磁痕分析

磁粉探伤中的磁痕分析与判断摘要：本论文根据理论联系实际工作，对磁粉探伤工作中的磁痕作出正确的分析与判断。

前言：磁粉探伤又称磁粉检测，是应用较广泛的无损检测方法之一。

作为一名磁粉探伤人员来讲，正确地检测和判断磁痕是极为重要的，它直接影响探伤结果的准确性。

关键词：磁粉探伤磁痕分析判断现简单谈一下各种磁痕显示的分析和判断：一、假磁痕假磁痕是一种非正常显示，是一种假象，它不是由于漏磁场而产生的，所以应正确予以判定。

假磁痕产生的原因及特征和鉴别方法：1、工件表面粗糙（如焊缝两侧的凹陷，粗糙的机加工和铸造表面）会滞留磁粉形成磁痕。

磁粉的堆积很松散，磁痕轮廓不清晰，如果将工件在煤油或水分散剂内漂洗可将磁痕除去。

2、工件表面存在油脂、纤维物、发丝及脏物都会粘附磁粉而形成磁痕。

只要仔细观察即可辨认，然后通过清洗工件表面可以消除。

3、工件表面的氧化和锈蚀以及油漆斑点的边缘上滞留磁粉会形成磁痕，该磁痕经仔细观察即可辨认清楚。

4、磁悬液浓度过大，磁粉施加不当都可能造成假磁痕，不易辨认，磁粉松散，磁痕轮廓不清晰，漂洗后磁痕即消除。

二、非相关显示的判定非相关显示不是来源于缺陷，但却是由漏磁场产生的，其形成原因复杂，一般与工件本身、工件外形结构、采用的磁化规范、工件的制造工艺等因素有关。

非相关显示的工件，其强度和使用性能并不受影响，对工件不构成危害，但它却与相关显示容易混淆，不易识别，如若不慎，将非相关磁痕误判为相关磁痕，就会使合格的工件报废而造成经济损失；相反，如果把相关磁痕误判为非相关磁痕，也会造成质量隐患。

非相关显示产生的原因和特征以及鉴定方法如下：（一）磁极和电极附近1、产生原因：采用电磁检验时，由于磁极与工件接触处，磁力线离开工件表面和进入工件表面都产生漏磁现象，而且磁极附近磁通密度大。

所以，在磁极和电极附近的工件表面会产生一些磁痕显示。

2、特征：磁痕松散，容易与缺陷区分，但是容易掩盖相关显示。

3、鉴别方法：退磁后，改变电极或磁极的位置，重新检验，该磁痕重复显示的可能是相关显示，不再出现的为非相关显示。

磁痕分析一、基本概念磁痕：磁粉检测中能观察到的不连续性或缺陷导致磁粉聚集的图像，叫磁痕。

简称显示或磁粉显示。

这种显示的宽度为真实不连续性宽度数倍，即磁痕对缺陷有放大作用。

相关显示：被检测产品上由于材料缺陷的漏磁场形成的显示称为相关显示。

也称为缺陷显示。

非相关显示：由于工件截面和材料磁导率差异等产生的漏磁场形成的磁粉显示。

伪显示：不是漏磁场形成的显示（假显示）。

非缺陷显示：非相关显示和伪显示产生的磁粉显示称为非缺陷显示。

二、非相关显示和伪显示1、显示特点非相关显示和伪显示是一种非缺陷显示，它们干扰了对相关显示的磁痕判断，应予以排除。

非相关显示和伪显示特点：磁痕图像一般显示浅谈、沉积稀薄，堆集疏散，外缘模糊，磁痕不清晰。

它的出现有一定的规律性，特别是成批工件检验中。

伪显示磁痕受到工件外形、结构、材料、工艺等方面影响，可以找到影响因素予以排除。

2、产生原因A、工件几何形状引起的非相关显示比较复杂形状工件，如小孔、键槽、螺纹、齿根尖角及断面突变等形状，引起工件局部漏磁场并产生磁粉显示。

特征：磁痕分布不集中，松散宽大不浓密，轮廓不清晰。

减小磁化场时磁粉堆集减小或不显示。

B、机械加工和机械创伤引起非相关显示工件机械加工中，若表面较深刀痕，划痕、局部撞击，以及滑移等压力变形等都可以产生局部漏磁场，形成磁痕显示。

特征：磁痕呈规则线状、较宽而直，磁粉图像不清晰。

重复磁化时图像再现性差。

降低磁化场，磁痕不明显。

擦去磁痕肉眼或放大镜可以看到划痕或刀痕底部。

C、工件材质本身引起的非相关显示材料金相组织的变化，工件间磁导率的差异、局部淬火、局部冷作硬化、原始组织不均匀等；金相组织变化多发生焊接工件上；磁导率差异多发生在不同材料焊接处；局部淬火和局部冷作硬化多发生在工件加工过程中。

