油機(jī)汽缸蓋的常見(jiàn)缺陷（1）氣孔特征：表面光滑，無(wú)一定尺寸，形狀和數(shù)量。氣孔示意圖見(jiàn)圖2。圖2氣孔示意圖（2）縮孔特征：在鑄件最后凝固的地方出現(xiàn)的孔洞?？s孔示意圖見(jiàn)圖3。圖3縮孔示意圖（3）縮松特征：鑄件內(nèi)部存在細(xì)小而分散的孔洞?？s松示意圖見(jiàn)圖4。圖4縮松示意圖（4）夾渣特征：鑄件表面或內(nèi)部存在的非金屬夾雜物。夾渣示意圖見(jiàn)圖5。圖5夾渣示意圖（5）砂眼特征：鑄件表面充滿型砂或芯砂的孔洞。砂眼示意圖見(jiàn)圖6。圖6砂眼示意圖（6）裂紋特征：具有金屬光澤或呈輕微氧化色的連續(xù)直線或曲線。裂紋示意圖見(jiàn)圖7。圖7裂紋示意圖（7）冷隔特征：鑄件上存在穿透或不穿透的縫隙，其邊緣呈圓角。冷隔示意圖見(jiàn)圖8。圖8冷隔示意圖（8）粘砂特征：鑄件表面附有難以清除的砂粒。粘砂示意圖見(jiàn)圖9。圖9粘砂示意圖（9）表面粗糙特征：鑄件表面不光滑，凹凸不平。表面粗糙示意圖見(jiàn)圖10。圖10表面粗糙示意圖（10）披縫、毛刺特征：鑄件表面上存在厚薄不均的金屬突起物。披縫、毛刺示意圖見(jiàn)圖11。圖11披縫、毛刺示意圖（11）脹砂特征：鑄件表面局部脹大，形狀不規(guī)則的瘤狀金屬突起物。脹砂示意圖見(jiàn)圖12。圖12脹砂示意圖（12）澆不足特征：鑄件薄壁部分或棱角部分殘缺不全。澆不足示意圖見(jiàn)圖13。圖13澆不足示意圖（13）損傷特征：鑄件在外力作用下產(chǎn)生的損壞或斷缺。損傷示意圖見(jiàn)圖14。圖14損傷示意圖（14）尺寸偏差特征：鑄件外形與圖樣不符。尺寸偏差示意圖見(jiàn)圖15。圖15尺寸偏差示意圖（15）變形特征：鑄件一端或兩端翹起，中間凸或扭曲，形狀不符合圖樣要求。變形示意圖見(jiàn)圖16。圖16變形示意圖（16）錯(cuò)箱特征：鑄件的一部分與另一部分在分型處相互錯(cuò)開(kāi)。錯(cuò)箱示意圖見(jiàn)圖17。圖17錯(cuò)箱示意圖（17）錯(cuò)芯特征：鑄件內(nèi)腔一面缺肉，另一面多肉，不符合圖樣要求。錯(cuò)芯示意圖見(jiàn)圖18。圖18錯(cuò)芯示意圖

（18）偏芯特征：鑄件內(nèi)腔形狀不變、但壁厚不均勻。偏芯示意圖見(jiàn)圖19。圖19偏芯示意圖（19）抬箱特征：鑄件在分型面部位高度或?qū)挾仍龃?，不符合圖樣要求。抬箱示意圖見(jiàn)圖20。圖20抬箱示意圖6磁粉探傷簡(jiǎn)介磁粉探傷又稱磁粉檢驗(yàn)或磁粉檢測(cè)，MagneticParticleTesting,縮寫(xiě)符號(hào)為MT，屬于無(wú)損檢測(cè)五大常規(guī)方法之一。磁粉探傷是利用材料的磁學(xué)特性檢驗(yàn)工件表面和近表面缺陷的無(wú)損檢測(cè)方法。它具有設(shè)備和工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、檢測(cè)速度快、顯示直觀等優(yōu)點(diǎn)。但此方法不適合于非鐵磁性材料及工件內(nèi)部缺陷的檢測(cè)，對(duì)于缺陷的表面或近距表面深度只能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估計(jì)。7磁粉探傷的基本原理磁粉探傷的基礎(chǔ)是缺陷處漏磁場(chǎng)與磁粉間的相互作用，把一個(gè)鐵磁金屬制成的工件放在磁鐵兩極之間，工件內(nèi)會(huì)因磁力線通過(guò)而被磁化。對(duì)于斷面相同、內(nèi)部組織均勻的工件，磁力線在其內(nèi)部是平行地、均勻地分布的。如工件表面或近表面存在缺陷，此處磁力線發(fā)生變形，逸出工件表面形成漏磁場(chǎng)，如圖21所示是磁粉探傷示意圖。漏磁場(chǎng)帶有磁性，可吸附磁粉形成磁痕，根據(jù)磁痕可分析和評(píng)價(jià)缺陷。圖21磁粉探傷示意圖7.1漏磁場(chǎng)如果在鐵磁工件的表面或近表面存在裂紋、氣孔等，特點(diǎn)是表面開(kāi)口裂紋，經(jīng)磁化后，缺陷處的非磁性空氣的磁導(dǎo)率遠(yuǎn)低于鐵磁材料的相對(duì)磁導(dǎo)率；缺陷處磁阻較大，破壞了材料磁性的連續(xù)性，造成缺陷附近磁力線在材料內(nèi)部的彎曲、壓縮，而材料容納磁力線的數(shù)目有限，多余的部分就會(huì)泄露到缺陷附近的空氣中形成磁場(chǎng)，即為漏磁場(chǎng)。7.2影響漏磁場(chǎng)強(qiáng)度的因素鐵磁材料的缺陷檢測(cè)靈敏度，從根本上來(lái)講取決于由缺陷所形成的漏磁場(chǎng)強(qiáng)度。影響漏磁場(chǎng)強(qiáng)度的因素很多，概括起來(lái)有外加磁場(chǎng)影響、材料的性質(zhì)和狀態(tài)的影響、缺陷的位置和形狀的影響和被檢表面覆蓋層的影響。7.2.1外加磁場(chǎng)影響鐵磁材料磁化時(shí)，所施加的磁場(chǎng)強(qiáng)度H大，材料中產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度B也相應(yīng)地增大，如圖22所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度B’隨零件磁感應(yīng)強(qiáng)度B的增大而增加。當(dāng)B達(dá)到飽和值的80%時(shí)，B’會(huì)急劇上升，使漏磁場(chǎng)更易吸引磁粉，顯露磁痕。圖22漏磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系示意圖7.2.2材料的性質(zhì)和狀態(tài)的影響常溫下鋼鐵材料的磁性質(zhì)與晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)。