钢中缺陷的超声波定性探伤 第2版PDF电子书下载

1 缩孔、缩孔残余及疏松 1

1.1 钢的凝固和收缩 1

1.1.1 钢的冷却和凝固 1

1.1.2 钢在凝固过程中的收缩 3

1.1.3 铸锭的结晶及三带晶区 6

1.2 缩孔及缩松 8

1.2.1 铸钢中的缩孔及缩松 9

1.2.2 气孔及铸件中的蜂窝状缺陷 10

1.3 缩孔残余及其预防 11

1.3.1 钢锭中的缩孔及锻件中的缩孔残余 11

1.3.2 缩孔残余的特征及其评级 12

1.3.3 缩孔及缩孔残余的预防 14

1.4 疏松 15

1.4.1 一般疏松 15

1.4.2 中心疏松 16

2 白点 18

2.1 钢中白点的特征 18

2.1.1 白点的纵向断口特征 18

2.1.2 白点在横向低倍酸浸试片上的特征 19

2.1.3 白点的显微组织特征 20

2.1.4 白点断口的电子显微镜特征 21

2.1.5 白点的可锻合特性 25

2.1.6 钢的白点敏感性 25

2.2 白点的危害及其检验 26

2.2.1 白点的危害 26

2.2.2 白点的检验 31

2.3 影响白点产生的因素及白点的预防 35

2.3.1 影响白点形成的主要因素 36

2.3.2 白点的预防及白点的焊合 39

3 钢中裂纹 45

3.1 铸钢中的裂纹 45

3.1.1 热裂 45

3.1.2 铸造应力 49

3.1.3 铸件的冷裂 50

3.2 钢的热处理裂纹 55

3.2.1 钢的热处理应力 55

3.2.2 淬裂与残余应力的关系 60

3.2.3 钢件热处理淬火裂纹的类型和特征 61

3.2.4 防止淬火裂纹的措施 66

3.2.5 大型锻件热处理过程中的内裂纹 67

3.3 锻造裂纹 71

3.3.1 内部裂纹 71

3.3.2 其他形式的裂纹 72

3.4 疲劳裂纹 73

3.4.1 疲劳裂纹的概念 73

3.4.2 疲劳断口的宏观特征及疲劳裂纹的形态 74

4 偏析、夹杂物和晶粒粗大 78

4.1 偏析 78

4.1.1 钢的选分结晶 78

4.1.2 镇静钢铸锭纵剖面上的偏析 79

4.1.3 方框形偏析 79

4.1.4 点状偏析 80

4.2 夹杂物、夹渣 81

4.2.1 非金属夹杂物的来源 81

4.2.2 非金属夹杂物的评级与鉴定 82

4.2.3 非金属夹杂物在钢中的分布 84

4.2.4 减少钢中非金属夹杂物的途径 88

4.3 晶粒粗大 89

4.3.1 晶粒度及晶粒度的评定 89

4.3.2 晶粒粗大及其影响因素 92

4.3.3 铁素体晶粒粗大及其影响因素 93

4.3.4 大型锻件的晶粒粗大 94

4.3.5 奥氏体钢的晶粒及其细化 94

5 超声波探伤基础 96

5.1 超声波探伤仪和试块 96

5.1.1 超声波探伤仪 96

5.1.2 试块 103

5.1.3 超声波探伤仪主要性能及测试 112

5.2 超声波判伤与低倍组织的关系 122

5.2.1 缺陷的特征及热工艺对于判伤的重要性 122

5.2.2 波形与低倍组织的对应关系 124

5.3 多次反射在超声波判伤中的应用 125

5.3.1 各种形状工件的多次反射波形 125

5.3.2 多次反射与判伤 128

6 蜂窝状缺陷的超声波探伤 130

6.1 蜂窝状缺陷及其在铸件中的分布 130

6.1.1 蜂窝状缺陷的特征 130

6.1.2 蜂窝状缺陷在铸件中的分布 130

6.2 蜂窝状缺陷的探伤 131

6.2.1 蜂窝状缺陷的波形特征 131

6.2.2 蜂窝状缺陷的范围测定 133

6.3 蜂窝状缺陷的探伤实例 133

6.3.1 铸钢耳轴蜂窝缺陷的探伤实例 133

6.3.2 铸钢托轮蜂窝状缺陷的探伤实例 134

6.3.3 铸造箱体蜂窝状缺陷的探伤实例 136

7 白点的超声波探伤 138

7.1 白点的波形特征 138

7.1.1 白点的特点及反射特性 138

7.1.2 白点的波形特征 139

7.2 白点在钢中的分布规律 140

7.2.1 白点的产生及出现规律 140

7.2.2 白点在不同形状锻件中的分布规律 141