D、检测工艺不适当引起的非相关显示外磁场过大、电极处磁极干扰、磁写处；工件预处理不当；使用触头磁化时，电极处电流过大形成磁粉堆集。

三、相关显示1、常见缺陷分类A、原材料本身潜藏的缺陷材料冶炼、轧制等工序产生的缺陷。

简述磁粉检测的磁痕类别磁粉检测是利用铁磁性材料工件被磁化后，磁力线在不连续处产生畸变形成漏磁场，吸附施加在工件上的磁粉显示出磁痕，从而反映出缺陷的位置、形状及大小。

磁痕是肉眼可以看到的磁粉聚集的图像，也可以叫作磁痕显示或简称显示。

磁痕显示对缺陷的宽度有放大作用，为实际缺陷宽度的数倍，所以磁粉检测能将目视不可见的缺陷显示出来，具有较高的检测灵敏度。

然而，有磁痕显示并不一定代表工件就存在缺陷。

只有相关显示才是缺陷造成的，非相关显示以及假显示的存在不意味着工件存在问题。

磁痕显示分为相关显示、非相关显示以及假显示，由于材料缺陷的漏磁场而形成的显示是相关显示；由于工件截面突变、工件上的机械创伤、材料磁导率差异等产生的漏磁场形成的磁痕显示是非相关显示；而非漏磁场形成的磁痕显示统称为假显示，非相关显示容易与相关显示磁痕混淆，可能引起对检测结果的错误评判，造成不必要的损失。

这些在《磁粉检测》教科书中都有说明。

但是，本文对非相关显示的分类与书中的观点有所不同。

文中列出了进行磁粉检测时常见的一些非相关显示的典型磁痕显示图片，以供参照。

1 非相关显示分类1.1 形状因素引起的非相关显示工件上如有小孔、键槽、尖内角、棱边、截面突变等，磁力线在这些部位将产生畸变形成漏磁场吸附磁粉，从而出现磁痕显示，显示实例见图1～图6。

这些非相关显示磁痕一般主要聚集在形状突变处边缘或四周，其磁痕宽大，轮廓不清晰，但这些磁痕易掩盖相关显示磁痕。

如图1所示若该齿根部位存在缺陷，则缺陷将被掩盖而无法判断出。

作者在实际工作中也遇到过如图3所示转接处存在裂纹，但磁检无法观察出缺陷从而判定合格的情况。

这种时候，我们要借助放大镜对这些特殊部位进行仔细观察予以排除缺陷。

1.2 材质因素引起的非相关显示工件材料金相组织的变化、工件不同部位磁导率的差异以及低碳合金钢碳化物的带状组织等等都能引起非相关显示，这是由于磁力线在此处会畸变产生漏磁场吸附磁粉从而显示出磁痕，显示实例见图7、图8。