面心立方晶格材料屬非磁性物質(zhì)，體心立方晶格材料才是鐵磁物質(zhì)。而且缺陷內(nèi)部介質(zhì)的磁導(dǎo)率與零件材料的磁導(dǎo)率相差越大，所形成的漏磁場(chǎng)越大。除此之外，材料的合金化、冷加工及熱處理狀態(tài)都會(huì)影響材料的磁學(xué)特性。7.2.3缺陷的位置和形狀的影響就同一缺陷而言，隨缺陷埋藏深度的增加，其漏磁場(chǎng)強(qiáng)度將迅速衰減至近似于零，即缺陷位于表面時(shí)漏磁通最多。當(dāng)缺陷垂直于工件表面時(shí)，缺陷方向與磁力線垂直，能有效地切割磁力線，形成漏磁場(chǎng)最強(qiáng)。當(dāng)與工件表面平行時(shí)，則幾乎不產(chǎn)生漏磁場(chǎng)。缺陷深度比越大（深度比大于1），漏磁場(chǎng)越強(qiáng)，缺陷越容易被發(fā)現(xiàn)。7.2.4被檢表面覆蓋層的影響被檢表面上有覆蓋層（如涂料等）時(shí)，會(huì)降低缺陷的漏磁場(chǎng)強(qiáng)度。8磁粉探傷的用途在工業(yè)中，磁粉探傷可用作最后的成品檢驗(yàn)，以保證工件在經(jīng)過(guò)各道加工工序（如焊接、金屬熱處理、磨削）后，在表面不產(chǎn)生有害的缺陷。它也能用于半成品和原材料如棒材、鋼坯、鍛件、鑄件等的檢驗(yàn)，以發(fā)現(xiàn)原來(lái)就存在的表面缺陷。鐵道、航空等運(yùn)輸部門(mén)、冶煉、化工、動(dòng)力和各種機(jī)械制造廠等，在設(shè)備定期檢修時(shí)對(duì)重要的鋼制零部件也常采用磁粉探傷，以發(fā)現(xiàn)使用中所產(chǎn)生的疲勞裂紋等缺陷，防止設(shè)備在使用中發(fā)生災(zāi)害性事故。9磁粉探傷的適用范圍（1）適用于檢測(cè)加工的原材料和加工的半成品、成品件及在役與使用過(guò)的工件。（2）適用于檢測(cè)馬氏體不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼材料，但不適用于檢測(cè)奧氏體不銹鋼材料（如1Cr18Ni9）和奧氏體不銹鋼焊條焊接的焊縫，也不適用于檢測(cè)銅、鋁、鎂、鈦合金等非磁性材料。（3）適用于檢測(cè)工件表面和近表面的裂紋、白點(diǎn)、發(fā)紋、折疊、疏松、冷隔、氣孔和夾雜等缺陷，但不適用于檢測(cè)工件表面淺而寬的劃傷、針孔狀缺陷、埋藏較深的內(nèi)部缺陷和延伸方向與磁力線方向夾角小于20°的缺陷。（4）磁粉探傷適用于檢測(cè)鐵磁性材料工件表面和近表面尺寸很小，間隙狹窄（如可檢測(cè)出長(zhǎng)為0.1mm、寬為微米級(jí)）的裂紋和目視難以看出的缺陷。（5）適用于檢測(cè)鋼管、棒材、板材、型材和鍛鋼件、鑄鋼件及焊接件。10磁粉探傷的優(yōu)缺點(diǎn)10.1磁粉探傷的優(yōu)點(diǎn)（1）可檢出鐵磁性材料表面和近表面缺陷；（2）能直觀地顯示缺陷的位置、形狀大小和嚴(yán)重程度；（3）具有很高的檢出靈敏度，可檢測(cè)微米級(jí)寬度的缺陷；放大作用、對(duì)比度；（4）單個(gè)工件檢測(cè)速度快，工藝簡(jiǎn)單；（5）采用合適的磁化方法，幾乎可以檢測(cè)工件表面各部位、各方向上的缺陷；基本不受工件大小、幾何形狀的限制；（6）重復(fù)性好；（7）成本低廉；（8）污染少。10.2磁粉探傷的缺點(diǎn)（1）只使用于鐵磁性材料，不適用于非鐵磁性材料。只有鐵、鈷、鎳才是鐵磁性材料。不適用于奧氏體不銹鋼、奧氏體不銹鋼焊條焊接的焊縫、銅、鋁、鎂、鈦；（2）只能檢測(cè)表面、近表面缺陷；（3）檢測(cè)靈敏度與檢測(cè)方法、磁化方法有很大關(guān)系。垂直于磁力線的缺陷檢出靈敏度最高，與磁化方向夾角小于20°的缺陷很難檢出；（4）受幾何形狀的影響，易產(chǎn)生非相關(guān)顯示；（5）若工件表面有覆蓋層，將對(duì)檢測(cè)產(chǎn)生不良影響；（6）通電法、觸頭法磁化，易產(chǎn)生電弧，燒傷工件。具有較大剩磁的工件需進(jìn)行退磁處理。11磁化方法與退磁11.1磁化方法磁粉探傷中，通過(guò)磁場(chǎng)使工件帶有磁性的方法稱為工件的磁化方法。對(duì)工件中存在的不同缺陷取向，需采用不同的磁化方式，以使缺陷漏磁場(chǎng)最強(qiáng)，缺陷最易檢出。按工件磁化方向不同可將磁化方法分為縱向磁化法、周向磁化法、復(fù)合磁化法、旋轉(zhuǎn)磁化法、平行電纜法、直流磁化法和交流磁化法、軸向通電法或中心導(dǎo)體法和線圈法、觸頭法及磁軛法和交叉磁軛法。11.1.1縱向磁化法工件磁化后，磁力線在工件中的方向與工件縱向或磁力線圈的軸線平行，這樣的磁化稱為縱向磁化法。此方法只能用來(lái)發(fā)現(xiàn)與工件縱向軸線相垂直的橫向缺陷，常用的方法有線圈法。線圈法在工件上繞線圈，然后給線圈通電使工件磁化。線圈法不會(huì)使工件產(chǎn)生局部過(guò)熱而損傷工件表面，更適合于長(zhǎng)條形的棒材、管材和方鋼以及外形復(fù)雜的曲軸等工件的橫向缺陷檢測(cè)。11.1.2周向磁化法磁化后，在工件中建立起環(huán)繞工件并與工件軸線垂直的閉合磁場(chǎng)，這樣的磁化稱為周向磁化。它用來(lái)發(fā)現(xiàn)與工件軸線平行的縱向缺陷，常用的有直接通電磁法和間接通電磁法兩類。（1）直接通電磁化法該方法是將工件直接通以電流，使工件周?chē)蛢?nèi)部產(chǎn)生周向磁場(chǎng)。適合于檢測(cè)長(zhǎng)條形，如棒材或管材等工件。直接通電磁化法的設(shè)備比較簡(jiǎn)單，方法也簡(jiǎn)便。但由于對(duì)工件直接通以大電流，所以容易在電極處產(chǎn)生大量的熱量使工件局部過(guò)熱，導(dǎo)致工件材料的內(nèi)部組織發(fā)生變化，影響材料性能，在過(guò)熱的部位會(huì)把工件表面燒傷。