钢构件磁粉探伤的聚磁成因分析

荧光磁粉探伤机工作原理最近在研究荧光磁粉探伤机，发现了一些有趣的原理，今天来和大家好好聊聊。

咱们先来看个生活中的现象吧。

当你用一块磁铁在一堆小铁屑旁边晃悠的时候，是不是发现那些小铁屑就会朝着磁铁靠拢、聚集？这其实就和荧光磁粉探伤机里磁的吸引原理有点像。

打个比方吧，探伤机就像是一个超级有秩序的交通指挥官，它通过产生磁场，让那些磁粉（就像一群小小的“磁铁兵”）规规矩矩地听指挥。

这个探伤机里面有很重要的部件，比如说磁轭。

这个磁轭啊，就像是一个能量的集中站。

老实说，我一开始也不明白这磁轭怎么就能让磁场乖乖听话去探伤呢？后来研究了才知道，磁轭在探伤机通电后，会在工件（就像要接受检查的“病人”）周围产生一个强大且有规则的磁场。

如果这个工件有裂纹或者缺陷，就好像这个“病人”身上有伤口一样。

然后，磁粉就登场啦。

磁粉是带有磁性的微小颗粒。

正常情况下，磁粉会沿着磁场线整齐地排列。

但要是在有缺陷的地方，磁场就会发生扭曲。

这就好比本来平坦的操场突然出现一个大坑，那原本整齐跑步的队伍在经过这个大坑的时候就会出现混乱。

磁粉也是这样，它们会在缺陷处聚集，就像一群小蚂蚁发现了食物残渣都聚在一起似的。

说到这里，你可能会问，那荧光是干啥用的呢？这就要说到荧光磁粉探伤机的特点了。

荧光磁粉探伤机里用的磁粉是有荧光特性的，在紫外线灯照射下会发出很醒目的荧光。

这就方便我们观察那些聚集起来的磁粉，就像在黑夜里我们拿个手电筒照那些本来不太容易看到的东西一样。

实际应用案例也是很多的，比如说在铁路行业，对于列车的车轴这些重要部件就要用这荧光磁粉探伤机来检查。

如果车轴内部有看不见的小裂纹，时间久了可能就会酿成大事故，这时候探伤机就像个超级侦探，把隐藏的危险找出来。

不过在使用的时候也是有注意事项的哦，如果周围环境光线太强可能会影响对荧光磁粉的观察，所以一般都要在一个相对较暗的环境里使用探伤机。

我在学习这个原理的过程中，真的是感觉科学太奇妙了。

一方面觉得这些原理很神奇，另一方面也还是有些困惑，像磁场扭曲的精确原理那些还有很多深层东西没弄明白。

2021年第1期/第70卷工艺技术113 ZG310-570钢厚大铸件线性聚磁缺陷性质及成因分析林峰云1,杨军2,徐宝库'付海昌李兰国1(1.中车大连机车车辆有限公司，辽宁大连116021; 2.大连交通大学材料科学与工程学院，辽宁大连116028)摘要：针对ZG310-570钢厚大铸件探伤线性聚磁缺陷问题，采用光学显微镜和扫描电子显微镜对实物制取试样进行了缺陷组织分析和能谱成分检测，完成了ZG310-570钢厚大铸件探伤线性聚磁问题的缺陷性质及成因分析。

关键词：ZG310-570钢；厚大铸件；线性聚磁；疏松1问题的提出铁道机车车辆用铸钢件不允许存在裂纹缺陷，而疏松属于一种铸造缺陷，在铸件上允许有一定程度的存在。

实际生产中，较细小的裂纹和疏松在磁粉探伤仪的作用下，均呈现有表观相似的线性聚磁反应，除专业技术人员外，很难对二者进行准确判别，甚至有些线性聚磁反应即便是专业技术人员，单纯依靠探伤仪也很难准确判定其缺陷属性11]。

铁道机车车辆在检修或平时例检过程中，只要探伤仪显示出线性聚磁反应，一般都会直接定性为裂纹，从而不得不对铸件进行缺陷焊补或排除，严重者甚至要对产品进行报废处理。

采用ZG310-570钢生产厚大铸件时，经常会遇到探伤线性聚磁缺陷质量问题，该线性聚磁缺陷属于裂纹还是疏松，现场很难界定。

本着从严的原则，现场哪怕是只有不足1mm长的点线状聚磁，也要按照裂纹缺陷进行焊补和打磨排除处理。

同时，由于ZG310-570钢铸件精加工后很难进行焊修，一般都要专门在粗加工后增加一道焊修和去应力回火的焊补处理工序，以保证缺陷在精加工前能够得到最大程度的处理。

