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第一章 磁粉检测的物理基础

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磁粉检测(1~2)

磁粉检测(1~2)

1 磁粉检测基础知识
2磁粉检测的物理基础


2.1磁现象和磁场
2.1.1 磁的基本现象 通常称磁针指向北的一端为北极（N），指向南的一端为 南极（S） 同性磁极相互排斥，异性磁极相互吸引。 地球的南极是地磁场的北极（N），地球的北极是地磁场 的南极(S) 磁极间相互排斥和相互吸引的力称为磁力。 使原来没有磁性的物体得到磁性的过程叫磁化
磁 粉 检 测
武汉信正检测技术有限公司 刘 平 RT-Ⅲ UT-Ⅲ MT-Ⅲ PT-Ⅲ TOFD-Ⅱ
TSG Z8001-2013
1 磁粉检测基础知识
1.1 漏磁场检测分类 漏磁场检测：是利用铁磁性材料或工件被磁化后，在表面和近表面 如有不连续性（材料的均质状态即致密性受到破坏）存在 则在不连续性处磁力线离开工件和进入工件表面发生局部畸变产生磁 极，并形成可检测的漏磁场进行检测的方法。 漏磁场检测包括：磁粉检测和利用检测元件探测漏磁场。 其区别在于，磁粉检测是利用铁磁性粉末－磁粉，作为磁场的传感器， 即利用漏磁场吸附施加在不连续性处的磁粉聚集形成磁痕，从而显示 出不连续性的位置、形状和大小。 利用检测元件探测漏磁场的磁场传感器有磁带、霍尔元件、磁敏二极 管和感应线圈等。
2.3.3磁化曲线
磁化曲线是表征铁磁性材料磁特性的曲线，用以表示外加磁场强度H与 磁感应强度B的变化关系。
2.3.4磁滞回线 剩余磁感应强度 BR 矫顽力 HC
铁磁性材料的特性：
高导磁性 磁饱和性 磁滞性
根据矫顽力HC大小分为软磁材料（HC<100A/M）和硬磁材 料（HC≥100A/M）。
软磁材料与硬磁材料的特征
2磁粉检测的物理基础
磁感应强度：
将原来不具有磁性的铁磁性材料放入外加磁场内，便得到磁化 ，它除了原来的外加磁场外，在磁化状态下铁磁性材料本身还产 生一个感应磁场，这两个磁场叠加起来的总磁场，称为磁感应强 度B。 单位是T （SI）和Gs （CGS）(1T=10000Gs)。 磁感应强度是矢量，有大小和方向，可用磁感应线来表示，磁 感应强度的大小等于穿过与磁感应线垂直的单位面积上的磁通量 ，所以磁感应强度又称为磁通密度。 磁感应强度不仅与外加磁场有关，还与被磁化的铁磁性材料的性 质有关，B＝μH。

磁粉检测-第一章 物理基础-3

磁粉检测-第一章 物理基础-3

B1 图1－24 磁场的合成
第一章 磁粉检测的物理基础 2020年11月1日
星期日
磁路和磁路定理 铁磁性材料磁化后不仅产生附加磁场，而且能把大部分磁 通(磁感应线)约束在一定的闭合路径上，路径周围空间由于磁 导率太小而磁通很少。这种磁感应线通过的闭合路径叫磁路。 如图1－25所示。在磁粉检测中，使工件在适当的磁路中得到 必要的磁化，是磁粉检测工作的一个主要内容。
磁场。 如果在材料中出现了
不连续，将引起磁场的畸 变，形成磁感应线的折射 形成磁极，产生漏磁场， 如图1－31所示，这也是 磁粉检测的基础。
漏磁场 图1－31 缺陷形成的漏磁场
第一章 磁粉检测的物理基础 2020年11月1日
星期日
在实际检测中，材料不连续 处的漏磁场形成的磁痕显示的宽 度要比缺陷的实际宽度大数倍至 数十倍，也就是说磁痕对缺陷有 放大作用，从而将目视不可见的 缺陷变成可见的磁痕显示。
是与试件轴向一致（或平行）的磁场
条形磁铁、U形磁铁的磁场以及螺管线圈的磁场都是纵向磁 场。磁场方向遵循螺管线圈右手法则，沿试件轴线通过。
第一章 磁粉检测的物理基础 2020年11月1日
星期日
试件被周向磁场磁化叫周向磁化；被纵向磁场磁化叫纵
向磁化。周向磁化一般无磁极产生，即没有退磁场，而纵向
磁化一般都有磁极产生。
这种折射现象与光或声波的传播现 象相似，遵从折射定律：
tan 1 1 tan 2 2
μ1、μ2分别为两种介质的磁导率。
β1 μ1 μ2
β2
图1－30 磁感应线的折射
第一章 磁粉检测的物理基础 2020年11月1日
星期日
漏磁场 在磁路中，如果出现两种以上磁导率差异很大的介质时，