锻钢曲轴磁痕形成机理研究锻钢曲轴磁痕形成机理研究引言：锻钢曲轴的磁痕是指在其表面或横截面上发现的磁性条纹状痕迹。

研究发现，曲轴的磁痕可直接影响发动机的性能和寿命。

因此，了解并研究锻钢曲轴磁痕的形成机理对于提高曲轴的质量和性能至关重要。

一、磁痕的概念与研究现状从早期的对磁痕的观察到现代科学技术的发展，对曲轴磁痕的研究已有较长的历史。

磁痕的发现及其分布特点的研究为深入了解曲轴内部组织和应力分布提供了重要线索。

二、磁痕的形成机理1. 热历史效应：锻钢曲轴在生产过程中会经历多次的加热与冷却循环。

不同温度下的加热与冷却过程导致曲轴组织结构发生变化，形成微观组织的不均匀性。

当曲轴处于不均匀热历史效应下时，形成了磁性区域与非磁性区域，进而形成磁痕。

2. 机械反应效应：在曲轴的制造过程中，经历了多次的塑性变形和应力状态变化。

曲轴在拔出料后会发生弹性恢复，并使材料的磁性产生变化。

而曲轴上不同位置处的材料弹性恢复程度也不同，导致曲轴表面产生不均匀的磁痕。

3. 表面磁痕的形成：曲轴在使用过程中，由于磨损、腐蚀等因素，其表面会产生摩擦和剥离。

这样，在表面形成的微裂纹和疲劳损伤处会出现局部的磁痕。

三、磁痕对曲轴性能的影响磁痕对曲轴的性能有着直接的影响。

首先，磁痕的存在会引发局部的应力集中，导致曲轴的疲劳寿命降低。

此外，磁痕也会增加曲轴的摩擦阻力，降低发动机的效率。

最重要的是，磁痕的存在会使曲轴表面易于附着杂质，加速磨损和腐蚀的发生。

四、控制磁痕形成的方法和技术1. 工艺优化：在制造过程中，通过合适的工艺参数和先进的工艺方法，控制曲轴的加热与冷却速率，在微观结构上达到均匀性，从而降低磁痕的形成概率。

2. 表面处理：通过表面处理方法，如硬质合金喷涂、薄膜涂层和表面改性等，增强曲轴表面的硬度、抗磨性和耐蚀性，降低表面形成磁痕的可能性。

3. 磁场处理：通过在制造过程中施加强磁场等手段，改变曲轴材料的磁性状态，调节其内部应力分布，从而减少磁痕的形成。

球墨铸铁件的一种磁痕分析摘要：通过分析疑似裂纹磁痕的特性，结合渗透检测、金相检验结果，发现该磁痕为气隔缺陷导致，并非裂纹磁痕。

关键词：球墨铸铁件；疑似裂纹；气隔；磁痕分析前言：目前，我国是世界上生产铸铁最多的国家，铸件产量占全球总量的25%[1]。

近年来一直保持高速增长。

但我国球墨铸铁的应用比例仍远远落后于发达国家，优质球墨铸铁的应用仍有较大空间。

优质球墨铸铁的优点是化学成分稳定、石墨形态好、力学性能优良、基体组织适宜。

但在实际生产过程中，由于受形状、工艺等影响，会产生很多不确定的缺陷。

然而在常规检测手段中，单一方法可信度并非100%，常利用多种检测手段进行互补，尽可能的发现缺陷、定义缺陷，为生产及工艺提供有利参数，避免不必要的经济损失。

1问题的提出众所周知，铁磁性材料工件被磁化后，由于不连续性的存在，使工件表面和近表面的磁感应线发生局部畸变而形成漏磁场，从而形成磁痕，但这些磁痕受制造工艺、结构形状的影响，在磁粉检测过程中发现的所有磁痕并非全为缺陷磁痕，有的是非相关磁痕显示、伪磁痕显示。

在实际检测中，非相关磁痕容易与相关磁痕混淆。

若无法精准区分，会加剧浪费、损失，或造成假象，难以确保精准设计、工艺，无法保障信息的可靠性。

近年来，对某公司生产的球墨铸铁齿轮箱箱体进行荧光磁粉检测，于箱体厚大部位可见疑似裂纹磁痕，但产品质量要求该部位不可存在裂纹缺陷。

为实现磁痕精准辨别，选择渗透检测、金相检验开展验证与分析，确定这类磁痕显示是否属于气隔引起的磁痕显示。

2磁粉检测及磁痕显示特征结合箱体结构较为复杂，形状也不规则，选用如下检测公工艺：（1）磁化规范：磁轭法；(2)提升力：44.1N；(3)荧光磁粉：不小于320目；(4)载液：水载液；(5)灵敏度：15/50A型试片清晰显示；（6）白光照度：5Lx；（7）黑光照度：1525μW/cm2；（8）检测时机：精磨后；（9）探伤仪器：TCL-II磁粉探伤车（10）表面状态：Ra≤25µm。