尽管如此，由于缺陷位置、方向及深度的不确定性，精加工后仍会有部分铸件再次出现线性聚磁而必须进行缺陷打磨排除，打磨超限时因不能焊修而只能做报废处理，导致ZG310-570钢厚大铸件的成品率普遍较低。

为给生产中遇到的厚大ZG310-570钢铸件线性聚磁质量问题提供现场处理依据，有必要对生产过程中遇到的探伤线性聚磁缺陷问题进行定性分析。

曲轴磁粉探伤不合格原因分析摘要：从磁化技术、磁化检测介质、探伤检测设备等方面探讨曲轴磁粉探伤的工艺技术要求，并结合实际案例研究其应用。

硫化物等非金属夹杂物超标是造成曲轴裂纹的根本原因，为了减少这类裂痕产生，加严曲轴毛坯图纸控制要求，提高非金属硫化物国标控制等级，降低非金属硫化物诱发微裂纹的概率，从源头上避免该问题。

关键词：曲轴磁粉；探伤；不合格原因1检验分析1.1残余奥氏体引起的磁痕对磁痕明显的曲轴连杆部位进行定位解剖。

去除磁粉后，磁痕处未发现明显缺陷。

重新进行人工磁粉探伤，磁痕形貌明显。

对存在磁痕的表面进行弧面研磨和抛光后，显微镜下观察，磁痕处未见裂纹和异常的非金属夹杂物，浸蚀后，发现磁痕处有明显异常的马氏体+残余奥氏体组织沿磁痕线分布，正常处组织为马氏体。

对磁痕处与正常区域进行成分分析，磁痕处Mn元素相对于正常区域偏高。

磁痕处发现存在较明显的残余奥氏体，而正常区域中未发现明显的残余奥氏体，由此判断磁痕的产生与残余奥氏体存在必然的联系。

不同的金相组织磁导率不同，铁素体、珠光体、回火马氏体、未回火马氏体磁导率依次减少，而残余奥氏体是无磁相。

因此在对组织为马氏体的曲轴表面进行磁化时，无磁性的残余奥氏体形成漏磁场，导致磁痕的产生。

磁痕处存在元素偏析现象，合金元素Mn较正常区域明显偏高，磁痕处较高的合金元素含量降低了钢的Ms点，致使其产生较多的残余奥氏体，最终导致探伤时出现明显的磁痕。

由曲轴锻造过程中的金属流动分析可知，偏心锻造使心部钢材移至连杆近表面，即磁痕处的元素偏析实际为原材料的心部合金元素偏析。

正是钢材的心部偏析组织在锻造过程中移至连杆近表面，在后续磨削过程中刚好暴露到表面，致使曲轴连杆在磁粉探伤过程中出现磁痕。

1.2碳偏析引起的磁痕在磁痕处取样，去除磁痕观察试样表面，未见裂纹。

对试样进行表面曲面抛光和横向抛光腐蚀，在试样表面发现纵向长条状偏析线，且在纵截面发现对应的偏析线。

使用显微镜观察磁痕区域未见裂纹和异常长条状夹杂物，磁痕区域组织主要为珠光体组织，正常区域组织为珠光体+网状铁素体组织。

磁粉探伤技术分析与判断秦郁雯(马鞍山钢铁股份有限公司)磁粉探伤作为检查机械零件内部及表面缺陷的一种常用手段, 其原理简单, 操作容易, 现已广泛应用于机械零件缺陷的检查中。

而对磁粉探伤中发现的缺陷如何正确分析和判断比较困难。

本文就此问题理论结合实际加以总结与讨论。

1 正确判断裂纹缺陷的重要性产品的技术条件中都规定有验收标准, 如我厂使用的设备、设备零件不允许有裂纹, 即磁粉探伤的零件有裂纹而又不能消除时应报废。

因此, 正确判断零件是否有裂纹是执行技术条件的基础工作之一。

如果判断标准过宽或漏检缺陷,会造成重大事故; 反过来, 把不应报废的零件报废, 会产生严重经济损失。

两者均要避免, 做到恰如其分。

这样必须掌握好磁粉探伤原则, 并在实践中积累经验, 使认识臻于完善。

2 裂纹缺陷判断的依据(1) 磁粉图是分析裂纹缺陷的第一手资料, 其特征是: 磁粉图的形状和分布情况大体上是裂纹的形状和分布情况的描写; 磁粉图受裂纹宽度、深度、形状及裂纹导磁系数的影响。

(2) 必须了解零件在磁粉探伤前的工艺过程, 因裂纹是有来源、有规律可循的。

(3) 一般磁力探伤中所发现的裂纹形状和分布特征都取决于工艺过程中零件所受的最大正应力和零件内部情况, 所以裂纹的形成、形状、大小和分布情况都是这两个因素迭加的结果磁力探伤本身不能制造裂纹缺陷。

