钢中缺陷的超声波定性探伤 第2版2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

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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