磁粉检测基础知识及原理 ppt课件

磁粉检测基础知识及原理 ppt课件

7
磁力线
（b）具有机加工槽的条形磁铁产生的漏磁场
（c）纵向磁化裂纹产生的漏磁场
条形磁铁的磁力线分布
2020/10/28
（a）马蹄形磁铁被校直成条形磁铁后N极和S极的位置 8
磁力线在每点的切线方向代表磁场的方向，磁力线 的疏密程度反映磁场的大小。
磁力线具有以下特性： • 磁力线是具有方向性的闭合曲线。在磁体内，磁力线是由S极
磁粉检测在压力容器定期检验中的重要性
2020/10/28
6
2 磁粉探伤的物理基础
2.1 磁粉探伤中的相关物理量
2.1.1 磁的基本现象
磁性、磁体、磁极、磁化
磁性：磁铁能够吸引铁磁性材料的性质叫磁性。
磁体：凡能够吸引其他铁磁性材料的物体叫磁体。
磁极：靠近磁铁两端磁性特别强吸附磁粉特别多的区域称为磁极。
和利用检测元件探测漏磁场。其区别在于，磁粉探伤是利用铁磁性
粉末－磁粉，作为磁场的传感器，即利用漏磁场吸附施加在不连续
性处的磁粉聚集形成磁痕，从而显示出不连续性的位置、形状和大
小。利用检测元件探测漏磁场的磁场传感器有磁带、霍尔元件、磁
敏二极管和感应线圈等。
利用检测元件检测漏磁场：录磁探伤法、感应线圈探伤法、霍
马氏体不锈钢和沉淀硬化不锈钢具有磁性，可进行MT。 MT可发现裂纹、夹杂、发纹、白点、折叠、冷隔和疏松等缺陷。
磁粉检测程序
磁粉检测的七个程序是：
(1)预处理；
(2)磁化；
(3)施加磁粉或磁悬液；(4)磁痕的观察与记录；
(5)缺陷评级；
(6)退磁；
(7)后处理。
2020/10/28
5
局限性：
MT不能检测奥氏体不锈钢材料和用奥氏体不锈钢焊条 焊接的焊缝，也不能检测铜、铝、镁、钛等非磁性材料。 对于表面浅的划伤、埋藏较深的孔洞和与工件表面夹角 小于20°的分层和折中国工业检验检测网

磁粉基础-PPT精选

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1韦〔伯〕(Wb)＝108麦〔克斯韦〕(Mx) 1麦〔克斯韦〕(Mx)＝10-8韦〔伯〕(Wb)
对闭合曲面来说，一般规定取向外的指向为正法线的指向，这 样，磁感应线从闭合面穿出处的磁通量为正，穿入处的磁通量为负。 由于磁感应线是闭合线，因此穿入闭合曲面的磁感应线数必然等于 穿出闭合曲面的磁感应线数，所以通过任一闭合曲面的总磁通量必 然为零，即
利用检测元件检测漏磁场：录磁探伤法、感应线圈探伤法、霍 尔元件检测法、磁敏二极管探测法。
1.2 磁粉探伤 Magnetic Particle Testing，简称 MT
基本原理是：
铁磁性材料和工件被磁化后，由于 不连续性的存在，使工件表面和近表 面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁 场，吸附施加在工件表面的磁粉，形 成在合适光照下目视可见的磁痕，从 而显示出不连续性的位置、形状和大
电流元所激发的磁感应强度
式中，dl表示在载流导体上沿电流方向所取的 线元，I为导线中的电流，r是从电流元所在点到P 点的矢量r的大小，
0 4107 H/m，称为真空磁导率，dB的 方向垂直于Idl与r组成的平面，指向为由Idl经小 于π的角度转向r时右螺旋前进的方向， 如上图所
示。
（2）载流长直导体的磁场
区域称为磁极。 每一小块磁体总有两个磁极。
磁化：使原来没有磁性的物体得到磁性的过程叫磁 化。
2.1.2 磁场和磁力线 磁场：具有磁性作用的空间
磁场的特征、显示和磁力线 磁场的特征：是对运动的电荷（或电流）具有作 用力，在磁场变化的同时也产生电场。
磁场的显示：磁场的大小、方向和分布情况，可 以利用磁感应线来表示。
B dS 0
s
上式称为磁场的高斯定理，是电磁场理论的基本方程之一。该定 理说明，磁场是涡旋场，其磁感应线无头无尾，恒是闭合的。

