1 磁粉检测物理基础 1
1.1 磁学的基本概念 1
1.1.1 磁场 1
1.1.2 磁力线和磁感应线 1
1.1.3 磁场强度 2
1.1.4 磁感应强度 2
1.1.5 磁通量 3
1.1.6 磁导率 3
1.2 铁磁性材料 4
1.2.1 磁介质 4
1.2.2 磁畴 4
1.2.3 磁化曲线 5
1.2.4 磁滞回线 6
1.3 电流的磁场 7
1.3.1 磁粉检测中常用的电流磁场 7
1.3.2 通电圆柱导体的磁场 8
1.3.3 通电钢管的磁场 12
1.3.4 钢管中心导体法磁化 13
1.3.5 通电线圈的磁场 14
1.3.6 环形件绕电缆的磁场 16
1.4 退磁场 16
1.4.1 退磁场的概念 16
1.4.2 影响退磁场大小的因素 17
1.5 磁路与磁感应线的折射 19
1.5.1 磁路 19
1.5.2 磁感应线的折射 20
1.6 漏磁场 20
1.6.1 漏磁场的形成 20
1.6.2 不连续的漏磁场分布 21
1.6.3 影响漏磁场的因素 22
1.7 钢材磁性 24
1.7.1 钢材的分类 24
1.7.2 钢材的磁性 24
1.7.3 影响钢材磁性的主要因素 25
1.8 磁粉检测的光学基础 25
1.8.1 光度量术语及单位 25
1.8.2 发光 26
1.8.3 紫外线 27
1.8.4 人眼对光的响应 27
2 磁化技术 29
2.1 磁化电流 29
2.1.1 交流电 30
2.1.2 直流电 31
2.1.3 整流电 31
2.1.4 冲击电流 33
2.1.5 磁化电流的选用原则 33
2.2 磁化方法 33
2.2.1 磁化方法的分类 34
2.2.2 各种磁化方法的特点 35
2.3 磁化规范 47
2.3.1 国内磁化规范及其制定 47
2.3.2 各种方法的磁化规范 49
2.3.3 ISO 9934标准关于磁化规范的要求 53
3 磁粉检测设备 55
3.1 磁粉探伤机的命名方法 55
3.2 磁粉检测设备的分类 56
3.2.1 固定式磁粉探伤机 56
3.2.2 移动式磁粉探伤机 57
3.2.3 便携（携带）式磁粉探伤机 58
3.2.4 专用及半自动磁粉探伤机 59
3.3 磁粉检测设备的主要组成 60
3.3.1 磁化电源装置 60
3.3.2 工件夹持装置 63
3.3.3 指示与控制装置 63
3.3.4 磁粉和磁悬液喷洒装置 63
3.3.5 照明装置 64
3.3.6 退磁装置 66
3.3.7 磁粉检测图像自动识别系统 67
3.4 检测设备的安装、使用与维护 67
3.4.1 磁粉探伤机的选择与安装 67
3.4.2 磁粉探伤机的使用 69
3.4.3 磁粉探伤机的维护与保养 70
3.5 磁粉检测用测量仪器 70
3.5.1 特斯拉计（高斯计） 70
3.5.2 袖珍式磁强计 71
3.5.3 照度计、紫外辐射照度计 71
3.5.4 通电时间测量器 72
3.5.5 弱磁场测量仪 72
3.5.6 快速断电试验器 72
3.6 轨道交通装备制造企业常用典型设备 72
3.6.1 轴承内外圈磁粉探伤机 72
3.6.2 轮对磁粉探伤机 73
3.6.3 车轴荧光磁粉探伤机 73
3.6.4 旋转磁场井式车钩零件探伤机 74
3.6.5 悬吊件磁粉探伤机 74
3.6.6 货车摇枕侧架磁粉探伤机 75
3.6.7 齿轮磁粉探伤机 75
3.6.8 转向架构架整体磁化探伤机 76
4 磁粉检测器材 77
4.1 磁粉 77
4.1.1 磁粉的分类 77
4.1.2 磁粉的性能及测试 78
4.2 载液 85
4.2.1 油性载液 85
4.2.2 水载液 85
4.3 磁悬液 86
4.3.1 磁悬液浓度 86
4.3.2 磁悬液浓度快速测定 87
4.3.3 磁悬液配制 87
4.4 反差增强剂 89
4.4.1 应用 89
4.4.2 配方、施加及清除 89
4.5 标准试片与标准试块 90
4.5.1 标准试片 90
4.5.2 标准试块（B型、E型、1型、2型） 94
4.5.3 自然缺陷试块和专用试块 98
4.5.4 提升力试块 98
5 磁粉检测工艺 99
5.1 磁粉检测方法分类 99
5.1.1 磁粉检测的分类方法 99
5.1.2 连续法和剩磁法 100
5.1.3 干法和湿法 102
5.1.4 荧光磁粉检测与非荧光磁粉检测 103
5.1.5 磁粉检测——橡胶铸型法 103
5.1.6 磁橡胶法 104
5.2 磁粉检测程序 104
5.2.1 检测时机 104
5.2.2 预处理 105
5.2.3 磁化、施加磁粉或磁悬液 106
5.2.4 磁痕观察、记录与缺陷评级 106
5.3 退磁 107
5.3.1 剩磁的产生与影响 108
5.3.2 退磁的原理 108
5.3.3 退磁方法和退磁设备 109
5.3.4 退磁注意事项 111
5.3.5 剩磁测量 112
5.4 后处理与合格工件的标记 112
5.4.1 后处理 112
5.4.2 合格工件的标记 112