（2）間接通電磁化法間接通電磁化就是工件利用探傷器等使自身產(chǎn)生磁場(chǎng)來(lái)完成的，這樣可以避免直接通電磁化法產(chǎn)生的弊端。同時(shí)它可以通過(guò)改變線圈的匝數(shù)或磁化電流的大小來(lái)調(diào)整磁化磁場(chǎng)強(qiáng)度，所以應(yīng)用比較廣泛。11.1.3復(fù)合磁化法復(fù)合磁化為同時(shí)在被檢工件上施加兩個(gè)或兩個(gè)以上方向的磁場(chǎng),其中一個(gè)必然是交流磁場(chǎng),合成磁場(chǎng)的方向在被檢區(qū)域內(nèi)隨著時(shí)間變化,一次磁化就能檢出各種取向的缺陷。其主要優(yōu)點(diǎn)是靈敏可靠,檢測(cè)效率高。在管板焊縫的檢測(cè)中應(yīng)用效率高。手提式復(fù)合磁化磁粉探傷儀于集箱管子接頭角焊縫等的檢測(cè),提高了可靠性,效率更是提高10倍以上。11.1.4旋轉(zhuǎn)磁化法它是復(fù)合磁化法的一種延伸。將繞有激磁線圈的“N”型磁鐵交叉放置，如圖23所示，各通以不同相位的交流電，形成的復(fù)合磁場(chǎng)沿圓形軌跡隨時(shí)間變化而改變，且磁場(chǎng)強(qiáng)度保持不變，此法稱為旋轉(zhuǎn)磁化法。它能夠通過(guò)一次磁化發(fā)現(xiàn)沿任意方向分布的缺陷。圖23旋轉(zhuǎn)磁化法磁鐵的放置示意圖11.1.5平行電纜法平行電纜法可用于較長(zhǎng)尺寸的角焊縫等的檢測(cè),其優(yōu)點(diǎn)是可用交流弧焊機(jī)替代專門(mén)的磁粉探傷電源進(jìn)行檢測(cè)。但其磁化規(guī)范不能準(zhǔn)確控制，只能采用靈敏度試片來(lái)確定。11.1.6直流磁化法和交流磁化法由于集膚效應(yīng)、焊縫表面磁場(chǎng)強(qiáng)度和分布規(guī)律、磁粉的振動(dòng)有利于其遷移以及退磁等原因,交流磁化和整流磁化對(duì)表面缺陷的檢測(cè)效果通常優(yōu)于直流磁化和永久磁鐵(磁軛)磁化,其應(yīng)用范圍更廣泛。如充電式電瓶的直流磁軛探傷儀,雖然提升指標(biāo)遠(yuǎn)大于188N,但針對(duì)表面缺陷的檢測(cè),其效果仍遠(yuǎn)差于交磁軛探傷儀。11.1.7軸向通電法或中心導(dǎo)體法和線圈法對(duì)于制造螺栓螺母的棒材、抽樣檢驗(yàn)鋼棒和鋼管原材料缺陷狀況的塔形試驗(yàn)件、無(wú)縫鋼管和螺栓等軸類零件、法蘭、凸圓及圓筒等,常用固定式或移動(dòng)式設(shè)備進(jìn)行軸向通電法或中心導(dǎo)體法進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的管狀工件,也常用電焊機(jī)電纜纏繞工件的繞電纜法或進(jìn)行縱向磁化,用直接通電法或中心導(dǎo)體法進(jìn)行周向磁化。軸向通電法或中心導(dǎo)體法的磁化規(guī)范可由JB4730標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算確定。11.1.8觸頭法觸頭法作為周向磁化方法,也適用于大型工件的局部檢測(cè),包括坡口、焊縫層間、電弧氣刨面、鑄件材料及無(wú)法在固定式設(shè)備上進(jìn)行探傷的大型結(jié)構(gòu)和工件等的檢測(cè)。觸頭法通常使用便攜式或移動(dòng)式探傷設(shè)備,其特點(diǎn)是電極間距及磁化規(guī)范可調(diào),但也須在同一部位至少作兩次相互垂直的獨(dú)立檢測(cè),效率不高，且易造成漏檢。由于存在電流的導(dǎo)入,可能產(chǎn)生過(guò)熱、起弧或燒傷工件,對(duì)于熱處理后的焊縫及有淬硬傾向材料制造的壓力容器等需限制使用。當(dāng)觸頭法用于坡口和焊縫層間檢測(cè)時(shí),應(yīng)在操作時(shí)注意保持觸頭與工件表面的良好接觸后再通電磁化,并在關(guān)閉電源后再拿開(kāi)觸頭,以免燒傷工件。有些材料或特殊用途的容器禁止使用銅觸頭。觸頭法磁軛的磁化規(guī)范可根據(jù)靈敏度試片來(lái)確定。其磁極間距應(yīng)控制在75～200mm。磁化電流的選取應(yīng)保證在一定范圍內(nèi)靈敏度達(dá)到要求,工件厚度<20mm時(shí)為3～4倍間距的范圍工件厚度≥20mm時(shí)為4～5倍間距的范圍。11.1.9磁軛法和交叉磁軛法在壓力容器制造和檢驗(yàn)中,一般采用便攜式磁軛探傷儀,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、使用方便。磁軛法采用單關(guān)節(jié)和多關(guān)節(jié)磁軛縱向磁化工件,適用于大型工件的局部檢測(cè),如對(duì)接焊縫、角焊縫、筒體鋼板母材及坡口等的檢測(cè)。其特點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便,但由于須在同一部位至少作兩次相互垂直的獨(dú)立檢測(cè),故效率低,且易造成漏檢。交叉磁軛法采用旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)磁化工件,適用于對(duì)接焊縫、母材、坡口及大口徑筒體封頭等局部檢測(cè)。JB4730標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定條件允許時(shí)可使用該方法。由于采用交叉磁軛能獲得旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),靈敏可靠且探傷效率高,故在低碳鋼和低合金鋼焊縫的制造和在用檢驗(yàn)中得到了廣泛應(yīng)用。采用旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)磁化工件常用完全連續(xù)磁化法。