高频淬火销轴无损检测周向磁痕的分析与评定摘要：高频淬火销轴是机械制造中常见的零配件之一，其性能稳定与否对机械的正常运行有着至关重要的作用。

然而，销轴在生产中可能会出现周向磁痕的情况，影响其使用寿命和质量。

本文对高频淬火销轴的无损检测方法进行了研究，并对周向磁痕进行了分析和评定，为销轴的生产和质量控制提供了有益的参考意见。

关键词：高频淬火销轴；无损检测；周向磁痕；分析；评定正文：一、高频淬火销轴无损检测方法高频淬火销轴的无损检测主要包括磁粉检测、超声波检测、涡流检测等。

其中，磁粉检测结合了磁场和磁性粉末的作用，通过观察磁性粉末在磁场中的漏磁现象来检测零部件表面和内部的裂纹、缺陷和变形等问题。

超声波检测则运用了超声波在材料中传播的特性进行检测，能够检测出零部件内部的裂纹和缺陷等问题。

涡流检测则运用了交流电磁场在电导率较高的材料中的特性进行检测，能够检测出材料表面和近表面的裂纹、缺陷等问题。

综合考虑检测效率和准确性，本文选取了磁粉检测作为无损检测方法。

二、周向磁痕分析通过对高频淬火销轴进行磁粉检测，可以发现其表面出现了一些周向磁痕。

周向磁痕是指沿着销轴轴向平行于表面的圆周方向出现的磁性影响，其形状多为条带状或环状。

周向磁痕的形成可能与淬火过程中的热应力引起的塑性形变有关，也可能与淬火介质的选择、冷却速率等因素有关。

三、周向磁痕评定周向磁痕的评定主要从以下几个方面进行：1. 磁痕形状。

周向磁痕形状应该符合标准要求，不应该出现严重的断裂、断面及其他缺陷。

2. 磁痕深度。

周向磁痕深度应该与销轴表面的允许偏差相匹配，不应该影响到销轴的使用寿命和质量。

3. 磁痕密度。

周向磁痕密度应该符合标准要求，不应该超过规定的允许值，以避免磁痕对销轴质量的影响。

结论：通过对高频淬火销轴进行磁粉检测，可以有效地检测出其表面和内部的裂纹、缺陷等问题，为销轴的生产和质量控制提供了有益的参考意见。

对于周向磁痕这种常见的问题，需要进行评定，以确保磁痕的形状、深度和密度都符合标准要求，不影响销轴的使用寿命和质量。

目前牵引电机主要以牵引电机侧的主动齿轮与齿轮箱侧的从动齿轮啮合的方式传递力矩，牵引电机转轴多为外锥结构，齿轮为内锥结构，转轴与齿轮的连接方式为冷压后形成过盈配合。

图1 主动齿轮与从动齿轮啮合图片图2 牵引电机外锥结构转轴图片图3 转轴与齿轮过盈配合连接图片运行过程中，转轴与齿轮间存在微观振动、扭矩、挤压等作用，容易形成应力集中，所以在高级检修时，使用磁粉检测对转轴、特别是转轴锥面与齿轮结合的根部等部位进行重点检测。

检测时，多次发现上述部位出现磁痕显示。

图4 转轴锥面与齿轮结合的根部图片中车永济电机有限公司的技术人员结合转轴运行环境对显示磁痕进行分析，并判定其性质，即是非相关显示、伪显示还是相关显示(疲劳裂纹)，以为转轴是否继续使用及牵引电机在线运行评估提供重要支撑。

1 显示磁痕某机车牵引电机在高级检修过程中，使用便携式磁粉探伤仪、80～250目混合黑磁粉对转子转轴进行磁粉干法检测，在转轴锥面与齿轮结合的根部发现圆周方向的磁痕显示。

磁痕分为两种，其特征分别为：①第一种磁痕：以磁痕中间部位某点为起点向两侧发展，中间粗，两头尖且呈对称延伸的微小曲线，磁痕浓密清晰；图5 第一种磁痕显示及其局部放大图②第二种磁痕：磁痕显示松散，呈较宽的带状分布，位置特定，沿着圆周方向呈断续状态，磁痕较长(甚至可达一整圈)，但不太清晰。