磁粉基础知识Word版

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磁粉检测第一章绪论1.1磁粉检测的发展简史和现状1.2漏磁场检测分类磁粉检测是利用漏磁场原理进行检测的。

漏磁场：铁磁材料被磁化后，在不连续性处或磁路截面变化处，磁感应先离开和进入工件表面形成的磁场称为漏磁场。

所谓不连续性，就是工件正常组织结构或外形的任何间断，这种间断可能也可能不影响工件的使用性能。

缺陷：通常把影响工件使用性能的不连续性称为缺陷。

缺陷包含于不连续性，所有不连续性并不一定是缺陷，只有影响工件使用性能的不连续性才是缺陷。

漏磁场检测：利用某种传感器件，直接对漏磁场进行检测的方法。

漏磁场检测分为磁粉检测与检测元件检测。

二者的区别就是磁场的传感器不同。

磁粉检测--磁粉（铁磁性粉末）检测元件检测--磁带、霍尔元件、磁敏二极管或感应线圈1、磁粉检测（MT）磁粉检测法：用磁粉作为漏磁场的检测介质，利用磁化后工件缺陷处漏磁场吸引磁粉形成的磁痕显示，从而确定缺陷存在的一种检测方法。

（1）磁粉检测原理①（条件）铁磁材料被磁化后，②(原因)由于不连续性的存在，③(后果)在工件表面和近表面的磁力线发生畸变而产生漏磁场，吸附施加在工件表面的磁粉，④(现象)在合适的光照下形成目视可见的磁痕，从而显示出不连续性的位置、大小、形状和严重程度。

（2）磁粉检测的适用范围1）适用于铁磁材料。

不适用于非铁磁材料和奥氏体不锈钢。

2）适用于检测表面和近表面缺陷，如裂纹、夹杂、发纹、白点、折叠、冷隔和疏松等缺陷，缺陷显现直观，可以一目了然地观察到它的形状、大小和位置。

根据缺陷的形态及加工特点，还可以大致确定缺陷是什么性质（裂纹、非金属夹杂、气孔等）。

不适用于检测宽而浅的划痕、针孔状缺陷、埋藏较深的内部缺陷和延伸方向与磁力线方向夹角小于20°的缺陷。

？3）适用于未加工的原材料（如钢坯），加工后的半成品、成品及在役或使用中的零部件。

4）适用于管材、棒材、板材、型材和锻钢件、铸钢件和焊接件。

所以标准规定的适用范围1 范围JB/T 4730的本部分规定了承压设备磁粉检测方法及质量分级要求。

磁粉检测物理基础

磁粉检测物理基础
I2
L1
B d l 0 I 2 I 3
南昌航空大学
B d l 0 I1 I 2
L2
12
磁粉检测
三、磁介质的磁场
1、 磁介质的分类
磁介质——能与磁场产生相互作用的物质 磁化——磁介质在磁场作用下所发生的变化 B B B 附加磁场
15
磁粉检测
3、磁化强度
v 材料处于磁场中，分子内部电流取向发生变化， 影响磁场分布，称为磁化，用磁化强度 M 描述， M 与磁场强度关系为：
M m H
m
—— 磁化率
H
B
0
M
B 0 ( H M ) (1 m )0 H r 0 H H
S V
磁感应强度的散度 磁场是无源场。
divB B divB 0 或 B 0
高斯定理的微分形式
南昌航空大学
7
磁粉检测
3、毕奥---萨伐定律应用
① 载流直导线的磁场
0 ( I1dl1 r 0 ) dB 2 4 r Y
0 Idl sin dB 2 4 r 0 Idl sin B dB 2 4 r
0 IR 0 IR 0 IR 2 dl 2R 3 3 4r 4r 2( R 2 x 2 )3 2
10
南昌航空大学
磁粉检测
③ 螺线管磁场
B
0 IR 2
2( R 2 x 2 )3 2
μ
L
l R cot
S
. . .. . . . . .. . . . . ..
② 圆型电流轴线上的磁场
0 Idl dB 2 4 r

