第一章 缩孔、缩孔残余及疏松 1
第一节 钢的凝固和收缩 1
一、钢的冷却和凝固 1
二、钢在凝固过程中的收缩 6
三、铸锭的结晶及三带晶区 10
第二节 缩孔及缩松 14
一、铸钢中的缩孔及缩松 15
二、气孔及铸件中的蜂窝状缺陷 17
第三节 缩孔残余及其预防 20
一、钢锭中的缩孔及锻件中的缩孔残余 20
二、缩孔残余的特征及其评级 22
三、缩孔及缩孔残余的预防 25
第四节 疏松 27
一、一般疏松 27
二、中心疏松 29
第二章 白点 32
第一节 钢中白点的特征 32
一、白点的纵向断口特征 32
二、白点在横向低倍酸浸试片上的特征 33
三、白点的显微组织特征 36
四、白点断口的电子显微镜特征 36
五、白点的可锻合特性 43
六、钢的白点敏感性 44
第二节 白点的危害及其检验 45
一、白点的危害 45
二、白点的检验 53
（一）热酸侵蚀法 54
（二）冷酸侵蚀法 55
（三）断口检验法 55
（四）富利试剂侵蚀法 56
（五）白点的金相显微镜检验 56
（六）白点的扫描电子显微镜特征 56
（七）磁粉检验 56
（八）着色多探伤 57
第三节 影响白点产生的因素及白点的预防 59
一、影响白点形成的主要因素 61
（一）钢中氢含量对白点形成的影响 61
（二）热处理对白点形成的影响 62
（三应力对白点形成的影响 63
（四）偏析对形成白点的影响 64
（五）出现白点的温度及白点形成的潜伏期 64
（六）关于钢对白点形成的免疫性 65
二、白点的预防及白点的焊合 65
（一）减少液态钢中的氢含量 66
（二）减少固态钢中的氢 67
（三）白点的焊合 74
第三章 钢中裂纹 77
第一节 铸钢中的裂纹 77
一、热裂 77
（一）热裂的形成机理 78
（二）影响热裂形成的因素 81
二、铸造应力 84
（一）铸件在冷却过程中的热应力 85
（二）铸钢件在冷却过程中的相变应力 86
（三）机械阻碍应力 86
三、铸件的冷裂 87
（一）冷裂的产生和预防 87
（二）大型铸件中的内冷裂 88
第二节 钢的热处理裂纹 95
一、钢的热处理应力 95
（一）热应力 96
（二）组织应力 98
（三）残余应力 101
二、淬裂与残余应力的关系 104
三、钢件热处理淬火裂纹的类型和特征 106
（一）纵向裂纹 107
（二）横向裂纹和弧形裂纹 108
（三）表面裂纹 110
（四）剥离裂纹 113
四、防止淬火裂纹的措施 115
（一）减少由于组织应力而引起的残余拉应力 116
（二）提高马氏体的强度 116
（三）消除冷却的不均匀性 116
五、大型锻件热处理过程中的内裂纹 117
（一）大型锻件热处理过程中的应力分析 117
（二）大型工件热应力型内裂及开裂实例分析 120
第三节 锻造裂纹 125
一、内部裂纹 125
（一）锻造不当引起的内部裂纹 125
（二）内应力引起的内部裂纹 125
（三）缩孔残余引起的内裂纹 126
二、其它形式的裂纹 126
（一）炸裂 126
（二）烧裂 127
（三）纵裂 127
（四）表面裂纹 128
第四节 疲劳裂纹 128
一、疲劳裂纹的概念 128
二、疲劳断口的宏观特征及疲劳裂纹的形态 131
（一）疲劳断口的宏观特征 131
（二）几种常见载荷下疲劳裂纹的形态 134
第四章 偏析、夹杂物和晶粒粗大 138
第一节 偏析 138
一、钢的选分结晶 138
二、镇静钢铸锭纵剖面上的偏析 139
三、方框形偏析 141