其磁軛的行走速率一般應(yīng)為2～3m/min；磁極端面與工件表面的間隙越小越好,一般≧1.5mm;檢驗(yàn)部位的方向一般限于向下和斜向下；磁懸液噴灑應(yīng)使磁粉有足夠時(shí)間聚集,并避免沖刷已形成的磁痕；觀察磁痕應(yīng)及時(shí)進(jìn)行。JB4730標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定磁軛法的磁化規(guī)范可根據(jù)靈敏度試片或提升力來(lái)確定。對(duì)于磁軛,當(dāng)電磁軛極間距為200mm時(shí),交流電磁軛至少應(yīng)有44N的提升力,直流電磁軛至少應(yīng)有177N的提升力,其磁極間距應(yīng)控制在50～200mm,但其有效磁化區(qū)域規(guī)定為兩極連線兩側(cè)±50mm區(qū)域,兩次檢測(cè)時(shí)應(yīng)重疊15mm；對(duì)于交叉磁軛,其提升力要求≦88N。（1）交叉磁軛的正確使用方法是：1）交叉磁軛磁化檢驗(yàn)只適用于連續(xù)法。必須采用連續(xù)移動(dòng)方式進(jìn)行工件磁化，且邊移動(dòng)交叉磁軛進(jìn)行磁化，邊施加磁懸液。最好不采用步進(jìn)式的方法移動(dòng)交叉磁軛；2）為了確保靈敏度不會(huì)造成漏檢，磁軛的移動(dòng)速度不能過(guò)快，規(guī)定的4m/min的移動(dòng)速度，可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)試片磁痕顯示來(lái)確定。當(dāng)交叉磁軛移動(dòng)速度過(guò)快時(shí)，對(duì)表面裂紋的檢出影響不是很大，但是，對(duì)近表面裂紋，埋藏深度只有零點(diǎn)幾毫米，也難以形成缺陷磁痕；3）磁懸液的噴灑至關(guān)重要，必須在有效磁化場(chǎng)范圍內(nèi)始終保持潤(rùn)濕狀態(tài)，尤其對(duì)有埋藏深度的裂紋，由于磁懸液的噴灑不當(dāng)，會(huì)使已經(jīng)形成的磁痕缺陷被磁懸液沖刷掉，造成缺陷漏檢；4）磁痕的觀察必須在交叉磁軛通過(guò)后立即進(jìn)行，避免已形成的缺陷磁痕遭到破壞。交叉磁軛的外側(cè)也存在有效磁化場(chǎng)可以用來(lái)磁化工件，內(nèi)側(cè)也存在有效磁化場(chǎng)；5）交叉磁軛的外側(cè)也存在有效磁化場(chǎng)，可以用來(lái)磁化工件，但必須通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)試片來(lái)確定有效磁化區(qū)域的范圍；6）交叉磁軛磁極必須與工件接觸好，特別是磁極不能懸空，最大間隙不應(yīng)超過(guò)交叉磁軛磁極必須與工件接觸好，特別是磁極不能懸空1.5mm，否則會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)失效。（2）交叉磁軛磁化的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)及適用范圍1）交叉磁軛磁化的優(yōu)點(diǎn)：一次磁化可檢測(cè)出工件表面任何方向的缺陷，而且檢測(cè)靈敏度和效率都高；2）交叉磁軛磁化的缺點(diǎn)：不適用于剩磁法磁粉探傷，操作要求嚴(yán)格。不適用于剩磁法磁粉探傷，操作要求嚴(yán)格；3）交叉磁軛磁化的適用于：鍋爐壓力容器的平板對(duì)接焊縫的磁粉探傷。

11.2退磁經(jīng)磁化的工件，當(dāng)外磁場(chǎng)去除時(shí)，鐵磁材料仍有剩磁存在。剩磁場(chǎng)會(huì)粘附鐵屑，加速零件磨損，還會(huì)影響高靈敏度儀表的準(zhǔn)確性及以后的磁粉探傷，因此，帶有剩磁的工件如不再進(jìn)行熱處理必須要退磁。所謂退磁就是將被檢工件放入等于或大于磁化工件的磁場(chǎng)中，然后不斷改變磁場(chǎng)方向，同時(shí)逐漸減少磁場(chǎng)強(qiáng)度，至零為止。退磁方法主要有交流退磁法和直流退磁法，即利用退磁磁帶回線，經(jīng)多次重復(fù)將剩磁減至最小。由于直流磁化比交流磁化穿透較深，故直流磁化比交流退磁效果更好，但因直流退磁速度太慢，生產(chǎn)中常用交流退磁。12磁粉探傷設(shè)備與器材12.1磁粉探傷設(shè)備簡(jiǎn)介磁粉探傷設(shè)備由磁粉探傷機(jī)、測(cè)磁儀器及質(zhì)量控制儀器等組成，其主要設(shè)備是磁粉探傷機(jī)，磁粉探傷設(shè)備的選擇應(yīng)根據(jù)實(shí)際工件大小、工件缺陷深淺程度、分布方向以及直、交流點(diǎn)對(duì)缺陷位置靈敏度等因素綜合考慮。常用的有便攜式磁粉探傷機(jī)、移動(dòng)式磁粉探傷機(jī)、固定式磁粉探傷機(jī)和磁軛式旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)探傷機(jī)。12.1.1便攜式磁粉探傷機(jī)便攜式磁粉探傷機(jī)具有體積小，重量輕、易于搬動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。適合于高空、野外等現(xiàn)場(chǎng)的磁粉探傷及鍋爐、壓力空器焊縫的局部探傷。它有磁軛式和磁錐式兩種：（1）磁軛式磁粉探傷機(jī)：磁軛式磁粉探傷機(jī)可分為永久磁軛和電磁軛兩種。1）永久磁軛永久磁軛是采用軟磁材料（純鐵）制作的∏形結(jié)構(gòu)。在磁軛本體的中間鑲鉗永久磁鐵，并有磁路控制開(kāi)關(guān)。因其不需要電源，更適合遠(yuǎn)離電源的場(chǎng)所使用。2）電磁軛電磁軛是在用硅鋼片制作的鐵心上繞制勵(lì)磁線圈，當(dāng)線圈中有交流或直流電通過(guò)時(shí)，則在鐵心內(nèi)產(chǎn)生縱向磁場(chǎng)，從而對(duì)工件進(jìn)行磁化。