图6 第二种磁痕显示及其局部放大图2 磁痕分析、验证与判定第一种磁痕1在长期的使用过程中，牵引电机转轴反复受到交变应力的作用，根据应力分析可知，转轴锥面与齿轮结合的根部圆周方向为最大应力集中部位。

若该部位内原有的小缺陷、表面划伤、缺口和内部孔洞结构都可能形成疲劳源，受到交变应力的反复作用而产生疲劳裂纹。

疲劳裂纹对应磁痕的特征为：产生在应力集中部位，以磁痕中间部位某点为起点向两侧发展，中间粗，两头尖且呈对称延伸的曲线状，磁痕浓密清晰。

可见第一种磁痕符合疲劳裂纹的特征。

根据该种磁痕的特征，可以初步判定其为疲劳裂纹。

磁痕分析一、基本概念磁痕：磁粉检测中能观察到的不连续性或缺陷导致磁粉聚集的图像，叫磁痕。

简称显示或磁粉显示。

这种显示的宽度为真实不连续性宽度数倍，即磁痕对缺陷有放大作用。

相关显示：被检测产品上由于材料缺陷的漏磁场形成的显示称为相关显示。

也称为缺陷显示。

非相关显示：由于工件截面和材料磁导率差异等产生的漏磁场形成的磁粉显示。

伪显示：不是漏磁场形成的显示（假显示）。

非缺陷显示：非相关显示和伪显示产生的磁粉显示称为非缺陷显示。

二、非相关显示和伪显示1、显示特点非相关显示和伪显示是一种非缺陷显示，它们干扰了对相关显示的磁痕判断，应予以排除。

非相关显示和伪显示特点：磁痕图像一般显示浅谈、沉积稀薄，堆集疏散，外缘模糊，磁痕不清晰。

它的出现有一定的规律性，特别是成批工件检验中。

伪显示磁痕受到工件外形、结构、材料、工艺等方面影响，可以找到影响因素予以排除。

2、产生原因A、工件几何形状引起的非相关显示比较复杂形状工件，如小孔、键槽、螺纹、齿根尖角及断面突变等形状，引起工件局部漏磁场并产生磁粉显示。

特征：磁痕分布不集中，松散宽大不浓密，轮廓不清晰。

减小磁化场时磁粉堆集减小或不显示。

B、机械加工和机械创伤引起非相关显示工件机械加工中，若表面较深刀痕，划痕、局部撞击，以及滑移等压力变形等都可以产生局部漏磁场，形成磁痕显示。

特征：磁痕呈规则线状、较宽而直，磁粉图像不清晰。

重复磁化时图像再现性差。

降低磁化场，磁痕不明显。

擦去磁痕肉眼或放大镜可以看到划痕或刀痕底部。

C、工件材质本身引起的非相关显示材料金相组织的变化，工件间磁导率的差异、局部淬火、局部冷作硬化、原始组织不均匀等；金相组织变化多发生焊接工件上；磁导率差异多发生在不同材料焊接处；局部淬火和局部冷作硬化多发生在工件加工过程中。

D、检测工艺不适当引起的非相关显示外磁场过大、电极处磁极干扰、磁写处；工件预处理不当；使用触头磁化时，电极处电流过大形成磁粉堆集。

三、相关显示1、常见缺陷分类A、原材料本身潜藏的缺陷材料冶炼、轧制等工序产生的缺陷。

磁痕分析与综合判断王吉敏（北京交通大学，北京100044）赵云龙于都（北京二七机车厂灰童保证标，北京10C072）摘要：介绍了在採伤中遇到的一些比校转殊的越痕，并分析了这些離痕产生的原因及其制斷方法. 关徒词：媒伤，厳痕「分析$判斷；耻蚁中图分类号：TG115.28文献标识53： A 文章壊号：1671*423 （2005） 06-37-031材质决定磁痕外观显示状态零部件上影响聲磁场形成的因累有很多，但是在外加磁场达到磁饱和后其变化不大，裂纹宽度对其影响也不大，而在一定的磁场毬度下影响磁痕清晰度的主要原因是裂纹本身的深度。

但定•柱现场探伤中发现：同样深宽比的裂纹在不同材质的零件上確痕显示大不相同，如:在铸铁导筒上^10mm＞深2 mm裂纹磁痕显示粗大清晰（如图1所示），而同样长深的裂纹产生在合金钢法兰上，磁痕聚粉很细成漏检。