磁粉检测I级题库4栏

× )减小退所× )交流电比周向(×)但× )在外侧× ) )的磁场。

○ )( ○ )漏磁○ )( × )左右时，( ○ )( ○ )被( ×(○)所以荧( × )即( ○ )○ )由于○ )○ )○ )○ )(×)50μm，。

( ○ )倍。

( ○ )A型灵C其参数更○ )痕显示。

而伪如( ○ )× )铁锈等附则应( ○ )具有 ( ○ )○ )○ )标标四个1.5mm。

标)标( × )标× )标，黑光的，中心× )标○ )标标(×)标除另有标( × )标)标通．居里点．转向点．磁矩．畴壁会．抗磁性．铁磁性磁滞回线感应曲线( C )程度：软磁材料( D ) ．高剩磁高磁导率低磁导率．剩磁场峰值；平均值．交流电( B ) 内部缺陷( D )．直流电磁粉数目沉淀浓度错误陷漏检过度背景是否适M1型M型A1-15/50( D )要( D )误的是：1~3来自)或铝棒纵向退磁关闭电流磁粉前粉过程中标，检测500～600A 400～500A标范公式用于：圈磁化标下列可获标14×1200mm，根据至少应为：636A．424A标所用．500LxμW/cm2标通．1000Lx而且越标连，其1s～标准应进应进标准件可用交流电退磁。

D. 无论哪种退磁方法，退磁时电流与磁场的方向和大小的变化必须换向和衰减同时进行。

9.39 下列关于退磁的叙述中，不符合JB/T4730.4-2005标准的是：( D )A. 采用交流退磁时，可将交流电直接通过工件并逐步将电流减到零。

B. 采用直流退磁时，应不断改变电流方向，并逐渐减小到零。

C. 大型工件可采用缠绕电缆线圈分段退磁。

D. 退磁是否达到要求，应按产品技术条件规定，若没有规定具体数值，则剩磁应不大于140A/m。

9.40 对在用承压设备进行磁粉检测时，JB/T4730.4-2005标准没有规定应进行荧光磁粉检测的情况是：( A )A. 表面比较粗糙的部位B. 制造时采用高强钢材料C. 采用对裂纹敏感的材料D. 有可能发生应力腐蚀裂纹的场合9.41 对在用承压设备进行磁粉检测时，JB/T4730.4-2005标准规定了应采用荧光磁粉检测的情况，下面所列原因中错误的是：( D )A. 承压设备表面清理困难，工件表面色泽与非荧光磁粉对比度低。

磁粉检测

2.按显示材料分类 (1)荧光法 荧光法是以荧光磁粉为显示材料的磁粉检测，如图3-8 所示。 (2)非荧光法 非荧光法是以普通磁粉为显示材料的磁粉检测，如 图3-9所示。
2.2 磁粉检测方法分类
图3-8 荧光法
2.2 磁粉检测方法分类
按介质种类分类
图3-9 非荧光法
2.2 磁粉检测方法分类
(1)干法 干法采用特制的干燥磁粉，利用空气作分散介质，将磁 粉施加在已被磁化的工件表面，工件上的缺陷漏磁场将吸附磁粉 形成缺陷的磁粉显示图像，如图3-10所示。 (2)湿法 湿法检测过程中将磁悬液分布在工件表面上，利用载液 流动和漏磁场对磁粉的吸引，显示出缺陷形状和大小，如图3-11所 示。
图3-17 磁粉检测工艺流程图
3 磁粉检测装置
1 磁粉检测设备的分类 2 磁粉检测设备的主要组成 3 磁粉 4 磁悬液 5 标准试块 6 测量设备与器材
1 磁粉检测设备的分类
1.固定式磁粉检测机
图3-18 固定式磁粉检测机
1 磁粉检测设备的分类
2.移动式磁粉检测机 便携式磁粉检测机
图3-19 移动式磁粉检测机
2 磁粉检测方法
2.1 磁化电流的选择 2.2 磁粉检测方法分类 2.3 磁化方法 2.4 磁粉检测的工艺流程
2.1 磁化电流的选择
表3-1 磁化电流峰值与磁化电流表指示换算关系
1.交流电检测特点 2.整流电检测特点
2.2 磁粉检测方法分类
1.按施加磁粉的时机分类 (1)剩磁法 剰磁法是在停止磁化后将磁悬液施加到工件上，利用 工件中的剩磁进行检测的方法。
图3-10 干法
2.2 磁粉检测方法分类
图3-11 湿法
2.3 磁化方法
1.周向磁化
图3-12 周向磁化法