一般的電磁軛手柄都裝有控制開(kāi)關(guān)。（2）磁錐式磁粉探傷機(jī):磁錐式磁粉探傷機(jī)可在工件上任意選擇磁化方向，從而檢驗(yàn)各個(gè)方向的缺陷，但一次磁化只能檢驗(yàn)一個(gè)方向的缺陷。這種儀器比較小，便于現(xiàn)場(chǎng)使用。12.1.2移動(dòng)式磁粉探傷機(jī)移動(dòng)式磁粉探機(jī)一般都置于小車(chē)上，移動(dòng)比較方便。適合小型工件和不易搬動(dòng)的大型工件如天然氣罐、高壓容器等的探傷。移動(dòng)式磁粉探傷機(jī)有交流、直流、交直流兩用磁粉探傷儀，直流供電電源為可充電池，適用于野外無(wú)電源現(xiàn)場(chǎng)操作以及高壓不能進(jìn)入的容器、橋梁、管道等現(xiàn)場(chǎng)操作，一次充電連續(xù)工作可達(dá)6小時(shí)以上。交流供電電源采用交流220V電源直接輸入，無(wú)需其它儀器配套，因而該儀器得到廣泛使用。維護(hù)及注意事項(xiàng)：充電器充電時(shí)指示燈為紅色，電池充滿時(shí)由紅色變?yōu)榫G燈。每次充電時(shí)間不超過(guò)15小時(shí)，充電完畢后應(yīng)將充電器插頭拔下；（2）蓄電池欠壓時(shí)，盡快對(duì)其進(jìn)行充電，以保護(hù)蓄電池有良好的蓄電性能；（3）儀器長(zhǎng)時(shí)間不用時(shí)，應(yīng)隔2～3個(gè)月對(duì)蓄電池進(jìn)行充電一次，以免影響蓄電池使用壽命及連續(xù)工作時(shí)間；（4）探頭工作時(shí)，每次通電時(shí)間一般為2～3秒，最長(zhǎng)不超過(guò)5秒，間隔時(shí)間3～5秒；（5）磁懸液使用水劑時(shí)，應(yīng)加入適量防銹劑；（6）探頭使用前，活動(dòng)關(guān)節(jié)處加入適量潤(rùn)滑劑，使用完應(yīng)將探頭及活動(dòng)關(guān)節(jié)上的水油磁粉等擦凈，并涂上防銹油；（7）采用交流探傷時(shí)，插入電源必須符合儀器注明電源，并有良好的接地；（8）使用時(shí)，探頭的移動(dòng)應(yīng)在松開(kāi)探頭開(kāi)關(guān)下進(jìn)行，以免開(kāi)路工作而造成儀器發(fā)熱。12.1.3固定式磁粉探傷機(jī)固定式磁粉探傷機(jī)是一種大型的磁粉探傷設(shè)備，一般安裝在固定場(chǎng)合。它適合場(chǎng)地相對(duì)固定，中小型工件及需要較大磁化電流的可移動(dòng)工件的檢驗(yàn)。固定式磁粉探傷機(jī)的體積和重量大，額定周向磁化電流一般從1000～10000A。能進(jìn)行通電法、中心導(dǎo)體法、感應(yīng)電流法、線圈法、磁軌法整體磁化或復(fù)合磁化等，帶有照明裝置，退磁裝置和磁懸液攪拌、噴灑裝置，有夾持工件的磁化夾頭和放至工件的工作臺(tái)及格柵，適用于對(duì)中小工件的探傷。還常常備有觸頭和電纜。以便搬上工作臺(tái)有困難大型工件進(jìn)行探傷。12.1.4磁軛式旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)探傷機(jī)磁軛式旋轉(zhuǎn)場(chǎng)磁場(chǎng)探傷機(jī)由電源箱及磁軛兩部分組成，體積小，重量輕。其應(yīng)用除同便攜式磁粉探傷機(jī)外，還可以檢驗(yàn)缺陷分布為任意方向的工件。12.2磁粉探傷的材料12.2.1磁粉的種類（1）磁粉是指用化學(xué)或物理方法制成的鐵磁性金屬粉末狀微粒，是形成磁痕的材料，其質(zhì)量直接影響檢測(cè)靈敏度。磁粉按顯示方式不同可分為：1）非熒光磁粉：非熒光磁粉可分為黑磁粉、紅磁粉和白磁粉。黑磁粉是一種黑色的Fe3O4粉末。黑磁粉在淺色工件表面上形成的磁痕清晰，在磁粉探傷中的應(yīng)用最廣。紅磁粉是一種鐵紅色的Fe2O3粉末，具有較高的磁導(dǎo)率。紅磁粉在對(duì)黑色金屬及工件表面顏色呈褐色的狀況下進(jìn)行探傷時(shí)，具有較高的反差。白磁粉是由黑磁粉Fe3O4與鋁或氧化鎂合成而制成的一種表面呈銀白色或白色的粉末。白磁粉適用于黑色表面工件的磁粉探傷，具有反差大、顯示效果好的特點(diǎn)。2）熒光磁粉熒光磁粉是把熒光物質(zhì)、磁粉和明膠按一定比例配成的膠體混合物，用機(jī)械方法復(fù)合制成。這種磁粉用紫外線照射能產(chǎn)生呈黃綠色，色澤鮮艷，缺陷顯示清晰，易于觀察，特別適合對(duì)光亮或暗色表面零件的觀察，所以適合于檢驗(yàn)各種工件的表面探傷，尤其適合深色表面的工件，具有較高的靈敏度。（2）磁懸液將磁粉混合在液體介質(zhì)中形成磁粉的懸浮液，簡(jiǎn)稱磁懸液。用來(lái)懸浮磁粉的液體叫分散劑或稱載液。在磁懸液中，磁粉和載液是按一定比例混合而成的。根據(jù)采用的磁粉和載液的不同，可將磁懸液分為油磁懸液、水磁懸液和熒光磁懸液等。1）磁懸液的濃度磁懸液的濃度對(duì)顯示缺陷好壞有很大影響,濃度不同,其檢驗(yàn)的靈敏度也不相同。濃度太低,小缺陷會(huì)漏檢。濃度太高,會(huì)使襯底變壞,而且會(huì)在工件的磁極上粘附過(guò)量的磁粉,干擾缺陷的顯示。一般采用的磁懸液濃度為:非熒光磁粉1～2.5克/升熒光磁粉1～2克/升復(fù)合熒光磁粉5～8克/升磁懸液的配制油磁懸液:配制非熒光磁粉的磁懸液時(shí)最好采用無(wú)味煤油,配制熒光磁粉的磁懸液時(shí),應(yīng)采用無(wú)味煤油。配制方法:先取少量油與磁粉混合,攪拌成均勻的糊狀,再加入其余的油。①水磁懸液:有下述配方:100#濃乳10克三乙醇胺5克亞硝酸鈉5克消泡劑0.5～1克水１升磁粉10-25克將100#濃乳加入到一升50℃的溫水中,攪拌至完全溶解,再加入亞硝酸鈉、三乙醇胺和消泡濟(jì),加入每一種成份后都要攪拌均勻。