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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