MT专业知识1-5


8
• 4）适用于检测管材、棒材、板材、型材和 锻钢件、铸钢件及焊接件。 • ⑶磁粉检测的程序 • 特种设备磁粉检测的七个程序是：预处 理；磁化；施加磁粉或磁悬液；磁痕的观 察和记录；缺陷评级；退磁； • 后处理。
9
第二章 磁粉检测物理基础
2.1磁现象和磁场 2.1.1磁的基本现象▲—了解 磁性、磁体、磁极、磁化几个基本概念： 磁性：磁铁能够吸引铁磁性材料的性质叫磁性。 磁体：凡能够吸引其他铁磁性材料的物体叫磁体。磁体是 能够建立或有能力建立外磁场的物体，分为永磁体、电磁 体、超导磁体等，永磁体不需要外力维持其磁场，电磁体 需要电源来维持，超导磁体是用超导材料制成的。 磁极：磁铁各部分磁性强弱不同，靠近磁铁两端磁性特别 强吸附磁粉特别多的区域称为磁极。每一小块磁体总有两 个磁极。如教科书P8图2-1所示。 磁力：磁极间相互排斥和相互吸引的力称为磁力。 磁化：使原来没有磁性的物体得到磁性的过程叫磁化。
B dl B cosdl Brd
L L L
2
0
0 I 0 I rd 2 r 2

2
0
d 0 I
28
以上结果虽然是从长直载流导线的磁场的特例导出的， 但其结论具有普遍性，对任意几何形状的通电导体的 磁场都是适用的，而且当闭合曲线包围多根载流导线时也 同样适用，故一般可写成：
26
4、安培环路定理■—理解 已知长直载流导体周围的磁感应线是一组以导体 为中心的同心圆，如下图（a）所示。在垂直于 导线的平面内任意作一包围电流的闭合曲线L， 如下图 (b)所示，
27
L曲线上任一点P的磁感应强度由无限长载流直导体的 磁场公式（2-8）得出为:
0 I B 2 r
式中:I为导线中的电流，r为该点离开导线的距离。由 图(b)可知, dl cos rd ,所以按图中所示的绕行方向 沿这条闭合曲线 ,对B矢量的线积分为：

磁粉检测

磁粉检测第一章绪论一、磁粉检测简介：磁粉检测又称磁粉检验或磁粉探伤， Magnetic Particle Testing,缩写符号为MT，属于无损检测五大常规方法之一。

二、磁粉检测原理：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力线发生局部畸变而产生漏磁场，吸附施加在工件表面的磁粉，在合适的光照下形成目视可见的磁痕，从而显示出不连续性的位置、大小、形状和严重程度。

磁粉检测原理的理解：只适用于铁磁性材料不连续性的存在。

不连续不一定是缺陷。

不连续：是指工件正常组织结构或外形的任何间断。

缺陷：影响工件使用性能的不连续称为缺陷。

漏磁场的产生磁痕有放大作用：磁痕显示宽度大于缺陷宽度。

磁粉检测的基础是：不连续处漏磁场与磁粉的相互作用。

磁粉检测是漏磁场检测的一种。

漏磁场检测分磁粉检测、检测元件检测。

检测元件有：磁带、霍尔元件、磁敏二极管、感应线圈。

三、磁粉检测适用范围适用于检测铁磁性材料表面和近表面缺陷四、磁粉检测优点可检出铁磁性材料表面和近表面缺陷；能直观地显示缺陷的位置、形状大小和严重程度；具有很高的检出灵敏度，可检测微米级宽度的缺陷；放大作用、对比度。