5.5 超标缺陷磁痕显示的处理和复验 113
5.6 检测记录和检测报告 113
5.7 影响磁粉检测灵敏度的主要因素 114
5.7.1 磁化 114
5.7.2 磁介质 115
5.7.3 设备性能 117
5.7.4 工件材质、形状尺寸和表面状态 117
5.7.5 缺陷自身的因素 119
5.7.6 工艺操作 119
5.7.7 检测人员素质 120
5.7.8 检测环境的条件 120
5.8 磁粉检测作业指导书的编制 122
6 磁痕分析 127
6.1 磁痕分析的意义 127
6.1.1 什么是磁痕 127
6.1.2 磁痕的分类 127
6.1.3 磁痕分析的意义 128
6.1.4 磁痕分析的方法 128
6.2 相关磁痕 129
6.2.1 原材料缺陷及磁痕特征 129
6.2.2 铸造缺陷及磁痕特征 130
6.2.3 锻造缺陷及磁痕特 133
6.2.4 焊接缺陷及磁痕特征 135
6.2.5 热处理缺陷及磁痕特征 136
6.2.6 机加工缺陷及磁痕特征 138
6.2.7 在役缺陷磁痕显示特征及分析 139
6.3 非相关磁痕 139
6.4 伪磁痕 143
7 常用零部件磁粉检测 145
7.1 焊接件磁粉检测 145
7.1.1 焊接件检测的内容与范围 145
7.1.2 检测方法选择 146
7.1.3 焊接件检测实例 146
7.2 锻钢件磁粉检测 151
7.2.1 锻钢件检测的特点 151
7.2.2 锻钢件检测方法选择 152
7.2.3 锻钢件检测实例 152
7.3 铸钢件磁粉检测 155
7.3.1 铸钢件检测的特点 155
7.3.2 铸钢件检测实例 155
7.4 在役与维修件磁粉检测 156
7.4.1 在役与维修件磁粉检测的特点 156
7.4.2 在役与维修件检测实例 156
7.5 特殊工件的磁粉检测 157
7.5.1 带覆盖层工件 157
7.5.2 需要检查内腔的工件 158
7.5.3 过渡级钢和超高强度钢在磁粉检测中遇到的问题 159
7.5.4 板弯型材磁粉检测 160
7.5.5 带螺纹或键槽的工件 161
7.5.6 异形件磁粉检测 161
8 轨道交通装备典型零部件磁粉检测应用 162
8.1 车轴（轮对）磁粉检测 162
8.1.1 车轴（轮对） 162
8.1.2 车轴（轮对）磁粉检测 165
8.2 车轮的磁粉检测 169
8.2.1 车轮的制造工艺 169
8.2.2 检测工艺要点 169
8.3 齿轮的磁粉检测 172
8.3.1 齿轮的制造工艺 172
8.3.2 齿轮磁粉检测 173
8.4 机车车辆用制动盘磁粉检测 176
8.4.1 机车车辆用制动盘 176
8.4.2 制动盘磁粉检测 177
8.5 轴承零件磁粉检测 178
8.5.1 轴承概述 178
8.5.2 轴承生产及检修 179
8.5.3 轴承磁粉检测 179
8.6 摇枕侧架磁粉检测 183
8.6.1 概述 183
8.6.2 制造工艺流程 184
8.6.3 磁粉检测 184
8.7 车钩缓冲装置磁粉检测 187
8.7.1 概述 187
8.7.2 制造工艺流程 188
8.7.3 钩体、钩舌、钩尾框磁粉检测 189
8.7.4 缓冲器箱体磁粉检测 192
8.8 钢制螺旋弹簧磁粉检测 193
8.8.1 弹簧概述 193
8.8.2 钢制螺旋弹簧制造工艺 194
8.8.3 钢制螺旋弹簧磁粉检测 194
9 磁粉检测质量控制与安全防护 199
9.1 磁粉检测质量控制 199
9.1.1 概述 199
9.1.2 人员资格控制 199
9.1.3 设备与仪器控制 199
9.1.4 材料有效性控制 200
9.1.5 系统综合性能实验 203
9.1.6 文件记录与工艺方法控制 203
9.1.7 检测环境的控制 204
9.1.8 质量控制周期 205
9.2 安全防护 206
9.2.1 概述 206
9.2.2 机械与操作安全 206
9.2.3 电气安全 207
9.2.4 磁粉检测器材的安全使用 209
9.2.5 防火防爆安全 209
10 实验 211
10.1 通电圆柱导体周围的磁场分布测试 211
10.2 螺管线圈磁场分布和有效磁化范围的测试 212
10.3 线圈开路磁化L/D值对退磁场影响的实验 213
10.4 触头法磁场分布和有效磁化范围测试 214
10.5 磁轭法和交叉磁轭法有效磁化范围测试 215
10.6 干法和湿法检测灵敏度对比实验 216
10.7 检测介质的检测 217
10.8 对检测室的白光照度和紫外辐照度的测试 218
10.9 退磁方法和退磁效果实验 219
10.10 磁悬液浓度和污染实验 220
10.11 磁粉检测综合性能实验 220
10.12 焊接产品的磁粉检测 221
10.13 铸（锻）件产品的磁粉检测 224
附录A 国内外常用磁粉检测标准目录 227
附录B 部分常用钢材磁特性 233
附录C 磁粉检测使用的单位制及换算关系 236
参考文献 239