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第一章 超声波检测技术及其应用1

1.1 无损检测技术介绍1

1.2 a型超声波探伤扫描技术及其应用1

1.2.1 基本介绍1

1.2.2 工作原理1

1.2.3 仪器及缺陷示例3

1.2.4 应用案例4

1.2.5 优缺点及发展前景5

1.3 b型超声波探伤扫描技术及其应用6

1.3.1 基本介绍6

1.3.2 工作原理7

1.3.3 仪器及缺陷示例7

1.3.4 应用案例8

1.3.5 优缺点及发展前景8

1.4 c型超声波探伤扫描技术及其应用9

1.4.1 基本介绍9

1.4.2 工作原理9

1.4.3 仪器及缺陷示例9

1.4.4 应用案例12

1.4.5 优缺点及发展前景15

1.5 d型超声波探伤扫描技术及其应用15

1.5.1 基本介绍15

1.5.2 工作原理15

1.5.3 仪器及缺陷示例15

1.5.4 应用案例16

1.5.5 优缺点及发展前景16

1.6 3d型超声波探伤扫描技术及其应用16

1.6.1 基本介绍16

1.6.2 工作原理16

1.6.3 仪器及缺陷示例16

1.6.4 应用案例16

1.6.5 优缺点及发展前景17

1.7 tofd超声波探伤扫描技术及其应用18

1.7.1 基本介绍18

1.7.2 工作原理18

1.7.3 仪器及缺陷示例20

1.7.4 应用案例21

1.7.5 优缺点及发展前景23

1.8 相控阵超声波探伤扫描技术及其应用23

1.8.1 基本介绍23

1.8.2 工作原理24

1.8.3 仪器及缺陷示例25

1.8.4 应用案例27

1.8.5 优缺点及发展前景29

1.9 超声导波技术及其应用30

1.9.1 基本介绍30

1.9.2 工作原理30

1.9.3 仪器及缺陷示例31

1.9.4 应用案例32

1.9.5 优缺点及发展前景32

1.10 多通道超声波探伤扫描技术及其应用33

1.10.1 基本介绍33

1.10.2 工作原理33

1.10.3 仪器及缺陷示例35

1.10.4 应用案例35

1.10.5 优缺点及发展前景36

1.11 激励脉冲技术及其应用36

1.11.1 发射电路功率36

1.11.2 激励脉冲频率37

1.11.3 激励脉冲振幅37

1.11.4 激励脉冲宽度38

1.11.5 发射电路和激励脉冲对超声波探伤的影响40

1.12 超声波显微镜技术及其应用40

1.12.1 超声波扫描显微镜的基本原理40

1.12.2 超声波扫描显微镜的特点41

1.12.3 x-ray与c-sam成像原理42

1.12.4 超声波扫描显微镜的应用42

1.13 粗晶材料的超声检测技术及其应用45

1.13.1 常见的粗晶材料45

1.13.2 晶粒度对超声检测的影响46

1.13.3 粗晶材料的现有检测手段47

第二章 钢锭缺陷及其探伤分析案例48

2.1 钢的凝固和收缩48

2.1.1 钢的凝固48

2.1.2 钢的凝固对质量的影响49

2.1.3 钢的收缩49

2.1.4 钢的收缩对质量的影响51

2.2 影响钢锭内在质量的主要因素52

2.2.1 钢的结晶温度范围55

2.2.2 钢的熔点60

2.2.3 钢的导热能力63

2.2.4 锻造原材料生产方式65

2.3 连铸锭缺陷及其探伤分析案例71

2.3.1 连铸工艺与设备71

2.3.2 连铸锭缺陷73

2.3.3 连铸锭缺陷探伤波形75

2.3.4 连铸锭探伤分析案例75

2.3.5 连铸坯探伤意义75

2.4 模铸锭缺陷及其探伤分析案例76

2.4.1 模铸工艺与设备76

2.4.2 模铸锭缺陷83

2.4.3 模铸锭缺陷探伤波形85

2.4.4 模铸锭探伤分析案例87

2.5 电渣重熔锭缺陷及其探伤分析案例87

2.5.1 电渣重熔工艺与设备87

2.5.2 电渣重熔锭缺陷92

2.5.3 电渣重熔锭缺陷探伤波形94

2.5.4 电渣重熔锭探伤分析案例94

第三章 锻件缺陷及其探伤分析案例96

3.1 锻造过程需要注意的几点问题96

3.1.1 钢锭缺陷对锻造质量的影响96

3.1.2 锻造方式选择96

3.1.3 钢的过热过烧98

3.1.4 锻造热力学参数99

3.2 锻件探伤方法105

3.2.1 锻件的手工探伤105

3.2.2 锻件的自动化探伤116

3.3 探伤缺陷的性质分类及其波形116

3.3.1 缩孔116

3.3.2 疏松116

3.3.3 裂纹117

3.3.4 白点118

3.3.5 夹杂物118

3.3.6 偏析118

3.3.7 晶粒粗大118

3.4 按工件形状的探伤方法及其波形119

3.4.1 圆棒类锻件探伤119

3.4.2 饼类锻件探伤123

3.4.3 空心类锻件探伤125

3.4.4 其他类型锻件探伤126