四、点状偏析 141
第二节 夹杂物、夹渣 144
一、非金属夹杂物的采源 144
二、非金属夹杂物的评级与鉴定 145
（一）非金属夹杂物的评级 145
（二）非金属夹杂物的鉴定 146
三、非金属夹杂物在钢中的分布 150
（一）夹杂物在金相显微镜下的形态 150
（二）夹杂物在钢锭中的分布 153
（三）低倍夹杂（夹渣）及其分布 156
四、减少钢中非金属夹杂物的途径 157
（一）减少原材料对非金属夹杂物的影响 157
（二）注意氧化期和还原期的操作 157
（三）在浇注系统中应注意的事项 158
第三节 晶粒粗大 158
一、晶粒度及晶粒度的评定 158
（一）晶粒度的概念 158
（二）晶粒度的评定 160
二、晶粒粗大及其影响因素 162
（一）本质细晶粒钢与本质粗晶粒钢 162
（二）钢的化学成分对奥氏体粗化温度的影响 163
（三）加热温度及保温时间对奥氏体晶粒度的影响 163
三、铁素体晶粒粗大及其影响因素 164
（一）铁素体晶粒粗大 164
（二）影响铁素体晶粒粗大的因素 164
四、大型锻件的晶粒粗大 166
五、奥氏体钢的晶粒及其细化 167
（一）奥氏体不锈钢 167
（二）奥氏体钢的晶粒及形变再结晶 168
第五章 超声波探伤基础 169
第一节 超声波探伤仪和试块 169
一、超声波探伤仪 169
（一）超声波探伤仪的分类 169
（二）A型脉冲超声波探伤仪 174
（三）探头（换能器） 178
二、试块 182
（一）试块的作用 182
（二）试块的分类 183
（三）常用试块的设计及制作要求 183
三、超声波探伤仪主要性能及测试 197
（一）探伤仪性能及仪器探头组合性能的技术要求 197
（二）探伤仪及探头性能的测试方法 197
第二节 超声波判伤与低倍组织的关系 216
一、了解缺陷的特征及热工艺对于判伤的重要性 216
二、波形与低倍组织的对应关系 219
第三节 多次反射在超声波判伤中的应用 219
一、各种形状工件的多次反射波形 219
二、多次反射与判伤 228
第六章 蜂窝状缺陷的超声波探伤 230
第一节 蜂窝状缺陷及其在铸件中的分布 230
一、蜂窝状缺陷的特征 230
二、蜂窝状缺陷在铸件中的分布 230
第二节 蜂窝状缺陷的探伤 232
一、蜂窝状缺陷的波形特征 232
二、蜂窝状缺陷的范围测定 234
第三节 蜂窝状缺陷的探伤举例 236
例一、铸钢耳轴蜂窝缺陷的探伤 236
例二、铸钢托轮蜂窝状缺陷的探伤 238
例三、铸造箱体蜂窝状缺陷的探伤 241
第七章 白点的超声波探伤 245
第一节 白点的波形特征 245
一、白点的特点及反射特性 245
二、白点的波形特征 246
第二节 白点在钢中的分布规律 249
一、白点的产生及出现规律 249
二、白点在不同形状锻件中的分布规律 250
第三节 白点的超声波探伤 256
一、心部无位向分布白点的探伤 256
二、合金钢环状分布的白点的探伤 259
三、饼形锻件白点的探伤 263
四、白点与夹渣并存时的探伤 264
五、白点与偏析共存时的探伤 265
六、白点缺陷的判伤失误分析 265
第四节 白点工件的探伤实例 267
例一、40钢车轴心部无位向白点的探伤 267
例二、45方钢中白点的探伤 269
例三、38CrSiMnMo钢主动轴白点的探伤 271
例四、40CrMnMo连接轴白点的探伤 274
例五、40Cr方形大锻件白点的探伤 275
