《材料無(wú)損檢測(cè)》課程教學(xué)大綱

材料無(wú)損檢測(cè)一、課程介紹《材料無(wú)損檢測(cè)》課程是針對(duì)材料科學(xué)與工程/材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)本科生開(kāi)設(shè)的核心課程。主要內(nèi)容包括：材料成型工藝缺陷、射線(xiàn)探傷、超聲波探傷、其他探傷方法等四個(gè)部分。材料成型工藝缺陷部分分別以型材、鑄件、鍛件、焊接件生產(chǎn)中的各種工藝缺陷為例，重點(diǎn)講述工藝缺陷的概念、原因和形貌特征，并結(jié)合理論和實(shí)踐分析工藝缺陷在不同檢測(cè)方法中的顯示形態(tài)及其被漏檢的可能性；射線(xiàn)探傷(RT)部分重點(diǎn)講述射線(xiàn)的性質(zhì)和射線(xiàn)探傷的基本原理，依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合實(shí)驗(yàn)介紹射線(xiàn)探傷工藝，詳細(xì)分析型材、鑄件、鍛件、焊接件中各種工藝缺陷在射線(xiàn)探傷中的形貌特征，概述x射線(xiàn)探傷機(jī)的使用及安全防護(hù)方法；超聲波探傷(UT)部分主要講述超聲波的性質(zhì)與超聲波探傷的基本原理，從理論和實(shí)踐的結(jié)合上闡述超聲波探傷系統(tǒng)的性能、使用及維護(hù)方法，詳細(xì)分析第一臨界角、第二臨界角和第三臨界角的意義，直/斜探頭的應(yīng)用條件及缺陷定位的基本方法，以及不同探頭折射角使片狀缺陷被漏檢的可能性；其他探傷方法部分主要講述滲透檢測(cè)（PT）、磁力檢測(cè)(MT)、紅外探傷和聲發(fā)射探傷的基本原理、探傷技術(shù)的要點(diǎn)、應(yīng)用條件和基本操作程序。通過(guò)學(xué)習(xí)本課程教學(xué)使學(xué)生初步掌握材料無(wú)損檢測(cè)的基本知識(shí)、操作技能與技術(shù)要點(diǎn)；能夠正確選擇無(wú)損檢測(cè)方法、相關(guān)儀器、設(shè)備，并能正確選定各種技術(shù)參數(shù)；初步了解缺陷識(shí)別、產(chǎn)品質(zhì)量等級(jí)評(píng)定及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；為今后從事材料或產(chǎn)品的無(wú)損檢測(cè)工作、制定相應(yīng)的無(wú)損檢測(cè)工藝奠定理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。Introduction“Non-destructiveTestingforMaterials”isabasiccourseforundergraduateonmaterialsscienceandengineering/materialformingandcontrolengineering.Itmainlyincludesfourparts:materialsformingprocessdefects、radiographictesting、ultrasonictesting、surfaceinspection.Thepartofmaterialsformingprocessdefectsrespectivelytakingtheprocessdefectsofprofile、casting、forgingandweldingassemblyinproductionforexamples,focusesontheconcept、reasonsandtopographycharacteristicsofprocessdefects,analysesthemorphologyindifferenttestmethodsandthepossibilitybeingmissedcombiningwiththetheoryandpractice.Thepartofradiographictesting(RT)focusesonthenatureoftherayandthebasicprincipleofradiographictesting,introducesradiographictestingtechniqueaccordingtorelativestandardsandcombiningwithexperiments,analysesthemorphologyofdefectsinprofile、casting、forgingandweldingassemblyindetail,summarizestheusageandsafetyprotectionmethodsofx-raydetectionapparatus.Thepartofultrasonictestingfocusesonthenatureoftheultrasonicandthebasicprincipleofultrasonictesting,statestheproperty、usageandmaintenancemethodforultrasonictestingsystemcombiningwiththetheoryandpractice,analysesthemeaningoffirstcriticalangle、secondcriticalangleandthirdcriticalangle,applicationconditionsofnormal/angleprobeandbasicmethodfordefectslocatingindetail,italsoanalysesthepossibilitywhichrefractionangleindifferentprobesmakestheplateletdefectsbemisseddetection.Thepartofsurfaceinspectionfocusesonthebasicprincipleofmagnetictesting(MT)andpenetranttesting(PT)、keypointoftestingtechnique、applicationconditionsandbasicoperationprocess.Throughstudyingthiscoursemakingstudentsinitiallylearnthebasicknowledge、operatingskillsandtechniquesfornon-destructivetesting.Theycanchoosenon-destructivetestingmethod、relevantinstrument、equipmentandallkindsoftechnicalparametersaccurately.Preliminaryunderstandingthedefectrecognition、rankingforgradeofproductsqualityandrelevantstandards,whichcanlayafoundationintheoryandpracticeforworkingonnon-destructivetestingformaterialsorproduct、makingrelevantnon-destructivetestingtechnologicalplan.課程基本信息課程名稱(chēng)材料無(wú)損檢測(cè)課程編碼432503英文名稱(chēng)Non-destructiveTestingforMaterials課程學(xué)時(shí)32課程學(xué)分2課程類(lèi)別專(zhuān)業(yè)教育核心課程課程性質(zhì)選修課開(kāi)課學(xué)期第6學(xué)期課內(nèi)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)12適用專(zhuān)業(yè)材料成型及控制工程/材料科學(xué)與工程開(kāi)課單位焊接教研室選用教材《無(wú)損檢測(cè)》.機(jī)械工業(yè)出版社.李喜孟主編主要參考書(shū)1.《焊接檢驗(yàn)》.機(jī)械工業(yè)出版社.趙熹華主編2.《中國(guó)機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯編——金屬無(wú)損檢測(cè)與探傷卷》（上、下）.中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社3.《無(wú)損檢測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用》.科學(xué)出版社.張俊哲主編二、教學(xué)大綱1、教學(xué)目的“材料無(wú)損檢測(cè)”是材料科學(xué)與工程/材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)教育基礎(chǔ)課。本課既可使學(xué)生較好地掌握常規(guī)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的基本原理，同時(shí)要求學(xué)生結(jié)合課程實(shí)踐對(duì)各種無(wú)損檢測(cè)方法及其操作規(guī)程有更深刻的理解。本課程是高等學(xué)校材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)教育不可缺少的組成部分。