3.5 锻件探伤分析案例126

3.5.1 轴类锻件探伤分析案例126

3.5.2 饼类锻件探伤分析案例127

3.5.3 筒形锻件探伤分析案例129

第四章 热处理缺陷及其探伤分析案例131

4.1 热处理基础知识131

4.1.1 退火和正火131

4.1.2 淬火132

4.1.3 回火133

4.2 热处理应力133

4.2.1 热应力133

4.2.2 组织应力133

4.2.3 附加应力133

4.2.4 残余应力133

4.3 淬火裂纹134

4.3.1 淬火裂纹的特征134

4.3.2 淬火裂纹的分类134

4.3.3 淬火裂纹的产生原因135

4.4 回火裂纹138

4.4.1 回火脆性138

4.4.2 回火裂纹的产生原因138

4.5 时效裂纹139

4.6 淬后加工裂纹139

4.6.1 冷处理裂纹139

4.6.2 机械加工裂纹139

4.6.3 化学加工裂纹140

4.7 热处理缺陷探伤分析案例140

4.7.1 热处理裂纹探伤分析案例140

4.7.2 热处理过热缺陷探伤分析案例144

4.7.3 热处理混晶缺陷探伤分析案例147

4.7.4 热处理退火缺陷探伤分析案例152

第五章 探伤缺陷的宏观检验及其分析案例156

5.1 低倍检验及其分析156

5.1.1 低倍检验方法156

5.1.2 连铸锭低倍缺陷及其分析案例158

5.1.3 模铸锭低倍缺陷及其分析案例165

5.1.4 电渣重熔锭低倍缺陷及其分析案例171

5.1.5 锻件低倍缺陷及其分析案例173

5.2 断口检验及其分析175

5.2.1 断口检验方法175

5.2.2 断口组织与评定175

5.2.3 断口检验案例177

第六章 探伤缺陷的金相检验及其分析案例181

6.1 金相检验的发展181

6.2 试样的截取181

6.3 试样的制备182

6.4 试样显微组织的观察184

6.5 锻件的金相检验及其分析案例185

6.5.1 非金属夹杂物检验185

6.5.2 纯净度检验187

6.5.3 晶粒度检验187

6.5.4 金相组织检验189

6.5.5 探伤样品的检验189

第七章 探伤缺陷的扫描电镜检验及其分析案例197

7.1 扫描电子显微镜197

7.1.1 发展情况197

7.1.2 工作原理197

7.1.3 工作方式197

7.1.4 组成结构198

7.1.5 优点198

7.2 能谱仪198

7.2.1 简介198

7.2.2 x射线能谱分析198

7.2.3 能谱分析的特点199

7.3 扫描电镜试样的制备199

7.4 探伤缺陷的扫描电镜分析案例199

7.4.1 过热、过烧199

7.4.2 铜脆203

7.4.3 层状断口205

7.4.4 锻造折叠207

7.4.5 缩孔208

7.4.6 白点209

第八章 锻件探伤典型缺陷失效分析案例214

8.1 失效分析概况214

8.1.1 失效分析定义和目的214

8.1.2 失效分析的发展史214

8.1.3 锻件失效分析215

8.2 锻件探伤缺陷分析案例216

8.2.1 裂纹缺陷探伤分析案例216

8.2.2 白点缺陷探伤分析案例219

8.2.3 针孔、气泡缺陷探伤分析案例222

8.2.4 皮下缺陷探伤分析案例224

8.2.5 中心偏析、疏松缺陷探伤分析案例227

8.2.6 带状偏析缺陷探伤分析案例229

8.2.7 锭型偏析缺陷探伤分析案例232

8.2.8 锻件内部夹渣缺陷探伤分析案例235

8.2.9 氮化物夹杂缺陷探伤分析案例239

8.2.10 组织缺陷探伤分析案例243

8.2.11 热处理缺陷探伤分析案例247

参考文献252

附录255

附录1 连铸锭超声波探伤缺陷a型特征图谱255

附录2 模铸锭超声波探伤缺陷a型特征图谱257

附录3 电渣重熔锭超声波探伤缺陷a型特征图谱259

附录4 锻件超声波探伤缺陷a型特征图谱261

附录5 实心轴锻件内部缺陷的超声波截面图识别方法269

附录6 连铸锭超声波探伤低倍图谱272

附录7 锻件超声波探伤低倍图谱280

附录8 锻件超声波探伤金相图谱282

附录9 锻件非金属夹杂物的金相检验285

附录10 锻件超声波探伤扫描电镜图谱288

附录11 锻件超声波探伤对比试块制作296

附录12 各类锻件超声波探伤工艺卡306

附录13 相控阵a、b型试块测试方法311

附录14 锻件断口检验图谱321

附录15 超声波相控阵探伤缺陷的b、c、d、s特征图描述325

附录16 连铸锭超声波探伤缺陷b+c+d+s型特征图谱328

附录17 模铸锭超声波探伤缺陷b+c+d+s型特征图谱335

附录18 电渣重熔锭超声波探伤缺陷b+c+d+s型特征图谱342

附录19 锻件超声波探伤缺陷s型特征图谱349

附录20 锻件超声波探伤缺陷c型特征图谱353