磁粉检测上课讲义.ppt

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1、磁粉检测主要优点：1、直观地显示出缺陷的形状、位置与大小，并能大致确定缺陷的性质；2、检测灵敏度高，可检出宽度仅为0.1μm的表面裂纹；3、应用范围广，几乎不受被检工件大小及几何形状的限制；4、工艺简单，检测速度快，费用低。第四章磁粉检测缺点：该方法仅局限于检测能被显著磁化的铁磁性材料（Fe、Co、Ni及其合金）及由其制作的工件表面与近表面缺陷；不能用于抗磁性材料（如Cu）及顺磁性材料（如Al、Cr、Mn）——工程上统称为非磁性材料的检测。磁性合金在外加磁场中，可表现出三种情况：（1）不被磁场吸引的，叫反（抗）磁性材料；（

2、2）微弱地被磁场所吸引的物质，叫顺磁性材料；（3）被磁场强烈地吸引的物质，称铁磁性材料，其磁性随外磁场的加强而急剧增高，并在外磁场移走后，仍能保留磁性。金属材料中，大多数过渡金属具有顺磁性；只有Fe、Co、Ni等少数金属是铁磁性的。第四章磁粉检测4.1磁粉检测的基本原理一、金属的铁磁性在外磁场的作用下，铁磁性材料会被强烈磁化。反映外加磁场强度H与铁磁性材料内部磁感应强度B之间联系的闭合曲线称为磁滞回线。第四章磁粉检测磁感应强度或磁化强度外加磁场强度图4—2磁滞回路材料的磁滞回路：1.磁滞性；2.剩磁感应强度Br；3.矫顽磁力

3、H0。1．磁滞性：在卸除外加磁场时，H已减到零值时，B要滞后一点时间才达到零值。第四章磁粉检测图4—2磁滞回路材料的磁滞回路：1.磁滞性；2.剩磁感应强度Br；3.矫顽磁力H0。2．剩磁感应强度Br：当外加磁场强度为零时，这时原放置在磁场中的铁磁性材料的磁性还未完全消失，这时材料中所保留的磁感应强度，称之为~。第四章磁粉检测图4—2磁滞回路3．矫顽磁力Ho：如果要使材料中的剩磁消失，就必须改变外加磁场的磁场强度H的方向，对材料进行反向磁化，使B=0的H值，称为~。第四章磁粉检测在外磁场作用下，铁磁性材料会被强烈磁化。反映外加磁

4、场强度H与铁磁性材料内部磁感应强度B之间联系的闭合曲线称为磁滞回线。根据磁滞回线形状的不同，可以把铁磁性材料划分为软磁性和硬磁性材料两类。软磁性材料的磁滞特性不显著。矫顽磁力很小，剩磁非常容易消除；硬磁性材料的磁滞特性则非常显著，矫顽磁力和剩磁都很大，适于制造永久磁铁。第四章磁粉检测影响磁特性的主要因素：铁磁性材料的晶格结构不同，其磁性会有显著改变。在常温下，面心立方晶格的铁是非磁性材料，体心立方晶格的铁则是铁磁性材料。除此以外，材料的合金化、冷加工及热处理状态都会影响材料的磁特性。例如：(1)随着含碳量的增加，碳钢的矫顽力几

5、乎呈线性增大，而最大相对磁导率却随之下降。(2)合金化将增大钢材的矫顽力，使其磁性硬化。例如正火状态的40钢和40Cr钢的矫顽力分别为584A／m和1256A／m。(3)退火和正火状态钢材磁特性的差别不大，而淬火则可以提高钢材的矫顽力。(4)品粒愈粗．钢材的磁导率愈大．矫顽力愈小，逆之则反。(5)钢材的矫顽力和剩磁将随压缩变形率的增加而增加。第四章磁粉检测漏磁场是指被磁化物体内部的磁力线在缺陷或磁路截面发生突变的部位离开或进入物体表面所形成的磁场。漏磁场的成因在于磁导率的突变。若被磁化的工件上存在缺陷，由于缺陷内所含的物质一般

6、有远低于铁磁性材料的磁导率，因而造成了缺陷附近磁力线的弯曲和压缩。如果该缺陷位于工件的表面或近表面，则部分磁力线就会在缺陷处逸出工件表面进入空气中，绕过缺陷后再折回工件，由此形成了缺陷的漏磁场。如果在漏磁场处撒上磁导率很高的磁粉，因为磁力线穿过磁粉比穿过空气更容易，所以磁粉会被该漏磁场吸附。第四章磁粉检测缺陷的漏磁场与磁粉的吸附二、漏磁场第四章磁粉检测漏磁场与磁粉的相互作用：磁粉检测的基础是缺陷的漏磁场与外加磁粉的磁相互作用，即通过磁粉的聚集来显示被检工件表面上出现的漏磁场，再根据磁粉聚集形成的磁痕的形状和位置分析漏磁场的成

7、因并评价缺陷。设在工件表面上有漏磁场存在，如果在漏磁场处撒上磁导率很高的磁粉，因为磁力线穿过磁粉比穿过空气更容易，所以磁粉会被该漏磁场吸附。被磁化的磁粉沿缺陷漏磁场的磁力线排列。在漏磁场力的作用下，磁粉向磁力线最密集处移动（缺陷附近磁力线的弯曲和压缩），最终被吸附在缺陷上。由于缺陷的漏磁场有比实际缺陷本身达数倍乃至数十倍的宽度，故磁粉被吸附后形成的磁痕能放大缺陷。通过分析磁痕评价缺陷，即是磁粉检测的基本原理。第四章磁粉检测三、影响漏磁场强度的主要因素：磁粉检测灵敏度的高低取决于漏磁场强度的大小。在实际检测过程中，真实缺陷漏磁

8、场的强度受到多种因素的影响，主要有：1、外加磁场强度：外加磁场使被检材料的磁感应强度达到饱和值的80%以上，缺陷漏磁场的强度会显著增加；第四章磁粉检测2、缺陷的位置与形状：缺陷埋藏深度越深，漏磁场强度越小；缺陷切割磁力线的角度越接近正交，漏磁场强度越大；同样条件下，表面缺陷的