第四章检测技术在材料加工工程领域中的应用材料的缺陷检验材料的缺陷：是指材料在制造和使用过程中产生的缺陷和损伤。（1）制造中的缺陷是指材料在冶炼、铸造、锻造、热处理和机械加工中所产生的气孔、缩孔、疏松、夹渣和裂纹等缺陷;（2）使用中产生的损伤，如磨损、腐蚀和疲劳裂纹等。无损检验（NDT）无损检验：是在不破坏零件、构件的形状、尺寸精度，表面质量和不改变材料的成分、性能及零件使用性能的前提下，采用物理、化学等方法探测零件材料内部和表面的缺陷及其某些物理性能。无损检验技术主要应用在以下三方面：监督和控制生产过程中的质量问题产品出厂前的成品检验和用户验收检验产品的使用过程中的维护检验磁粉探伤当工件中有气孔、夹渣、裂纹等缺陷存在时，形成漏磁场。若在漏磁场施加磁粉或磁悬液，则漏磁场对磁粉产生吸引从而显示缺陷的痕迹。漏磁场磁粉分为非荧光磁粉和荧光磁粉两大类。非荧光粉分为黑磁粉、红磁粉和白磁粉。黑磁粉：成分主要是Fe3O4，主要用于检验浅色工件，在磁粉探伤中应用较为普遍。红磁粉：成分主要是Fe2O3，常用于检验黑色工件。白磁粉：是由黑磁粉与Al2O3或MgO合成，主要用于黑色工件。湿粉显示法：磁悬液均匀的喷洒在被测工件表面上，工件表面上缺陷处的漏磁将吸附磁粉，形成磁痕而显示出缺陷。磁悬液具有良好的流动性，因此能显示工件上的微小缺陷。干粉显示法：用的磁粉必须充分干燥，被检工件表面也必须充分干燥，否则由于磁粉流动性差，不容易均匀分布而影响缺陷显示。干粉显示时，一般将磁粉喷雾于工件表面后，再将没有被吸引的剩余磁粉吹去，工件表面上所剩的是缺陷处被漏磁吸附形成的磁痕。磁痕观察是对工件上形成的磁痕进行观察与记录的过称。采用非荧光磁粉时，可在一般照明光源下直接观察；采用荧光磁粉时，必须在暗室紫外线灯下进行观察。磁痕分析分为两大类：表面缺陷磁痕、近表面缺陷磁痕。退磁退磁是将工件经磁粉探伤后残留的磁场减小为零的过程。后处理后处理就是清除工件残留的磁粉或磁悬液，及干燥工件的过程。超声波探伤探头探头又称压电超声换能器，是实现电—声能量转换的器件。探头主要由压电晶体组成。压电晶体在交变电压作用下，在晶体厚度方向产生伸缩变形，产生与交变电压频率相同的机械振动，即产生超声波。当把高频振动(超声波)作用在晶体上，在晶体的两个电极之间产生与超声波频率相同、强度与超声波成正比的高频电压，即接收超声波。压电效应正压电效应（顺压电效应）：某些电介质，当沿着一定方向对其施力而使它变形时，内部就产生极化现象，同时在它的一定表面上产生电荷，当外力去掉后，又重新恢复不带电状态的现象。当作用力方向改变时，电荷极性也随着改变。逆压电效应（电致伸缩效应）：当在电介质的极化方向施加电场，这些电介质就在一定方向上产生机械变形或机械压力，当外加电场撤去时，这些变形或应力也随之消失的现象。石英晶体的压电效应演示压电材料的应用压电式玻璃破碎报警器压电式动态力传感器在体育动态测量中的应用液浸法液浸法是在探头与试件之间填充一定厚度的液体介质作耦合剂，使声波首先经过液体耦合剂，而后再入射到试件中，探头与试件并不直接接触。液浸法中，探头角度可任意调整，声波的发射、接收也比较稳定，便于实现检测自动化，大大提高了检测速度。液浸法的缺点是当耦合层较厚时，声能损失较大。A型显示是一种波形显示，屏幕的横坐标代表声波的传播时间（或距离），纵坐标代表反射波的声压幅度。该方式显示的是沿探头发射声束方向上一条线上的不同点的回波信息。B型显示显示的是试件的一个二维截面图，屏幕纵坐标代表探头在探测面上沿一直线移动扫查的位置坐标，横坐标是声传播的时间（或距离）。该方式可以直观地显示出被探工件任一纵截面上缺陷的分布及缺陷的深度等信息。B型显示原理图C型显示显示的是试件的一个平面投影图，探头在试件表面做二维扫查，屏幕的二维坐标对应探头的扫查位置。探头在每一位置接收的信号幅度以光点辉度表示。A型脉冲反射式超声探伤仪电路方框图仪器主要组成部分的作用1、同步电路：同步电路又称触发电路，它每秒钟产生数十至数千个脉冲，用来触发探伤仪扫描电路、发射电路，使之步调一致、有条不紊地工作。因此，同步电路是整个探伤仪的“中枢”，同步电路出了故障，整个探伤仪便无法工作。2、扫描电路：扫描电路又称时基电路，用来产生锯齿波电压，加在示波管水平偏转板上，使示波管荧光屏上的光点沿水平方向作等速移动，产生一条水平扫描时基线。3、发射电路：又称高频脉冲电路，产生高频电压加于发射探头，激励压电晶片振动，使之发射超声波，传入工件中。超声波在缺陷或地面上反射回到接收探头，转变为电波后输入给接收电路。4、接收电路：将来自探头的电信号进行放大、检波，最后加至示波管的垂直偏转板上，并在荧光屏上显示。