通過(guò)學(xué)習(xí)本課程（包括理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)），使學(xué)生初步掌握材料無(wú)損檢測(cè)的基本知識(shí)、操作技能與技術(shù)要點(diǎn)；學(xué)會(huì)正確選擇無(wú)損檢測(cè)方法、相關(guān)儀器、設(shè)備，并能正確選定各種技術(shù)參數(shù)；初步了解缺陷識(shí)別、產(chǎn)品質(zhì)量等級(jí)評(píng)定及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；為今后從事材料或產(chǎn)品的無(wú)損檢測(cè)工作、制定相應(yīng)的無(wú)損檢測(cè)工藝奠定理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。2、教學(xué)要求教師要積極備課，認(rèn)真準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)，對(duì)課程內(nèi)容要融會(huì)貫通，切忌照本（幕）宣科。授課在多媒體教室，充分利用多媒體動(dòng)畫(huà)教學(xué)課件，結(jié)合典型實(shí)用案例和相關(guān)軟件，邊授課邊演示。做到授課內(nèi)容與大綱相符，注重平時(shí)成績(jī)（作業(yè)和實(shí)驗(yàn)）積累，成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系標(biāo)準(zhǔn)真實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)、公平、公正、公開(kāi)，能促使學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。3、預(yù)備知識(shí)或先修課程要求先修課程：材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料工程基礎(chǔ)、材料成型原理、材料成型工藝及設(shè)備、電工電子技術(shù)等。4、教學(xué)方式課程由理論課堂和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩部分組成，理論教學(xué)采用多媒體動(dòng)畫(huà)教學(xué)。理論授課20學(xué)時(shí)，教師講授與課堂討論相結(jié)合；實(shí)驗(yàn)教學(xué)12學(xué)時(shí)，以教師講授、答疑、學(xué)生操作并重的形式進(jìn)行。5、實(shí)驗(yàn)環(huán)境和設(shè)備（1）模擬超聲波探傷儀6臺(tái)，數(shù)字式超聲波探傷儀6臺(tái)，標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)?zāi)K12件；（2）X射線(xiàn)探傷儀2臺(tái)，黑度計(jì)2臺(tái)，觀片燈2臺(tái)。（3）紅外探傷儀1臺(tái)，脈沖或感應(yīng)加熱裝置1套，pc機(jī)1臺(tái)。6、課程教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配第1章緒論（2學(xué)時(shí)）通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生深刻理解并區(qū)別破壞性檢驗(yàn)和無(wú)損檢測(cè)方法，概括了解常用的5種無(wú)損檢測(cè)方法的特點(diǎn)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系。1.1實(shí)施材料無(wú)損檢測(cè)的意義1.2實(shí)施無(wú)損檢驗(yàn)的依據(jù)1.3材料無(wú)損檢驗(yàn)方法的分類(lèi)教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：材料無(wú)損檢測(cè)的意義；無(wú)損檢驗(yàn)方法的分類(lèi)和檢驗(yàn)依據(jù)；無(wú)損檢驗(yàn)方法的互補(bǔ)性和各自的適用性。思考題：①材料或工件實(shí)施無(wú)損檢測(cè)的意義有哪些？②實(shí)施無(wú)損檢測(cè)的依據(jù)是什么？③常用的無(wú)損檢測(cè)方法有幾種？④非破壞性檢驗(yàn)的特點(diǎn)有哪些？第2章缺陷分析（2學(xué)時(shí)）通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)著重掌握工藝缺陷的概念，從理論和實(shí)踐的結(jié)合上理解鑄件、鍛件、焊接件產(chǎn)生各種工藝缺陷的、原因和形貌。了解工藝缺陷在不同檢測(cè)方法中的顯示形態(tài)及其被漏檢的可能性。2.1工藝缺陷的分類(lèi)2.1.1工藝缺陷概念2.1.2工藝缺陷的相對(duì)性2.1.3工藝缺陷的分類(lèi)2.2工藝缺陷的危害性2.2.1工藝缺陷產(chǎn)生危害的本質(zhì)認(rèn)識(shí)2.2.2工藝缺陷的危害性分析2.3工藝缺陷的產(chǎn)生原因及實(shí)例分析2.3.1孔穴的產(chǎn)生原因分析2.3.2冷裂紋的產(chǎn)生機(jī)理分析2.3.3其他工藝缺陷的危害性分析2.3.4工藝缺陷的處理教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：工藝缺陷的概念、分類(lèi)、危害性；各種工藝缺陷的產(chǎn)生原因。