配制磁懸液時(shí),先取少量分散劑與磁粉混合,使磁粉全部潤(rùn)濕,然后加入其余的分散劑。SP-1清洗劑15毫升亞硝酸鈉15克水1升磁粉10～25克配方中SP-1清洗劑起潤(rùn)濕作用,三乙醇胺起防銹作用,如果攪拌后泡沫太多,可加入適量的消泡劑。②熒光磁粉磁懸液:配制油磁懸液時(shí),必須用無(wú)味煤油,而不能用其它本身發(fā)熒光的油,配制方法同上。配制水基磁懸液時(shí),對(duì)于YC-2型熒光磁粉可使用YF磁粉分散劑。也可采用下述配方:乳化劑(JFC)5克亞硝酸鈉15克消泡劑(28#)0.5～1克熒光磁粉1～2克水1升配制時(shí),將乳化劑與消泡劑攪拌均勻,并按比例加足水,成為水分散劑,用少量水分散劑與磁粉和勻,再加入余量的分散劑,然后加亞硝酸鈉。③復(fù)合熒光磁粉配制磁懸液：現(xiàn)在國(guó)內(nèi)有復(fù)合熒光磁粉銷售，直接用自來(lái)水配制即可，使用十分方便。使用復(fù)合熒光磁粉其配比要高于普通熒光磁粉，通常為5～8克/升。（3）靈敏度試片磁粉靈敏度試片是用來(lái)評(píng)價(jià)磁粉探傷系統(tǒng)的綜合性能及檢測(cè)靈敏度的輔助工具。1）常用的靈敏度試片在磁粉探傷中常用的靈敏度試片有A型、C型和D型等，其中A型試片最常用，C型和D型用于特殊場(chǎng)合如非常小的工件或工件的細(xì)微處。A型試片中間有十字型刻槽，十字型刻槽外面有圓型刻槽在按厚度分有100微米和50微米兩種，按靈敏度高低又各分為三種：15/10030/10060/1007.5/5015/5030/50其中分子為刻槽深度，分母為試片厚度，單位為微米。從左至右靈敏度從高到低遞減。比值相同的靈敏度也相同。如30/100和15/50的靈敏度是相同的。常用的是30/100和15/50。2）靈敏度試片的用處：確定和檢驗(yàn)磁化規(guī)范，檢驗(yàn)磁懸液濃度和靈敏度；3）靈敏度試片的使用：將試片有刻槽的一面朝工件表面，使之緊貼工件表面，施以磁懸液，然后對(duì)工件磁化，這時(shí)刻槽應(yīng)有顯示。對(duì)于軸類零件，單獨(dú)進(jìn)行周向磁化時(shí)，十字刻槽上與軸中心線平行的橫線及圓形刻槽上相應(yīng)的圓弧應(yīng)顯示；單獨(dú)進(jìn)行縱向磁化時(shí)，十字刻槽上與軸中心線垂直的豎線及圓形刻槽上相應(yīng)的圓弧應(yīng)顯示；在復(fù)合磁化時(shí)，則十字和圓形刻槽應(yīng)全部顯示。4）靈敏度試片使用注意事項(xiàng)①靈敏度試片只能貼在平整的表面如光滑的平面和圓柱面等，不能貼在不平整的表面如螺紋表面；②靈敏度試片應(yīng)緊貼于工件表面，中間不應(yīng)有間隙。如貼在圓柱表面時(shí)，可將試片適當(dāng)彎曲，使之與圓柱表面緊貼；③使用靈敏度試片確定和檢驗(yàn)磁化規(guī)范時(shí)，磁懸液應(yīng)合理配制，并充分?jǐn)嚢?。新鮮配制的磁懸液應(yīng)在攪拌30分鐘以后使用，否則影響檢驗(yàn)效果。使用靈敏度試片檢驗(yàn)磁懸液濃度和靈敏度時(shí)，應(yīng)保證磁化規(guī)范是經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的；④使用靈敏度試片確定磁化規(guī)范時(shí)，應(yīng)先單獨(dú)進(jìn)行周向和縱向磁化，然后再?gòu)?fù)合磁化。調(diào)節(jié)電流時(shí)應(yīng)從小到大逐步進(jìn)行，應(yīng)注意有一個(gè)方向電流特別大時(shí)，會(huì)影響另一個(gè)方向的顯示；⑤使用水磁懸液時(shí)，應(yīng)先將試片上的保護(hù)油膜擦凈，否則會(huì)影響顯示；⑥試片顯示不全主要有以下原因：磁懸液噴灑不均勻；試片和工件表面沒(méi)有全部貼緊；試片本身變形；在使用水磁懸液時(shí)，試片表面有油污。⑦試片使用后應(yīng)擦拭干凈，并涂上潤(rùn)滑油予以保護(hù)。⑧試片長(zhǎng)時(shí)間使用后會(huì)磨損，應(yīng)及時(shí)更換。12.2.2磁粉的性能磁粉的性能包括：磁性、粒度、顏色、懸浮性等。磁粉性能應(yīng)滿足以下要求：（1）磁粉具有高磁導(dǎo)率和低剩磁性質(zhì)，磁粉之間不應(yīng)相互吸引。用磁性稱重法檢驗(yàn)時(shí)，磁粉的稱量值應(yīng)大于7g；（2）磁粉的粒度應(yīng)小于0.07mm；（3）磁粉的顏色應(yīng)與被檢工件有最大的反差。探傷時(shí)，為保證檢驗(yàn)靈敏度，應(yīng)事先用靈敏試片對(duì)干、濕磁粉進(jìn)行性能和靈敏度試驗(yàn)。而且使用前必須在60～70℃的溫度下經(jīng)過(guò)2h烘干處理。13 磁粉探傷工藝13.1前處理磁粉探傷主要是檢查工件表面和近表面的缺陷。工件表面狀態(tài)對(duì)檢測(cè)靈敏度影響很大，因此檢測(cè)前要徹底清除被檢表面上存在的、妨礙磁粉移動(dòng)的表面附著物，如油污、鐵銹、氧化皮等。13.2磁化（1）確定探傷方法對(duì)高碳鋼或經(jīng)熱處理（淬火、回火、滲碳、滲氮）的結(jié)構(gòu)鋼零件用剩磁法探傷；對(duì)低碳鋼、軟鋼用連續(xù)法；（2）確定磁化方法；（3）確定磁化電流種類一般直流電結(jié)合干磁粉、交流電結(jié)合濕磁粉效果較好；（4）確定磁化方向應(yīng)盡可能使磁場(chǎng)方向與缺陷分布方向垂直；（5）確定磁化電流的選擇是影響磁粉檢驗(yàn)靈敏度的關(guān)鍵因素。磁化電流的大小一般是根據(jù)磁化方式再由相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)文件中給出；（6）確定磁化的通電時(shí)間采用連續(xù)法時(shí)，應(yīng)在施加磁粉工作結(jié)束后在切斷磁化電流。