单个工件检测速度快，工艺简单；采用合适的磁化方法，几乎可以检测工件表面各部位、各方向上的缺陷；基本不受工件大小、几何形状的限制。

重复性好。

成本低廉；污染少。

五、磁粉检测缺点只使用于铁磁性材料，不适用于非铁磁性材料。

只有铁、钴、镍才是铁磁性材料。

不适用于奥氏体不锈钢、奥氏体不锈钢焊条焊接的焊缝、铜、铝、镁、钛；只能检测表面、近表面缺陷。

检测灵敏度与检测方法、磁化方法有很大关系。

垂直于磁力线的缺陷检出灵敏度最高，与磁化方向夹角小于20°的缺陷很难检出。

受几何形状的影响，易产生非相关显示。

若工件表面有覆盖层，将对检测产生不良影响。

通电法、触头法磁化，易产生电弧，烧伤工件。

具有较大剩磁的工件需进行退磁处理。

六、磁化检测程序：七个步骤。

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无限长螺管线圈L>>D
内部磁场分布均匀，并且磁场 只存在于线圈内部，磁力线方向 与线圈的中心轴线平行。
3钢管通电法磁化 用交流和直流电磁化同一钢管时，钢管内部H=0，B=0， 钢管内部没有磁场存在，磁场是从钢管内壁到表面逐渐 上升到最大值。 设管内外半径分别为R1和R2，通直流电磁化，由安培环 路定律得
3）工件表面覆盖层的影响
4）工件材料及状态的影响 晶粒大小的影响 含碳量的影响 合金元素的影响 冷加工的影响
热处理的影响
5退磁场
(1 )退磁场定义
把铁磁性材料磁化时，由材料中磁极所产生的磁场称为退磁 场，它对外加磁场有削弱作用，用符号ΔH表示。 退磁场与材料的磁化强度成正比。 H N M
1 N (
Ho
o 1)
如果工件的截面为非圆形，设截面面积为S，则有效直径为：
D2 S
工件正常组织结构或 外形的任何间断
1.2磁粉检测基本原理和特点
(1)磁粉检测基本原理
其基本原理是，铁磁性材料工件被
磁化后，由于不连续的存在，使 工件表面和近表面的磁力线发生 局部畸变而产生漏磁场，吸附施 加在工件表面的磁粉，在合适的 光照下形成目视可见的磁痕，从 而显示出不连续的位置、大小、 形状和严重程度。
ΔH―退磁场 (2) 有效磁场
M―磁化强度 N―退磁因子
铁磁性材料磁化时，只要在工件上产生磁极，就会产生退磁场， 它削弱了外加磁场，所以工件上的有效磁场用H表示，等于外加 磁场减去退磁场。其数学表达式为：
H H o H
H―有效磁场（A/m）Ho―外加磁场（A/m） ΔH―退磁场（A/m）
局限性：
1）只能适用于检测铁磁性金属材料。 2）只能用于检测工件表面和近表面缺陷，不能检 出埋藏较深的内部缺陷。 3）难于定量缺陷的深度。 4）通常都用目视法检查缺陷，磁痕的判断和解释 需要有技术经验和素质。
(3) 磁粉检测的程序
①预处理； ②磁化； ③施加磁粉或磁悬液； ④磁痕的观察与记录； ⑤缺陷评级； ⑥退磁； ⑦后处理。
磁滞回线 过了f点继续增加磁化力到达最大磁感应强度a 点，就得到一完整的闭合回线，该回线称为磁 滞回线。所谓“磁滞“是指材料在磁化过程中， 磁感应强度的变化落后于磁场强度的变化，这 种现象，就叫做磁滞现象，简称”磁滞“。 因为材料的磁感应强度B与材料的磁导率有关， 所以不同的材料有不同的磁滞回线。
(3) 铁磁性材料
①顺磁质 μr 略大于1 弱磁性 ②抗磁质μr 略小于1 弱磁 性 非磁性材 料 ③铁磁质μr 远大于1 强磁性 铁磁性材 料 ④磁畴 铁磁性材料内部自发磁化的小区域
(4)磁化曲线