思考題：①什么是工藝缺陷?②如何理解缺陷產(chǎn)生的絕對(duì)性和缺陷認(rèn)定的相對(duì)性?③工藝缺陷的分類(lèi)方法有哪些?④如何認(rèn)識(shí)工藝缺陷的危害性?⑤工藝缺陷產(chǎn)生的影響因素來(lái)自哪些方面?⑥幾何不連續(xù)型工藝缺陷對(duì)工件產(chǎn)生危害的本質(zhì)是什么?⑦焊接裂紋在工件中的位置、位向不同，對(duì)產(chǎn)品的危害性有何差異？第3章射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)（6學(xué)時(shí)）通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)著重掌握射線(xiàn)的性質(zhì)和射線(xiàn)探傷的基本原理，從理論和實(shí)踐的結(jié)合上理解鑄件、鍛件、焊接件中各種工藝缺陷的形貌和區(qū)分。了解X射線(xiàn)探傷機(jī)的使用及安全防護(hù)方法，不同檢測(cè)輻射角使片狀缺陷被漏檢的可能性。3.1射線(xiàn)檢測(cè)的物理基礎(chǔ)3.1.1射線(xiàn)的本質(zhì)3.1.2射線(xiàn)的性質(zhì)3.1.3射線(xiàn)的產(chǎn)生3.2射線(xiàn)檢測(cè)的基本原理3.2.1射線(xiàn)在物質(zhì)中的衰減定律3.2.2射線(xiàn)檢測(cè)的基本原理3.3射線(xiàn)照相法探傷技術(shù)3.3.1X射線(xiàn)照相法探傷原理3.3.2X射線(xiàn)照相法檢測(cè)技術(shù)（方法和要點(diǎn)）3.3.3X射線(xiàn)照相法檢測(cè)缺陷特征和焊縫質(zhì)量評(píng)定3.3.4X射線(xiàn)探傷機(jī)、探傷程序及射線(xiàn)防護(hù)教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：射線(xiàn)的種類(lèi)、產(chǎn)生及其性質(zhì)和危害性；對(duì)不同種類(lèi)射線(xiàn)的運(yùn)用手法和適用條件；X射線(xiàn)照相法探傷原理、射線(xiàn)底片的缺陷識(shí)別及處理方法。思考題：①射線(xiàn)的本質(zhì)是什么?②射線(xiàn)的性質(zhì)有哪些?③射線(xiàn)在穿透物質(zhì)的過(guò)程中有無(wú)衰減?遵從何種規(guī)律?④射線(xiàn)探傷的基本原理是什么?怎樣解釋鋼中的氣孔、夾雜、裂紋等在射線(xiàn)底片上的影象特點(diǎn)？⑤簡(jiǎn)述X射線(xiàn)的產(chǎn)生過(guò)程。⑥簡(jiǎn)述X射線(xiàn)機(jī)的基本組成。⑦簡(jiǎn)述實(shí)際焦點(diǎn)和有效焦點(diǎn)的概念。⑧簡(jiǎn)述射線(xiàn)照相法探傷的原理和特點(diǎn)。⑨簡(jiǎn)述射線(xiàn)照相法探傷系統(tǒng)的組成及其各自的作用。⑩簡(jiǎn)述象質(zhì)等級(jí)、透度計(jì)（象質(zhì)計(jì)）、象質(zhì)指數(shù)的概念。?透度計(jì)（象質(zhì)計(jì)）在焊縫探傷時(shí)如何擺放、有何作用、為什么？?簡(jiǎn)述射線(xiàn)探傷靈敏度的概念，何謂絕對(duì)靈敏度、相對(duì)靈敏度？?增感屏及其作用是什么？它有幾種類(lèi)型？具體增感方式有幾種？?何謂底片黑度？?jī)?yōu)質(zhì)底片黑度的范圍如何？最佳底片黑度是多少？?何謂底片的灰霧度？哪些因素會(huì)影響底片的灰霧度？?散射線(xiàn)對(duì)象質(zhì)質(zhì)量有何影響？怎樣控制散射線(xiàn)？?射線(xiàn)底片上的標(biāo)記帶有何作用？具體內(nèi)容有哪些？?何謂曝光規(guī)范？具體參數(shù)有哪些？怎樣確定曝光規(guī)范？?試分析以管電壓為參數(shù)的曝光曲線(xiàn)的制作過(guò)程和理論依據(jù)。?試分析焦點(diǎn)尺寸、透照距離（焦距）、工件厚度與幾何不清晰度Ug的關(guān)系。?焊縫射線(xiàn)照相法探傷常采用哪些透照方式？在選擇具體透照方式時(shí)，應(yīng)注意什么？?透照厚度差是怎樣產(chǎn)生的？如何控制它？對(duì)于厚度極不均勻的工件，如半圓形工件、角接頭等應(yīng)采用何種有效的方法？?簡(jiǎn)述射線(xiàn)照相法探傷的一般程序。