7.3 白点的超声波探伤 143

7.3.1 心部无位向分布白点的探伤 143

7.3.2 合金钢环状分布的白点的探伤 144

7.3.3 饼形锻件白点的探伤 146

7.3.4 白点与夹渣并存时的探伤 147

7.3.5 白点与偏析共存时的探伤 147

7.3.6 白点缺陷的判伤失误分析 147

7.4 白点工件的探伤实例 149

7.4.1 40钢车轴心部无位向白点的探伤实例 149

7.4.2 45方钢中白点的探伤实例 149

7.4.3 38CrSiMnMo钢主动轴白点的探伤实例 150

7.4.4 40CrMnMo连接轴白点的探伤实例 151

7.4.5 40Cr方形大锻件白点的探伤实例 153

7.4.6 45钢大型管锻件白点的探伤实例 154

8 夹杂物的超声波探伤 156

8.1 夹杂物在钢中的形态及分布规律 156

8.1.1 钢中夹杂物的种类及形态 156

8.1.2 夹杂物在钢中的分布 156

8.2 夹杂物的波形特征 158

8.2.1 夹杂的声学反射特性及探伤灵敏度选择 158

8.2.2 夹杂波形的基本特征 158

8.3 夹杂物的超声波探伤 161

8.3.1 群集夹杂物的超声波探伤 161

8.3.2 单个夹杂的超声波探伤 163

8.3.3 夹杂物缺陷的判伤失误分析 163

8.4 夹杂物的超声波探伤实例 164

8.4.1 40Cr轴中聚集夹杂物的探伤实例 164

8.4.2 渣罐车车轴中分散性夹杂物的探伤实例 165

8.4.3 铸钢耳轴有异金属夹杂时的探伤实例 166

8.4.4 铸钢中夹渣、缩孔、缩松并存时的探伤实例 167

9 缩孔与缩孔残余的超声波探伤 169

9.1 缩孔、缩孔残余的分布及特征 169

9.1.1 缩孔、缩孔残余的产生与分布规律 169

9.1.2 缩孔及缩孔残余的特征 170

9.2 缩孔、缩孔残余的波形特征 171

9.2.1 缩孔、缩孔残余的声学反射特性 171

9.2.2 缩孔、缩孔残余的波形特征 171

9.3 轴类工件中缩孔及缩孔残余的探伤 172

9.3.1 缩孔的探伤 172

9.3.2 缩孔大小的测定 173

9.3.3 缩孔残余的探伤 173

9.3.4 缩孔残余缺陷的判伤失误分析 173

9.4 缩孔与缩孔残余探伤实例 174

9.4.1 ZG80CrMo轧辊的超声波探伤实例 174

9.4.2 40Cr轴二次缩孔的探伤实例 175

9.4.3 人字齿轴缩孔残余的探伤实例 175

9.4.4 42CrMo轴缩孔残余的探伤实例 177

10 裂纹的超声波探伤 179

10.1 大型锻件内裂纹的超声波探伤 179

10.1.1 裂纹的超声波探伤特征 179

10.1.2 横向内裂纹的超声波探伤 180

10.1.3 纵向裂纹、倾斜状裂纹及树枝状裂纹的探伤 183

10.1.4 方形工件中内裂纹及探伤 186

10.2 锻件中的鸟巢缺陷及其探伤 187

10.2.1 锻件中的鸟巢缺陷 187

10.2.2 鸟巢缺陷的探伤 188

10.3 表面裂纹的探伤 190

10.3.1 疲劳裂纹的探伤 191

10.3.2 表面裂纹的深度测定 192

10.3.3 裂纹缺陷的超声波探伤工艺安排 195

10.3.4 裂纹超声波判伤失误分析 196

10.4 钢中裂纹探伤实例 196

10.4.1 延伸机轧辊探伤实例 196

10.4.2 铸钢轧辊横向内裂纹探伤实例 199

10.4.3 柱塞纵向内裂纹探伤实例 200

10.4.4 接轴轴心部位裂纹的探伤实例 201

10.4.5 轴承座内裂纹探伤实例 202

10.4.6 瓦座的超声波探伤实例 203

10.4.7 鸟巢缺陷的超声波探伤实例 204

11 疏松、偏析、晶粒粗大的超声波探伤 206

11.1 疏松、偏析、晶粒粗大的探伤特征 206

11.1.1 疏松、偏析、晶粒粗大的分布特征及声学反射特性 206

11.1.2 疏松、偏析、晶粒粗大的波形特征 207

11.2 疏松、偏析及晶粒粗大的探伤 208

11.2.1 疏松的探伤 208