磁化曲线是表征铁磁性材料磁特性的曲线，用以表示 外加磁场强度H与磁感应强度B的变化关系。
测量B与H的关系 A
矫顽力
在磁场强度H为零后，如逐步增大反向电流， 也就是施加反向磁场磁化，则图中的曲线就 由b到c，在c点时，材料的磁感应强度B等于 零，此时的磁场强度是0-c。“0-c”就叫矫顽 力，用Hc表示，矫顽力要消除材料剩磁需施 加的反向磁化力。
反向剩磁和矫顽力 如反向磁场超过c点继续增加时，磁感应强度 就增加到反向饱和点d，若再次把反向磁场减 小到零，则在e处得到了反向剩磁0-e，见图2 －12，它也表示材料的剩磁大小，要消除反向 剩磁，就需继续增加磁化力到f，而0-f仍然称 为矫顽力，见图2－13。
1.3
(1)几个物理概念
1 2 磁体 磁化
磁现象和磁场
具有磁性的物体 不带磁到带磁
3 磁性材料 能被磁化的材料 4 磁极 磁性最强的区域 5 磁力 吸引或排斥的力 6 磁场 磁力作用的空间 7 磁力线及特性
磁粉检测原理
(2) 磁场中的物理量
①磁场强度:表示磁化强度的物理量，用H表示 单位 A/m (SI) Oe(CGS) 大小 I/2Πr ②磁通量:垂直穿过某一截面的磁力线条数。 Φ单位 W b (SI) Mx(CGS) 大小 BS ③磁感应强度:用来描述磁场中某点磁场的方向和强 弱程度的物理量，用B表示。B=Φ/S ④磁导率:表示了材料磁化的难易程度。磁导率是物 质磁化时磁感应强度与磁场强度的比值，反映了物质 被磁化的能力。μ=B/H 绝对（H/m）、真空 、相对磁导率
5漏磁场 (1) 漏磁场的形成
所谓漏磁场，就是铁 磁性材料磁化后，在不 连续性处或磁路的截面 变化处，磁感应线离开
和进入表面时形成的磁
场。如右图
两磁极间漏磁场分布
漏磁场形成的原因，是由于空气的磁导率远远低 于铁磁性材料的磁导率。如果在磁化了的铁磁性工件 上存在着不连续性或裂纹，则磁感应线优先通过磁导 率高的工件，这就迫使部分磁感应线从缺陷下面绕过， 形成磁感应线的压缩。但是，工件上这部分可容纳的 磁感应线数目也是有限的，又由于同性磁感应线相斥， 所以，部分磁感应线从不连续性中穿过，另一部分磁 感应线遵从折射定律几乎从工件表面垂直地进入空气 中去绕过缺陷又折回工件，形成了漏磁场。
磁粉检测
目录
1 2 3 磁粉检测的物理基础 磁化电流、磁化方法和磁化规范 磁粉检测设备与器材
4
5
磁粉检测工艺与操作
磁粉检测的应用
6
磁粉检测通用工艺规程和工艺卡
1 磁粉检测的物理基础
1.1漏磁场检测
漏磁场探伤： 铁磁性材料工件被磁化后，在不连续处或磁路截面 突变处，磁力线离开和进入工件表面形成的磁场称 为漏磁场。 漏磁场探伤包括磁粉探伤和利用检测元件探测漏磁 场。其区别在于，磁粉探伤是利用铁磁性粉末－磁 粉，作为磁场的传感器，即利用漏磁场吸附施加在 不连续性处的磁粉聚集形成磁痕，从而显示出不连 续性的位置、形状和大小。利用检测元件探测漏磁 场的磁场传感器有磁带、霍尔元件、磁敏二极管和 感应线圈等。
(2) 缺陷的漏磁场分布
缺陷产生的漏磁场可以分解为水平分量Bx和垂直分 量By，水平分量与工件表面平行，垂直分量与工件表 面垂直。假设有一矩形缺陷，则在矩形中心，漏磁场的 水平分量有极大值，并左右对称。而垂直分量为通过中 心点的曲线，其示意图见图2-32，图中（a）为水平分 量，（b）为垂直分量，如果将两个分量合成，则可得 到如图（c）所示的漏磁场。
H 0
（
rR
( R1 r R 2
）
)
H
I (r R )
2 2 1
2r ( R R )
2 2 2 1