3 常见裂纹缺陷的特征及其规律性3．1 白点白点是在热轧和锻压合金钢中出现的一种缺陷。

白点是在钢热压力加工后的冷却过程中形成的, 属于钢的内部开裂的一种。

白点大多分布在大型轧材或锻件的近中心或离表面一定距离处, 在钢件的纵向断口上呈圆形或椭圆形的银白色斑点, 直径一般约5mm～ 10mm ; 白点往往成群出现, 磁粉探伤发现的白点是其横断面,即细小的裂纹, 裂纹边缘呈锯齿状; 白点分布大多和钢种的纤维方向平行, 有时呈辐射状, 锻件愈大愈容易产生白点。

白点对钢材的机械性能影响极大, 属于不允许缺陷。

钢构件磁粉探伤的聚磁成因分析摘要：本文通过使用磁粉探伤、电子探针、低倍检验等多种检验分析方法，得出了由C38N2制成的某钢构件的聚磁成因，并且从构件加工角度考虑，明确分析这一裂纹的产生原理。

关键词：钢构件；磁粉探伤；聚磁成因磁粉探伤被称之为MT或者MPI，它是一种有效的探测方法，经常被应用于钢铁等磁性材料的表面探伤中。

本文对聚磁误判的钢结构构件中取样展开了检验，通过磁粉探伤和低倍检验等多种方法，全面分析了聚磁现象产生的原因。

1、成因某钢厂生产的GCr15轴承钢用于生产铁路轴承滚子,在对轴承滚子进行磁粉探伤检验时,发现个别滚子表面有聚磁现象。

对该轴承钢聚磁件进行低倍检验、金相检验、电镜扫描及能谱分析,结果表明,轴承钢淬火金相组织存在隐晶马氏体区和结晶马氏体区,这是由于钢锭结晶时产生树枝状偏析造成碳和铬在成分上的不均匀所致,在加热淬火时此微区为欠热区,存在较多的未溶碳化物颗粒、较细的奥氏体晶粒和较多隐晶马氏体区,从而保留较多的残余奥氏体,产生聚磁现象。

2、取样本次取样工作的重点是，在初次磁粉探伤的过程中，发现有磁痕而被误判的钢结构构件中，切取聚磁部位展开分析。

3、检验3.1再次磁粉探伤在实验过程中，将这一钢构件的聚磁部分切取下来，采取荧光湿法和横向磁化的方法再次实施磁粉探伤工作，以此确定磁痕的具体问题。

等到再次确认磁粉探伤的时候可以看出，钢结构磁粉聚集现象和第一次磁粉探伤时产生的现象是一摸一样的。

3.2低倍检验使用提示显微镜来观察试样聚磁部位的外表特点，随后实施低倍组织检验工作。

从低倍组织图可以看出，呈现的钢构件试样聚磁位置处，有着较小的裂痕，并且这种裂痕现象的实际走向是垂直于构架加工过程中的磨削方向。

3.3高倍检验通过对该钢结构件试样切片之后，实施金相组织检验工作，根据检验结果可得出，钢材的金相组织是一种回火马氏体组织情况，其中剩余的奥氏体量比较小，并且没有任何组织发生异常现象。

从夹杂物实际检验现象可以看出来，观察到的钢构件试样夹杂物自身具有很低的等级，硫化物呈现良好的发展趋势。

磁粉探伤技术物理探伤就是不产生化学变化的情况下进行的无损探伤。

无损探伤是在不损坏工件或原材料工作状态的前提下，对被检验部件的表面和内部质量进行检查的一种测试手段。

我们常用的无损探伤方法有：X光射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤、涡流探伤、γ射线探伤、萤光探伤、着色探伤等方法。

这里主要介绍一下磁粉探伤方面的知识。

磁粉探伤基本原理是：当铁磁性零件磁化时，若工件表面有缺陷存在，由于缺陷处的磁阻增大而产生漏磁，形成局部磁场，磁粉便在此处显示缺陷的形状和位置，从而判断缺陷的存在。

一、磁性是什么磁性指金属具有导磁的性能；从实用意义讲如：可用磁性材料（金属）制造永久磁铁、电工材料，也可用磁性来检查磁性金属是否有裂纹等二、磁粉检验规程包括1、规程的适用范围；2、磁化方法（包括磁化规范、工件表面的准备）；3、磁粉（包括粒度、颜色、磁悬液与荧光磁悬液的配制）。