11.2.2 偏析的探伤 208

11.2.3 晶粒粗大的探伤 209

11.3 疏松、晶粒粗大探伤实例 211

11.3.1 中齿轴中心疏松的探伤实例 211

11.3.2 托轮轴晶粒粗大的探伤实例 212

12 各种缺陷的波形特征及超声波定性图解 213

12.1 缺陷的综合分析 213

12.2 动态波形与缺陷性质的关系 213

12.2.1 探头所处圆周弧度大小与波幅关系的动态波形图 214

12.2.2 探头移动距离与波幅关系的动态波形图 214

12.2.3 探头转动角度与波幅关系的动态波形图 214

12.3 常见缺陷的波形特征 215

12.4 超声波探伤定性图解 217

13 高速铁路及其相关设备的超声波探伤 218

13.1 钢轨的超声波探伤 218

13.1.1 钢轨探伤车 218

13.1.2 我国的轨道探伤 219

13.2 机车车轴超声自动探伤系统 220

13.2.1 总体方案与机械设计 220

13.2.2 电气设计 221

13.2.3 软件设计 222

13.3 内燃、电力机车在役车轴超声波探伤 224

13.3.1 疲劳裂纹产生的原因 225

13.3.2 车轴疲劳区分析 225

13.3.3 机车车轴疲劳断裂过程 225

13.3.4 探测条件的确定 226

13.3.5 探伤灵敏标定 229

13.3.6 波形分析 229

13.3.7 影响疲劳裂纹定量的因素 230

13.4 机车轮箍不解体超声波探伤及裂纹判断分析 232

13.4.1 轮箍缺陷及裂纹的产生发展和检测周期 232

13.4.2 缺陷分析 233

13.4.3 轮箍踏面斜度和粗糙度对探伤效果的影响 234

13.5 铁路车轮车轴超声波探伤的最新进展 235

13.5.1 轮心的超声波探伤 235

13.5.2 用相控阵探头对车轴进行超声波探伤 237

14 发电设备（含核电和风电）的超声波检测 238

14.1 汽轮机叶片超声波检测 238

14.1.1 叉型叶根超声波检测 238

14.1.2 枞树型叶根超声波检测 240

14.1.3 叶身和叶根过渡区以及拉筋和围的检测 241

14.2 汽轮发电机合金轴瓦超声波检测 241

14.2.1 常见缺陷 241

14.2.2 超声波检测的特点 241

14.2.3 检测工艺 243

14.2.4 波形分析 243

14.2.5 结合面分析 244

14.2.6 结合面不良面积的测定 244

14.3 发电机护环超声波检测 245

14.3.1 汽轮发电机护环的运行状态 245

14.3.2 检测方法 245

14.3.3 护环试块结构 245

14.3.4 检测参数的选择 246

14.3.5 仪器调节及灵敏度检测 247

14.3.6 扫查 247

14.4 紧固螺栓的超声波检测 248

14.4.1 探头的选择 248

14.4.2 试块 249

14.4.3 仪器调整 249

14.4.4 检测方法 249

14.4.5 裂纹波的鉴别 250

14.4.6 检测结果的评定 252

14.5 实心转子的超声波检测 253

14.5.1 检测方法 254

14.5.2 缺陷的测量记录 255

14.5.3 验收 256

14.6 小径管的超声波检测 256

14.6.1 小径薄壁管对接环焊缝超声波检测的影响因素 256

14.6.2 检测工艺 257

14.6.3 波形分析 258

14.6.4 缺陷性质的判断 260

14.6.5 正确判断缺陷的基本原则 261

14.6.6 注意问题 261

14.7 新型耐热钢的超声波检测 262

14.7.1 新型耐热钢的焊接常见缺陷 263

14.7.2 T/P92、T/P122焊缝的超声波检测 265

14.7.3 奥氏体耐热钢焊缝超声波检测 269

14.7.4 TOFD检测技术在新型耐热钢检验中的应用 272

附录1 常用钢铁材料缺陷及相关术语 276

附录2 A型脉冲反射式超声探伤仪通用技术条件 279

附录3 超声探伤用探头性能测试方法 300

参考文献 323