第一章 超声波检测技术及其应用 1
1.1 无损检测技术介绍 1
1.2 a型超声波探伤扫描技术及其应用 1
1.2.1 基本介绍 1
1.2.2 工作原理 1
1.2.3 仪器及缺陷示例 3
1.2.4 应用案例 4
1.2.5 优缺点及发展前景 5
1.3 b型超声波探伤扫描技术及其应用 6
1.3.1 基本介绍 6
1.3.2 工作原理 7
1.3.3 仪器及缺陷示例 7
1.3.4 应用案例 8
1.3.5 优缺点及发展前景 8
1.4 c型超声波探伤扫描技术及其应用 9
1.4.1 基本介绍 9
1.4.2 工作原理 9
1.4.3 仪器及缺陷示例 9
1.4.4 应用案例 12
1.4.5 优缺点及发展前景 15
1.5 d型超声波探伤扫描技术及其应用 15
1.5.1 基本介绍 15
1.5.2 工作原理 15
1.5.3 仪器及缺陷示例 15
1.5.4 应用案例 16
1.5.5 优缺点及发展前景 16
1.6 3d型超声波探伤扫描技术及其应用 16
1.6.1 基本介绍 16
1.6.2 工作原理 16
1.6.3 仪器及缺陷示例 16
1.6.4 应用案例 16
1.6.5 优缺点及发展前景 17
1.7 tofd超声波探伤扫描技术及其应用 18
1.7.1 基本介绍 18
1.7.2 工作原理 18
1.7.3 仪器及缺陷示例 20
1.7.4 应用案例 21
1.7.5 优缺点及发展前景 23
1.8 相控阵超声波探伤扫描技术及其应用 23
1.8.1 基本介绍 23
1.8.2 工作原理 24
1.8.3 仪器及缺陷示例 25
1.8.4 应用案例 27
1.8.5 优缺点及发展前景 29
1.9 超声导波技术及其应用 30
1.9.1 基本介绍 30
1.9.2 工作原理 30
1.9.3 仪器及缺陷示例 31
1.9.4 应用案例 32
1.9.5 优缺点及发展前景 32
1.10 多通道超声波探伤扫描技术及其应用 33
1.10.1 基本介绍 33
1.10.2 工作原理 33
1.10.3 仪器及缺陷示例 35
1.10.4 应用案例 35
1.10.5 优缺点及发展前景 36
1.11 激励脉冲技术及其应用 36
1.11.1 发射电路功率 36
1.11.2 激励脉冲频率 37
1.11.3 激励脉冲振幅 37
1.11.4 激励脉冲宽度 38
1.11.5 发射电路和激励脉冲对超声波探伤的影响 40
1.12 超声波显微镜技术及其应用 40
1.12.1 超声波扫描显微镜的基本原理 40
1.12.2 超声波扫描显微镜的特点 41
1.12.3 x-ray与c-sam成像原理 42
1.12.4 超声波扫描显微镜的应用 42
1.13 粗晶材料的超声检测技术及其应用 45
1.13.1 常见的粗晶材料 45
1.13.2 晶粒度对超声检测的影响 46
1.13.3 粗晶材料的现有检测手段 47
第二章 钢锭缺陷及其探伤分析案例 48
2.1 钢的凝固和收缩 48
2.1.1 钢的凝固 48
2.1.2 钢的凝固对质量的影响 49
2.1.3 钢的收缩 49
2.1.4 钢的收缩对质量的影响 51
2.2 影响钢锭内在质量的主要因素 52
2.2.1 钢的结晶温度范围 55
2.2.2 钢的熔点 60
2.2.3 钢的导热能力 63
2.2.4 锻造原材料生产方式 65
2.3 连铸锭缺陷及其探伤分析案例 71
2.3.1 连铸工艺与设备 71
2.3.2 连铸锭缺陷 73
2.3.3 连铸锭缺陷探伤波形 75
2.3.4 连铸锭探伤分析案例 75
2.3.5 连铸坯探伤意义 75
2.4 模铸锭缺陷及其探伤分析案例 76
2.4.1 模铸工艺与设备 76
2.4.2 模铸锭缺陷 83
2.4.3 模铸锭缺陷探伤波形 85
2.4.4 模铸锭探伤分析案例 87
2.5 电渣重熔锭缺陷及其探伤分析案例 87
2.5.1 电渣重熔工艺与设备 87
2.5.2 电渣重熔锭缺陷 92
2.5.3 电渣重熔锭缺陷探伤波形 94
2.5.4 电渣重熔锭探伤分析案例 94
第三章 锻件缺陷及其探伤分析案例 96
3.1 锻造过程需要注意的几点问题 96
3.1.1 钢锭缺陷对锻造质量的影响 96
3.1.2 锻造方式选择 96
3.1.3 钢的过热过烧 98
3.1.4 锻造热力学参数 99
3.2 锻件探伤方法 105
3.2.1 锻件的手工探伤 105
3.2.2 锻件的自动化探伤 116
3.3 探伤缺陷的性质分类及其波形 116
3.3.1 缩孔 116
3.3.2 疏松 116
3.3.3 裂纹 117
3.3.4 白点 118
3.3.5 夹杂物 118
3.3.6 偏析 118
3.3.7 晶粒粗大 118
3.4 按工件形状的探伤方法及其波形 119
3.4.1 圆棒类锻件探伤 119
3.4.2 饼类锻件探伤 123
3.4.3 空心类锻件探伤 125
3.4.4 其他类型锻件探伤 126
3.5 锻件探伤分析案例 126