例六、45钢大型管锻件白点的探伤 279
第八章 夹杂物的超声波探伤 281
第一节 夹杂物在钢中的形态及分布规律 281
一、钢中夹杂物的种类及形态 281
二、夹杂物在钢中的分布 282
第二节 夹杂物的波形特征 284
一、夹杂的声学反射特性及探伤灵敏度选择 284
二、夹杂波形的基本特征 286
第三节 夹杂物的超声波探伤 290
一、群集夹杂物的超声波探伤 290
二、单个夹杂的超声波探伤 292
三、夹杂物缺陷的判伤失误分析 293
第四节 夹杂物的超声波探伤实例 294
例一、40Cr轴中聚集夹杂物的探伤 294
例二、渣罐车车轴中分散性夹杂物的探伤 298
例三、铸钢耳轴有异金属夹杂时的探伤 300
例四、铸钢中夹渣、缩孔、缩松并存时的探伤 303
第九章 缩孔与缩孔残余的超声波探伤 304
第一节 缩孔、缩孔残余的分布及特征 304
一、缩孔、缩孔残余的产生与分布规律 304
二、缩孔及缩孔残余的特征 306
第二节 缩孔、缩孔残余的波形特征 307
一、缩孔、缩孔残余的声学反射特性 307
二、缩孔、缩孔残余的波形特征 308
第三节 轴类工件中缩孔及缩孔残余的探伤 310
一、缩孔的探伤 310
二、缩孔大小的测定 311
三、缩孔残余的探伤 312
四、缩孔残余缺陷的探伤分析失误 313
第四节 缩孔与缩孔残余探伤实例 314
例一、ZG80CrMo轧辊的超声波探伤 314
例二、40Cr轴二次缩孔的探伤 316
例三、人字齿轴缩孔残余的探伤 316
例四、42CrMo轴缩孔残余的探伤 318
第十章 裂纹的超声波探伤 322
第一节 大型锻件内裂纹的超声波探伤 322
一、裂纹的超声波探伤特征 322
二、横向内裂纹的超声波探伤 325
三、纵向裂纹、倾斜状裂纹及树枝状裂纹的探伤 330
四、方形工件中内裂纹及探伤 335
第二节 锻件中的鸟巢缺陷及其探伤 337
一、锻件中的鸟巢缺陷 337
二、鸟巢缺陷的探伤 340
第三节 表面裂纹的探伤 343
一、疲劳裂纹的探伤 344
二、表面裂纹的深度测定 347
三、裂纹缺陷的超声波探伤工艺安排 352
四、裂纹超声波探伤失误分析 353
第四节 钢中裂纹探伤举例 354
例一、延伸机轧辊探伤 354
例二、铸钢轧辊横向内裂纹探伤 355
例三、柱塞纵向内裂纹探伤 358
例四、接轴轴心部位裂纹的探伤 360
例五、轴承座内裂纹探伤 364
例六、瓦座的超声波探伤 366
例七、鸟巢缺陷的超声波探伤 366
第十一章 疏松、偏析、晶粒粗大的超声波探伤 371
第一节 疏松、偏析、晶粒粗大的探伤特征 371
一、疏松、偏析、晶粒粗大的分布特征及声学反射特性（一）（二）（三） 371
二、疏松、偏析、晶粒粗大的波形特征（一）（二） 373
第二节 疏松、偏析及晶粒粗大的探伤 374
一、疏松的探伤（一）（二） 374
二、偏析的探伤（一）（二） 375
三、晶粒粗大的探伤 376
第三节 疏松、晶粒粗大探伤实例 379
例一、中齿轴中心疏松的探伤 379
例二、托轮轴晶粒粗大的探伤 381
第十二章 各种缺陷的波形特征及超声波定性图解 384
一、缺陷的综合分析 384
二、动态波形与缺陷性质的关系（一）（二）（三） 384
三、常见缺陷的波形特征 387
四、超声波探伤定性图解 387
附录1 A型脉冲反射式超声探伤仪通用技术条件 393
附录2 超声探伤用探头性能测试方法 424
参考文献 461