一般是在磁懸液停止流動(dòng)后必須再通幾次電，每次時(shí)間為0.5～2s。采用剩磁法時(shí)，通電時(shí)間一般為0.2～1s。13.3磁化工件的檢測(cè)13.3.1按磁粉施加時(shí)不同的載液（1）干法檢驗(yàn)利用篩、噴等方法將干燥的磁粉均勻撒在磁化工件上進(jìn)行磁粉探傷的方法，稱為干法經(jīng)驗(yàn)。干法結(jié)合直流電磁化，其效果好，它廣泛用于大型鑄、鍛件毛坯及大型結(jié)構(gòu)件焊縫的局部磁粉探傷。（2）濕法檢驗(yàn)磁粉按規(guī)定濃度懸浮在水或油中，通過(guò)流淌、噴霧或澆注等方法，將磁粉施加被檢工件表面的檢測(cè)方法稱為濕法檢驗(yàn)。濕法結(jié)合交流電磁化，其效果好，它比干法具有更高的檢測(cè)靈敏度，特別適合于檢測(cè)表面上如疲勞裂紋一類的細(xì)微缺陷，常用于大批量工件檢測(cè)。13.3.2按施加磁粉的時(shí)間（1）連續(xù)法在外加磁場(chǎng)作用下向被檢表面施加磁粉或磁懸液的檢測(cè)方法稱為連續(xù)法。通常包括前處理、施加磁粉或磁懸液、磁化、退磁、后處理等工序。連續(xù)法主要用于低碳鋼，所有退火狀態(tài)或經(jīng)熱變形的鋼材，以及一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型工件的檢測(cè)。復(fù)合磁化只能使用連續(xù)法。連續(xù)法檢測(cè)靈敏度高，但效率低，易出現(xiàn)干擾顯示。（2）剩磁法利用磁化后被檢工件上的剩磁進(jìn)行檢測(cè)的方法，稱為剩磁法。一般檢測(cè)程序包括：前處理、磁化、施加磁懸液、觀察、退磁、后處理等。剩磁法應(yīng)用在經(jīng)過(guò)熱處理的高碳鋼或合金鋼中，凡剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度0.8T以下，矯頑力在800A/m以上的材料均可用此法經(jīng)驗(yàn)。剩磁法檢測(cè)效率高，其磁痕易于判別，并有足夠的檢測(cè)靈敏度，常用于大批量小零件的檢測(cè)。13.3.3磁化規(guī)范磁粉探傷中，為獲得較高的檢測(cè)靈敏度，被檢工件上建立的磁場(chǎng)必須有足夠的強(qiáng)度，即必須保證足夠的磁化電流，可按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇。13.4磁痕分析與記錄磁粉在被檢表面上聚集形成的圖像稱為磁痕。磁痕的觀察應(yīng)在磁痕形成立即進(jìn)行。觀察非熒光磁粉磁痕時(shí)，應(yīng)在能清楚識(shí)別磁痕的自然光和燈光下進(jìn)行，觀察熒光磁粉的磁痕時(shí)，要求在紫外光（黑光）下進(jìn)行。實(shí)際磁粉檢測(cè)中，磁痕的成因多種多樣，所以出現(xiàn)的磁痕可以是相關(guān)顯示，也可能是無(wú)關(guān)顯示。13.4.1相關(guān)顯示（1）表面缺陷表面缺陷的磁痕在工件表面上一般圖像清晰、尖銳、輪廓清晰，如夾層白點(diǎn)、熱處理裂紋、磨削裂紋和疲勞裂紋等。此類缺陷可通過(guò)放大鏡觀察，有時(shí)甚至用肉眼即可看到。（2）近表面缺陷近表面缺陷用肉眼無(wú)法觀察到，磁粉探傷顯示的磁痕不明顯、不尖銳，隨著深度增加而變寬，變模糊。其檢測(cè)干法顯示靈敏度高于濕法，常見(jiàn)的有非金屬條狀?yuàn)A雜物、焊縫及其熱影響區(qū)形成的裂紋等。13.4.2無(wú)關(guān)顯示在磁粉探傷中，由于工件界面變化、材料性質(zhì)差異等原因，或者工件中無(wú)害所形成的磁痕，稱為無(wú)關(guān)顯示。無(wú)關(guān)顯示的漏磁場(chǎng)較弱，磁粉聚焦較淺淡、松散，重復(fù)磁化時(shí)再現(xiàn)性差；減少電流，重新磁化時(shí)，磁粉顯示將減弱或消失。磁粉探傷時(shí)，如不能判定出磁痕是否為相關(guān)顯示，應(yīng)進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，檢查磁化區(qū)域，辨別真?zhèn)未藕鄄⑴c驗(yàn)收條件相比較，做出相應(yīng)的處理。13.4.3磁痕磁痕分為三類：（1）由缺陷漏磁場(chǎng)產(chǎn)生的磁痕為相關(guān)磁痕；（2）由非漏磁場(chǎng)產(chǎn)生的磁痕為非相關(guān)磁痕；（3）由其它原因產(chǎn)生的磁痕為假磁痕。磁痕分析首先要分出非相關(guān)磁痕和假磁痕，然后根據(jù)缺陷磁痕的特征辨別缺陷的種類。13.4.4假磁痕產(chǎn)生的原因（1）工件表面粗糙，會(huì)在凹陷處滯留磁粉。（2）工件表面氧化皮、銹蝕和油漆斑點(diǎn)、剝落邊緣處容易滯留磁粉。（3）工件表面存在油脂、贓物等，都會(huì)粘附磁粉。（4）磁懸液濃度太大、施加磁懸液方式不當(dāng)，都可能造成假磁痕。假磁痕的堆積比較松散，在分散劑中漂洗可以洗去磁痕，如果是工件表面狀態(tài)引起的假磁痕，可在工件表面上找到原因，其它原因引起的假磁痕，當(dāng)擦去磁痕后，對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，原來(lái)假磁痕一般不會(huì)出來(lái)。13.4.5相關(guān)磁痕在磁粉探傷中常見(jiàn)的相關(guān)磁痕重要有：裂紋、發(fā)紋、折迭、白點(diǎn)、夾雜和疏松。在實(shí)際中根據(jù)工藝和磁痕的特征來(lái)確定缺陷的性質(zhì)。（1）裂紋裂紋危害很大，根據(jù)成因不同可分為：鑄件裂紋、鍛造裂紋、焊接裂紋、磨削裂紋、應(yīng)力裂紋和疲勞裂紋等。裂紋的磁痕一般磁粉堆積濃密，沿著裂紋走向，磁痕中部稍粗，端部尖細(xì)。（2）發(fā)紋發(fā)紋是原材料中的一種缺陷。