第4章超聲波檢測(cè)技術(shù)（7學(xué)時(shí)）通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)著重掌握超聲波的性質(zhì)與超聲波探傷的基本原理，從理論和實(shí)踐的結(jié)合上了解超聲波探傷系統(tǒng)的性能、使用及維護(hù)方法，深刻理解第一臨界角、第二臨界角和第三臨界角的意義，掌握直/斜探頭的應(yīng)用條件及缺陷定位的基本方法，以及不同探頭折射角使片狀缺陷被漏檢的可能性。4.1超聲波檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)4.1.1超聲波的產(chǎn)生、發(fā)射及其性質(zhì)4.1.2超聲波波型的分類(lèi)4.1.3超聲波的基本性質(zhì)4.2超聲波在介質(zhì)中的傳播4.2.1超聲波在金屬中的衰減定律4.2.2超聲波在異質(zhì)界面處產(chǎn)生的各種現(xiàn)象4.3超聲波檢測(cè)原理4.3.1超聲波探傷系統(tǒng)的基本組成4.3.2超聲波探傷系統(tǒng)的基本性能要求4.4脈沖反射法超聲波檢測(cè)技術(shù)要點(diǎn)4.4.1垂直入射法（直探頭，縱波法探傷技術(shù)）4.4.2斜角探傷法（斜探頭，橫波法）4.5超聲波探傷系統(tǒng)4.5.1超聲波檢測(cè)系統(tǒng)組成4.5.2超聲波探傷儀基本性能簡(jiǎn)介4.5.3超聲波檢測(cè)系統(tǒng)的組合性能4.6超聲波檢測(cè)應(yīng)用相關(guān)術(shù)語(yǔ)4.6.1對(duì)接焊縫的斜探頭檢測(cè)4.6.2實(shí)際接頭的超聲波檢測(cè)示例教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：超聲波的種類(lèi)、產(chǎn)生及其性質(zhì)；對(duì)不同種類(lèi)超聲波的應(yīng)用特點(diǎn)和適用條件；脈沖反射法超聲波檢測(cè)原理、A型超聲波探傷儀的使用及缺陷識(shí)別及定位方法。思考題：①超聲波的物理本質(zhì)是什么？②超聲波的基本性質(zhì)有哪些？③何謂壓電晶片、壓電效應(yīng)？④超聲波是怎樣產(chǎn)生的？超聲波檢測(cè)系統(tǒng)如何完成超聲波的發(fā)射與接收？⑤簡(jiǎn)述超聲波系統(tǒng)的組成及各自的作用。⑥簡(jiǎn)述超聲波探頭的結(jié)構(gòu)組成、種類(lèi)及各自采用的超聲波類(lèi)型？⑦何謂第一臨界角α1m，第二臨界角α2m？當(dāng)超聲波從第一介質(zhì)（有機(jī)玻璃）向第二介質(zhì)（鋼）斜角入射時(shí)，其入射角滿(mǎn)足何種條件，才能使第二介質(zhì)中只有橫波？⑧斜探頭的主要參數(shù)有哪幾個(gè)？怎樣用標(biāo)準(zhǔn)試塊(CSK—IB)來(lái)測(cè)定斜探頭的K值？⑨在超聲波探傷儀中，何謂時(shí)基線(xiàn)？什么是超聲波探傷儀的水平線(xiàn)性、放大線(xiàn)性、動(dòng)態(tài)范圍？⑩何謂超聲波探傷系統(tǒng)的組合靈敏度、探傷靈敏度？?何謂超聲波探傷系統(tǒng)的遠(yuǎn)場(chǎng)分辨率、盲區(qū)？?解釋下列各詞的含意：聲程、跨距、前沿長(zhǎng)度、缺陷水平距離、缺陷垂直距離、一次波、二次波。?超聲波探傷中，何謂直射法、一次反射法？?直射法探傷時(shí)，怎樣定位缺陷？?一次反射法探傷時(shí)，怎樣定位缺陷（試用水平1︰1定位原理或垂直1︰1定位原理說(shuō)明）?超聲波探傷時(shí)，怎樣確定缺陷的大小？?超聲波探傷的基本掃查方式有哪些？?簡(jiǎn)述超聲波探傷的基本程序和相應(yīng)的選擇條件？?解釋超聲波探傷的面、側(cè)、位的含意。?如何消除超聲波探傷的死區(qū)？第5章其他探傷技術(shù)簡(jiǎn)介（3學(xué)時(shí)）通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)著重了解磁力檢測(cè)(MT)和滲透檢測(cè)（PT）的基本原理，從理論和實(shí)踐的結(jié)合上掌握表面探傷技術(shù)的要點(diǎn)、應(yīng)用條件和基本操作程序，深刻理解表面缺陷對(duì)構(gòu)件疲勞裂紋的引發(fā)作用和破壞性。5.1磁粉檢測(cè)(MT)技術(shù)簡(jiǎn)介5.1.1磁粉檢測(cè)的應(yīng)用背景5.1.2磁粉檢測(cè)基本原理5.1.3磁粉檢測(cè)基本程序5.2滲透探傷（PT）技術(shù)簡(jiǎn)介5.2.1滲透探傷的應(yīng)用背景5.2.2滲透探傷的基本原理5.2.3滲透探傷的基本程序5.3其他探傷技術(shù)5.3.1紅外探傷5.3.2聲發(fā)射探傷5.3.3渦流探傷教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：粉檢測(cè)(MT)和滲透探傷（PT）的技術(shù)內(nèi)涵、種類(lèi)及其檢測(cè)原理；不同材料對(duì)磁粉檢測(cè)