纠其原因，其一足因为钢材本身磁待性是随合金rft分念疾it、加工状态和热处理状态而变化的. 材料磁特性不简，湄磁场也不同（如图3）,因此茯肚兰上的裂纹显示戏不如导筒明显•其二是合金材料的密度影方裂纹开P的大小•若合金材料的密度大, 则裂纹再探其开口也极小——材料深宽比很大，磁力线在结合很好的界面上有一部分不发生折射而宜接通过，造成了齿轮等硬磁材料上磁痕与一般材料上磁痕的差异，所以不能光从磁痕显示情况判断裂纹深度，要考虑林质的影响.探的裂紋产生在合金钢法兰上，班痕聚紛很细少（如图2所示），不仔细观察就很难发现，很可能造2产品形成工序不同，磁痕显示状态不同从现场探伤中发现，一般教材上所列举的典51 裂纹磁痕，现场中很少见到■内燃机车各部件中产生的大多数裂纹都是综合因索遗成的，表现在磁痕上也有其不同的转点•比如購冊裂坟，在教材和有关书爲上祁认为其垂直方向•实际上在曲轴和凸轮轴等多种轴类件上发现刖削裂纹都平行干磨削方向（如图4）•且从磁痕上看，此类磁痕完全不同于砂轮钝化和进刀it过大产生的磁痕（如图5）.纹深度，耍考虑材质的影响•卄給W嫌处化和进〃応试人广“的W线»S比较助种礙痕不难看出，磨削裂纨沿膽削方向延伸•平行分布•成片出现•棵浅不一•磁痕清楚；而由于砂轮饨化和进刀fit过大产生的於痕轻、滤、浅. □EM Kb ・•**1% zi y & H> vm A/・ H m 纹的发展规律•再勿上裂坟不开口，因此可判定其不楚裂纹•分析S3痕於成的原因可知：此处既没有台和技，又为同一种材反、问一直径、同一种热处理方法・唯一可能不一致的就足硕度•后经过锁度检测•发现磁痕阴侧竞相差十儿个《HB〉。

磁粉检测磁痕显示分类观察和记录复验1.1 磁痕的分类和处理1.1.1磁痕显示分为相关显示、非相关显示和伪显示。

1.1.2长度与宽度之比大于3的缺陷磁痕，按线性磁痕处理；长度与宽度之比不大于3的缺陷磁痕，按圆形磁痕处理。

1.1.3长度小于0.5mm的磁痕不计。

1.1.4两条或两条以上缺陷磁痕在同一直线上且间距不大于2mm时，按一条磁痕处理，其长度为两条磁痕之和再加间距。

1.2 观察1.2.1缺陷磁痕的观察应在磁痕形成后立即进行。

1.2.2非荧光磁粉检测时，缺陷磁痕的评定应在可见光下进行，且工件被检表面可见光照度应大于等于1000lx；现场检测时，由于条件所限可见光照度应不低于500lx。

荧光磁粉检测时，缺陷磁痕的评定应在暗黑区黑光灯激发的黑光下进行，工件被检表面的黑光辐照度应大于或等于1000μW/cm2；暗黑区室或暗处可见光照度应不大于20lx。

检测人员进入暗区至少5min后进行荧光磁粉检测，观察时不应佩戴对检测结果评判有影响的眼镜或滤光镜。

1.2.3除能确认磁痕是由于工件材料局部磁性不均或操作不当造成的之外，其他磁痕显示均应作为缺陷磁痕处理。

为辨认细小磁痕显示，观察时应辅以2倍～10倍的放大镜进行观察。

1.3 记录可用下列一种或数种方式记录显示：a) 文字描述；b) 草图；c) 照片；d) 透明胶带；e) 透明漆“凝结”被检表面的显示；f) 可剥离的反差增强剂；g) 录像；h) 环氧树脂或化学磁粉混合物；i) 磁带；j) 电子扫描。

7 复验当出现下列情况之一时，需要复验：a) 检测结束时，用标准试片或标准试块验证检测灵敏度不符合要求时；b) 发现检测过程中操作方法有误或技术条件改变时；c) 合同各方有争议或认为有必要时;d) 对检测结果有怀疑时。