鋼中的非金屬夾雜，氣孔在軋制、拉拔過(guò)程中隨金屬伸長(zhǎng)形成細(xì)細(xì)的裂紋。發(fā)紋通常呈細(xì)細(xì)流線方向，深度淺，寬度小，呈直線狀。磁痕細(xì)而均勻，有時(shí)呈斷續(xù)狀。尾部不尖，摸去磁痕，肉眼不易看見(jiàn)。（3）折迭折迭是鍛件中的常見(jiàn)缺陷。磁痕不太濃密，有時(shí)斷續(xù)，輪廓不很清晰。（4）白點(diǎn)白點(diǎn)是對(duì)鋼材危害很大的內(nèi)部缺陷，在鋼材的縱斷面上呈現(xiàn)銀白色的斑點(diǎn)。經(jīng)機(jī)械加工后工件表面的白點(diǎn)磁痕清晰，在橫截面上是不同方向的細(xì)小裂紋、長(zhǎng)度不大以輻射狀出現(xiàn)。磁痕中部略粗，兩頭尖細(xì)。（5）夾雜夾雜是冶金、鑄造、焊接中的常見(jiàn)缺陷。一般呈分散的點(diǎn)狀或短竿狀。磁痕較淺，不是很清晰。（6）疏松疏松是鑄件中的常見(jiàn)缺陷，通常產(chǎn)生在鑄件的最后部位，疏松分條狀疏松和片狀疏松。條狀疏松實(shí)際上是細(xì)微分散或直線狀分布的小孔。磁痕外形與裂紋相似。但磁痕比裂紋淡，寬度比裂紋大，兩端不出現(xiàn)尖角。片狀疏松漏磁小，磁痕出現(xiàn)稀疏的片狀，有一定的面積。13.4.6非相關(guān)磁痕非相關(guān)磁痕由漏磁場(chǎng)產(chǎn)生，但它不是有害缺陷的漏磁場(chǎng)，其產(chǎn)生原因主要有以下幾個(gè)方面：（1）工件截面突變會(huì)改變工件內(nèi)部磁力線的分布，在工件上孔洞、鍵槽、齒條等部位由于截面縮小，形成漏磁場(chǎng)。（2）工件磁導(dǎo)率不均勻會(huì)產(chǎn)生漏磁場(chǎng)，它將產(chǎn)生寬松、淺淡和模糊的磁痕。一般在下列位置常產(chǎn)生：冷作加工后未經(jīng)熱處理的材料，在變形量大的冷作硬化區(qū)邊緣；局部淬火工件的不同熱處理狀態(tài)的交界處；兩種鋼材焊接交界處；被檢材料有組織差異的部位；工件中有殘余應(yīng)力存在的部位。13.5充分退磁只要前次殘留的剩磁可能影響磁痕解釋時(shí)，則應(yīng)在兩次連續(xù)操作之間對(duì)工件進(jìn)行退磁。所有工件在整個(gè)磁化結(jié)束后，應(yīng)充分退磁。13.6后處理磁粉探傷后，應(yīng)清理被檢表面上殘留的磁痕或磁懸液。1436D柴油機(jī)汽缸蓋的磁粉探傷14.1磁性涂料法原理：將含磁粉的粘稠液刷涂在受檢鑄件表面，此時(shí)優(yōu)選的呈片狀的磁粉均勻，充分地分布在受檢鑄件表面上。由于這種片狀粉末大多平行于試件表面，具有反射外界光的傾向而使表面呈淺灰色。在缺陷漏磁場(chǎng)的作用下，片狀粉末趨向于沿漏磁場(chǎng)方向排列，缺陷在產(chǎn)生的漏磁場(chǎng)作用下，片狀粉末實(shí)際上是豎立的。粉末的邊緣相對(duì)來(lái)說(shuō)不反光，所以能在淺灰色的本底上呈現(xiàn)為暗的異色條紋，寬的漏磁場(chǎng)相應(yīng)產(chǎn)生寬的暗區(qū)。顯示的特征與粘稠液和片狀粉末之比有關(guān)，比例良好可提供好的對(duì)比，而且持久性相當(dāng)好，增大稠液和粉的比例將粉濃度沖稀可獲得更高的顯示靈敏度，但對(duì)比度和顯示持久性差些，一般液粉之比6:1，但也有高至2:1的。方法：首先將提前配好的含磁粉的粘稠液刷涂在受檢鑄件表面，等呈片狀的粉末均勻、充分地分布在受檢鑄件表面后，然后加以磁場(chǎng)，在漏磁場(chǎng)的作用下，等片狀粉末趨向于沿漏磁場(chǎng)方向排列時(shí)，觀察片狀粉末在鑄件表面的分布情況來(lái)判斷其缺陷。如片狀粉末呈豎立及排成一列不間斷的直線或曲線細(xì)長(zhǎng)狀磁痕，則判斷鑄件此處為裂紋型缺陷區(qū)域。如圖24所示是裂紋型缺陷示意圖，如圖25是裂紋實(shí)物圖：圖24裂紋型缺陷示意圖圖25裂紋實(shí)物圖14.2磁橡膠法原理：將細(xì)磁粉分散在特殊配制的室溫硫化的橡膠中，然后施加于鑄件表面，隨后進(jìn)行磁化，磁粉會(huì)被吸附在缺陷產(chǎn)生的漏磁場(chǎng)處，在橡膠硫化之后大約一小時(shí)將固態(tài)的復(fù)制鑄型從試件上取下，用目視或低倍顯微鏡觀察磁粉的積聚。優(yōu)點(diǎn)：使檢測(cè)難檢部位成為可能，這些部位包括：（1）有覆蓋層的表面，由于覆蓋層大多是非磁性的，當(dāng)厚度在0.1mm或更厚時(shí)，由于表面上缺陷漏磁場(chǎng)很弱，普通磁粉甚難顯示磁痕，但用磁橡膠法時(shí)，這種對(duì)磁粉吸附力的減弱可用于延長(zhǎng)磁化時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)償；（2）就尺寸和形狀而言難做檢測(cè)的區(qū)域；（3）要求放大以檢測(cè)和解釋磁痕的場(chǎng)合。缺點(diǎn)：（1）只限于檢測(cè)鐵磁性材料的表面和近表面缺陷；（2）因橡膠硫化需要時(shí)間，檢查速度不如其他方法快，但在大批量檢測(cè)時(shí)也就不算做缺點(diǎn)了。方法：首先將細(xì)磁粉分散在特殊配制的室溫硫化橡膠中，然后施加鑄件表面，隨后將鑄件進(jìn)行磁化，接著在橡膠硫化約1h后，將固態(tài)的復(fù)制鑄型從鑄件上取下來(lái)。（1）用肉眼觀察如鑄型上出現(xiàn)一些小的或不規(guī)則孔洞形狀的磁痕，則判斷為砂眼。圖26砂眼實(shí)物圖（2）用低倍顯微鏡觀察如鑄型上出現(xiàn)細(xì)小而且分散的大小不一的孔洞類磁痕，則判斷為縮孔。圖27縮孔實(shí)物圖如鑄型上有無(wú)一定的尺寸、形狀且清晰的孔類缺陷磁痕，則判斷為氣孔。圖28氣孔實(shí)物圖15磁粉探傷與無(wú)損檢測(cè)方法的比較表3磁粉探傷與無(wú)損檢測(cè)方法的比較磁粉檢測(cè)MT滲透檢