4、试片；5、技术操作；6、质量评定与检验记录。

三、磁粉探伤的种类1、按工件磁化方向的不同，可分为周向磁化法、纵向磁化法、复合磁化法和旋转磁化法。

2、按采用磁化电流的不同可分为：直流磁化法、半波直流磁化法、和交流磁化法。

3、按探伤所采用磁粉的配制不同，可分为干粉法和湿粉法。

四、磁粉探伤的缺陷有多种，由于磁粉探伤设备简单、操作容易、检验迅速、具有较高的探伤灵敏度，可用来发现铁磁材料镍、钴及其合金、碳素钢及某些合金钢的表面或近表面的缺陷；它适于薄壁件或焊缝表面裂纹的检验，也能显露出一定深度和大小的未焊透缺陷；但难于发现气孔、夹碴及隐藏在焊缝深处的缺陷。

五、缺陷磁痕可分为：1、各种工艺性质缺陷的磁痕；2、材料夹渣带来的发纹磁痕；3、夹渣、气孔带来的点状磁痕。

六、磁粉探伤适用范围磁粉探伤是主要用来检测铁磁性材料表面和近表面缺陷的一种检测方法。

七、干粉法与湿粉法检验的主要优缺点干粉法检验对近表面缺陷的检出能力高，特别适于大面积或野外探伤；湿粉法检验对表面细小缺陷检出能力高，特别适于不规则形状的小型零件的批量探伤。

影响荧光磁粉探伤机探伤效果的因素及处理方法摘要：磁粉探伤作为铁路机车主要部件无损检测手段之一，能够及时发现零、部件裂损等质量隐患，对防止事故，确保行车安全具有重要意义。

机车荧光磁粉探伤机是工件裂损无损检测的专业设备，在探伤作业过程中因操作不当或者工件制造工艺缺陷等原因极易影响探伤效果，本文结合探伤机的工作原理对正确使用该设备有针对性的进行分析，并根据故障现象科学处理，取得了较好的探伤效果。

关键词：磁粉探伤机；影响原因；处理方法1 荧光磁粉探伤机的基本原理及作用1.1磁力线在自然界中具有方向性闭合曲线的特征，当把具有磁性的工件放在饱和的磁场中进行磁化的时候，磁场中的磁力线会受到工件上的磁性影响，磁力线就会通过工件。

如果当具有磁性的工件存在缺陷（裂纹、渣滓、气孔等），磁力线就会因为这些缺陷区域的磁阻较大而绕过这部分区域，使得工件表面形成了漏磁场。

将工件缺陷中的磁粉吸附到磁极上形成明显的点状或集结状的堆积物。

利用交流电流的趋肤效应，在工件的表面产生一道磁场，这道磁场的磁力强度比工件内部的磁场强度要高，且工件表面的灵敏度比工件内部高，而直流电流在工件表面产生的磁场与工件内部的磁场强度相当，因此工件的磁场分布呈均匀状态，在这样的环境下可以检测出一定深度的工件表面缺陷。

荧光磁粉探伤机就是利用电流在工件的表面生成磁场，让工件裸露表面的磁场的纵向与周向能够在同一时间达到足够的磁力强度，此时将荧光磁粉与载体的混合液体喷洒在工件表面上，就能让混合液体在工件表面均匀的附着。

当工件表面存在缺陷的时候，工件的导磁率会发生变化，磁力线会在表面生成局部磁极，这时混合液体中的荧光磁粉就会在工件的缺陷处聚集，在这种环境下，长波紫外线的作用可以激发荧光磁粉中的荧光光亮，从而完成探伤检测。

1.2荧光磁粉探伤机是为磁粉探伤提供所需的磁化电流或融通的探伤设备，其主要组成部分一般包括磁化电源、磁粉喷淋、退磁装置和观察装置。

磁化电源的作用是磁化被检测物体。

钢构件磁粉探伤的聚磁成因分析
李柏远;翟传明;张燕东;赫传凯
【期刊名称】《工程质量》
【年(卷),期】2011(029)007
【摘要】通过磁粉探伤、低倍检验、金相检验、电子探针等检验和分析方法,得出了由C38N2制成的某钢构件的聚磁成因,并从构件加工等角度,分析了该类裂纹的产生机理.
【总页数】3页(P48-50)
【作者】李柏远;翟传明;张燕东;赫传凯
【作者单位】西宁特殊钢集团公司,青海西宁 810005;中电投工程研究检测评定中心,北京 100840;西宁特殊钢集团公司,青海西宁 810005;中电投工程研究检测评定中心,北京 100840
【正文语种】中文
【中图分类】TU502
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4.金属构件磁粉探伤机校准的磁化电流不确定度分析 [J], 叶福钰
5.ZG310-570钢厚大铸件线性聚磁缺陷性质及成因分析 [J], 林峰云;杨军;徐宝库;付海昌;李兰国
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