3.5.1 轴类锻件探伤分析案例 126
3.5.2 饼类锻件探伤分析案例 127
3.5.3 筒形锻件探伤分析案例 129
第四章 热处理缺陷及其探伤分析案例 131
4.1 热处理基础知识 131
4.1.1 退火和正火 131
4.1.2 淬火 132
4.1.3 回火 133
4.2 热处理应力 133
4.2.1 热应力 133
4.2.2 组织应力 133
4.2.3 附加应力 133
4.2.4 残余应力 133
4.3 淬火裂纹 134
4.3.1 淬火裂纹的特征 134
4.3.2 淬火裂纹的分类 134
4.3.3 淬火裂纹的产生原因 135
4.4 回火裂纹 138
4.4.1 回火脆性 138
4.4.2 回火裂纹的产生原因 138
4.5 时效裂纹 139
4.6 淬后加工裂纹 139
4.6.1 冷处理裂纹 139
4.6.2 机械加工裂纹 139
4.6.3 化学加工裂纹 140
4.7 热处理缺陷探伤分析案例 140
4.7.1 热处理裂纹探伤分析案例 140
4.7.2 热处理过热缺陷探伤分析案例 144
4.7.3 热处理混晶缺陷探伤分析案例 147
4.7.4 热处理退火缺陷探伤分析案例 152
第五章 探伤缺陷的宏观检验及其分析案例 156
5.1 低倍检验及其分析 156
5.1.1 低倍检验方法 156
5.1.2 连铸锭低倍缺陷及其分析案例 158
5.1.3 模铸锭低倍缺陷及其分析案例 165
5.1.4 电渣重熔锭低倍缺陷及其分析案例 171
5.1.5 锻件低倍缺陷及其分析案例 173
5.2 断口检验及其分析 175
5.2.1 断口检验方法 175
5.2.2 断口组织与评定 175
5.2.3 断口检验案例 177
第六章 探伤缺陷的金相检验及其分析案例 181
6.1 金相检验的发展 181
6.2 试样的截取 181
6.3 试样的制备 182
6.4 试样显微组织的观察 184
6.5 锻件的金相检验及其分析案例 185
6.5.1 非金属夹杂物检验 185
6.5.2 纯净度检验 187
6.5.3 晶粒度检验 187
6.5.4 金相组织检验 189
6.5.5 探伤样品的检验 189
第七章 探伤缺陷的扫描电镜检验及其分析案例 197
7.1 扫描电子显微镜 197
7.1.1 发展情况 197
7.1.2 工作原理 197
7.1.3 工作方式 197
7.1.4 组成结构 198
7.1.5 优点 198
7.2 能谱仪 198
7.2.1 简介 198
7.2.2 x射线能谱分析 198
7.2.3 能谱分析的特点 199
7.3 扫描电镜试样的制备 199
7.4 探伤缺陷的扫描电镜分析案例 199
7.4.1 过热、过烧 199
7.4.2 铜脆 203
7.4.3 层状断口 205
7.4.4 锻造折叠 207
7.4.5 缩孔 208
7.4.6 白点 209
第八章 锻件探伤典型缺陷失效分析案例 214
8.1 失效分析概况 214
8.1.1 失效分析定义和目的 214
8.1.2 失效分析的发展史 214
8.1.3 锻件失效分析 215
8.2 锻件探伤缺陷分析案例 216
8.2.1 裂纹缺陷探伤分析案例 216
8.2.2 白点缺陷探伤分析案例 219
8.2.3 针孔、气泡缺陷探伤分析案例 222
8.2.4 皮下缺陷探伤分析案例 224
8.2.5 中心偏析、疏松缺陷探伤分析案例 227
8.2.6 带状偏析缺陷探伤分析案例 229
8.2.7 锭型偏析缺陷探伤分析案例 232
8.2.8 锻件内部夹渣缺陷探伤分析案例 235
8.2.9 氮化物夹杂缺陷探伤分析案例 239
8.2.10 组织缺陷探伤分析案例 243
8.2.11 热处理缺陷探伤分析案例 247
参考文献 252
附录 255
附录1 连铸锭超声波探伤缺陷a型特征图谱 255
附录2 模铸锭超声波探伤缺陷a型特征图谱 257
附录3 电渣重熔锭超声波探伤缺陷a型特征图谱 259
附录4 锻件超声波探伤缺陷a型特征图谱 261
附录5 实心轴锻件内部缺陷的超声波截面图识别方法 269
附录6 连铸锭超声波探伤低倍图谱 272
附录7 锻件超声波探伤低倍图谱 280
附录8 锻件超声波探伤金相图谱 282
附录9 锻件非金属夹杂物的金相检验 285
附录10 锻件超声波探伤扫描电镜图谱 288
附录11 锻件超声波探伤对比试块制作 296
附录12 各类锻件超声波探伤工艺卡 306
附录13 相控阵a、b型试块测试方法 311
附录14 锻件断口检验图谱 321
附录15 超声波相控阵探伤缺陷的b、c、d、s特征图描述 325
附录16 连铸锭超声波探伤缺陷b+c+d+s型特征图谱 328
附录17 模铸锭超声波探伤缺陷b+c+d+s型特征图谱 335
附录18 电渣重熔锭超声波探伤缺陷b+c+d+s型特征图谱 342
附录19 锻件超声波探伤缺陷s型特征图谱 349
附录20 锻件超声波探伤缺陷c型特征图谱 353