4．环形件绕电缆的磁场
（1）环形件绕电缆的磁场方向： 磁粉检测时，对环形工件一般 是通过缠绕通电电缆（也称为 螺线环）来实现的，如图2-10 所示。所产生的磁场沿着环的 圆周方向。 （2）环形件绕电缆的磁场强度 计算： NI NI 或 H H L 2R
B H H H 0 H H 0 N H H 0 N H H 0 NH ( r 1) 0 0
得:
H
(3) 退磁因子N N 主要与工件的形状有关（L/D），对于完整的闭合的环形试样 N=0；对于球体，N=0.333；对于圆钢棒，L/D愈小，N愈大。 (4)影响试件退磁场大小的因素: 退磁场大小与外加磁场大小有关，外加磁场增大，退磁场也增大； 退磁场与L/D有关，L/D增大，退磁场减小；工件磁化时，如果不产 生磁极，就不会产生退磁场。
磁粉受漏磁场吸引
(4) 影响漏磁场的因素
1）外加磁场强度的影响 缺陷的漏磁场大小与工件磁化程度有关。一般说 来，当铁磁性材料的磁感应强度达到饱和值的80%左 右时，漏磁场便会迅速增大。
2）缺陷位置及形状的影响 a 缺陷埋藏深度的影响 影响很大 同样的缺陷，位于工件表面 时，产生的漏磁场大；若位于工件的近表面，产生的漏磁场显著减 小；若位于工件表面很深处，则几乎没有漏磁场泄漏出工件表面。
a 按结构分 电缆缠绕线圈和螺管线圈 b 按填充系数 低填充 中填充 高填充 c 按L/D 短螺管线圈 L<D 有限长螺管线圈L>D
线圈内磁场分布特点：
在有限长螺管线圈内部的 中心轴线上，磁场分布较均 匀，线圈两端处的磁场强度 为内部的1/2左右，见右图。
在线圈横截面上，靠近线圈 内壁中心的磁场强度较线圈中 心强，见右图。
1.4
电流与磁场
1、通电圆柱导体的磁场 当电流流过圆柱导体时，产生的磁 场是以导体中心轴线为中圆心的同 心圆，如图所示，在半径相等的同 心圆上，磁场强度相等。 磁场强度的计算： I H （1）导体表面的磁场强度：
H
I 2R
2R
I 2r
Ir 2R 2
（2）通电圆柱导体外部r处（r＞R）： H （3）通电圆柱导体内部r处（r＜R）：
H
2 通电线圈的磁场
磁场方向： 右手定则
磁场大小： 空载通电线圈中心的 磁场强度可用下式计算 2
H－磁场强度（A/m） N－线圈匝数 L－线圈长度（m） D－线圈直径（m） －线圈对角线与轴线的夹角 线圈纵向磁化的磁化力用安匝（IN）来表示。
线圈的分类
0 5 10 15 20
磁强计
螺绕环
铁磁性材料的磁化过程： （1）oa段称为起始阶段：由于磁畴的惯性，当H增加时， B不能立即上升很快，使得这一阶段的曲线较平缓。 这时的磁化过程是可逆的，即当H退回到零，B也会退 回到零； （2）ab段为急剧磁化阶段，H增加时B增加得很快，材 料得到急剧磁化，这个阶段是不可逆的，即H退回到 零，B并不沿原曲线减退； （3）bc段为近饱和磁化阶段，在这一阶段H增加时B增 加又缓慢下来，产生了一个转折，b点常称为膝点； （4）过了m点为饱和阶段，由于所有的磁畴几乎都转向 H方向，H增加时，B几乎不再增加，达到了磁饱和状 态。
b 缺陷方向的影响 缺陷垂直于 磁场方向，漏磁场最大，也最有 利于缺陷的检出；若与磁场方向 平行则几乎不产生漏磁场；当缺 陷与工件表面由垂直逐渐倾斜成 某一角度，而最终变为平行，即 倾角等于0时，漏磁场也由最大 下降至零，下降曲线类似于正弦 曲线由最大值降至零值的部分。 c 缺陷深宽比的影响 缺陷的深 宽比是影响漏磁场的一个重要因 素，缺陷的深宽比愈大，漏磁场 愈大，缺陷愈容易发现。