磁粉检测知识点总结

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1、磁粉检测(MT- W )知识点总结磁粉检测原理 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 面的磁感应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、大小和严重程度。磁粉检测的基础 是不连续性处漏磁场与磁粉的磁性相互作用。磁粉检测是靠漏磁场吸附磁粉形成磁痕显示缺陷的。磁痕显示程度不仅与缺陷性质、磁 化方法、磁化规范、磁粉施加方式、工件表面状态和照明条件等有关，还与磁粉本身的 性能如磁特性、粒度、形状、流动性、密度和识别度有关。磁粉的性能 1、磁特性：高磁导率、低矫顽力、低剩磁 2、粒度 3、形状 4、流

2、动性 5、密度 6、识别度衡量磁粉性能最根本的办法还是通过综合性能(系统灵敏度)试验的结果确定。磁粉检测适用范围1适用于检测铁磁性材料工件表面和近表面尺寸很小、间隙极窄和目 视难以看出的缺陷。2适用于检测马氏体不锈钢和沉淀硬化不锈钢材料，但不适用于检测 奥氏体不锈钢材料和用奥氏体不锈钢焊条焊接的焊接接头，也不适用于检测铜、铝、镁 钛合金等非磁性材料。3适用于检测工件表面和近表面的裂纹、白点、发纹、折叠、疏松、 冷隔、气孔和夹杂等缺陷，但不适用于检测工件表面浅而宽的划伤、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; 4适用于检测未加工的 铁磁性原材料和加工的半成品、

3、成品件及在役与使用过的工件及特种设备。5适用于检测 管材、棒材、板材、型材和锻钢件、铸钢件及焊接件。磁粉检测的优点：1可检测出铁磁材料表面或近表面的缺陷 2能直观显示缺陷位置、大 小、形状和严重程度3具有很高的检测灵敏度 ,可检测微米级宽度的缺陷 4单个工件检 测速度快，工艺简单，成本低廉，污染少 5.采用合适的磁化方法，几乎可以检测到工件 的各个部位，基本上不受工件大小和形状的限 6.缺陷检测重复性好7.可检测受腐蚀的表 面局限性：1.只能适用于检测铁磁性材料，不适用于检测奥氏体不锈钢及其他非铁磁性材 料 22.只适合检测工件的表面和近表面缺陷 3.检测时的灵敏度与磁化方向有很大关 系，若缺

4、陷方向与磁化方向近似平行或缺陷与工件表面夹角小于20，缺陷就难以发现。 4.受几何形状影响，易产生非相关显示 5.若工件表面有覆盖层，将对磁粉检测有不良 影响，在通电法和触头发磁化时，易产生打火烧伤 6.部分磁化后具有较大剩磁的工件需 进行退磁处理磁粉检测的七个程序： (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。磁力线具有以下特性：1) 磁感应线是具有方向性的闭合曲线。在磁体内，磁感应线是由S极到N极；在磁体外，磁感应线是由N极出发，穿过空气进入S极的闭合曲线。2)磁 感应线互不相交。 3) 磁感应线可描述磁场的大小和方

5、向。4)磁感应线沿磁阻最小路径 通过磁场强度H=l/(2nr)在SI单位制中，磁场强度的单位是安(培)/米(A/m) 奥 (斯特)0e；磁感应强度又称为磁通密度。在SI单位制中，磁感应强度的单位是特(斯拉) (T) =104高斯(Gs)磁感应强度B与磁场强度H的比值称为磁导率，或称为绝对磁导率，用符号U表示，表 示材料被磁化的难易程度，单位 H/mU不是常数，随磁场大小不同而改变，有最大值。真空磁导率Ho 在真空中，磁导 率是常数，|!o =4nX10-7 H/m |ir=|d/uo无单位 不同物质的磁化率不 同；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

6、化关系。a =arctan (B/H) = arctan |i ,a大小反映铁磁性材料被磁化的难易程度。当外加磁场强度H减小到零时。保留在材料中的磁性，称为剩余磁感应强度，简称剌磁， 用Br表示。为了使剩磁减小到零，必须施加一个反向磁场强度，使剩磁降为零所施加的 反向磁场强度称为矫顽力，用Hc表示。 只有交流电才产生这种封闭磁滞回线。铁磁性材料具有以下特性：(1)高导磁性 (2)磁饱和性 (3)磁滞性(1) 软磁材料一是指磁滞回线狭长，具有高磁导率、低剩磁、低矫顽力和低磁阻的铁磁 性材料。软磁材料磁粉检测时容易磁化，也容易退磁。软磁材料如电工用纯铁、低碳钢 和软磁铁氧体等材料。(2) 硬磁材料

7、一是指磁滞回线肥大，具有低磁导率、高剩磁、高矫顽力和高磁阻的铁磁 性材料。硬磁材料磁粉检测时难以磁化，也难以退磁。硬磁材料如铝镍钴、稀土钴和硬 磁铁氧体等材料。通电圆柱导体的磁场磁场方向：与电流方向有关，用右手定则确定。磁场大小：安培环路定律计算通电长导体 导体表面的磁场强度为：H=l/2nR导体外r处（rR）的磁场强度：H=l/2nr导体内部r处（rR）磁场强度：H=Ir/2nR2用交流电和直流电磁化同一钢棒时，其共同点是：1）在钢棒中心处，磁场强度为零；2） 在钢捧表面，磁场强度达到最大；3）离开钢棒表面，磁场强度随r的增大而下降。其不同点是：直流电磁化，从钢棒中心到表面，磁场强度是直线上

8、升到最大值；交流电 磁化，由于趋肤效应，只有在钢棒近表面才有磁场强度，并缓慢上升，而在接近钢棒表 面时，迅速上升达到最大值。用交流和直流电磁化同一钢管时，钢管内部H二0, B二0,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。空载通电线圈中心的磁场强度公式：H=NIcos a /L=NI/（L2+D2）1/2开路磁化：线圈纵向磁化的磁化力用安匝数（IN）来表示。闭路磁化：磁轭法磁化时以提升力来衡量导入工件的磁感应线强度或磁通形成旋转磁场的基本条件 两相磁轭的几何夹角Q与两相激磁电流的相位差均不等于 0或180有效磁场 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

9、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。H=Ho /【1+N（u/uoT）】退磁因子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二0；对于 球体，N二；对于圆钢棒，L/D愈小，N愈大。影响试件退磁场大小的因素：1、与外加磁场大小有关，外加磁场增大，退磁场也增大；2、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。 通常采用延长块将工件接长，以增大L/D值，减小退磁场的影响。3退磁因子N 与工件几何形状有关4. 磁化尺寸相同的钢管和钢棒，钢管比钢棒产生的退磁场小。5、磁 化同一工件时，交流电比直流电产生的退

10、磁场小。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。外加磁场强度一定要大于产生最大磁导率对应的磁场强 度H nm，使磁导率减小，磁阻大，漏磁场增大。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。影响漏磁场的因素（1）外加磁场强度的影响 （2） 缺陷位置及形状的影响 a 缺陷埋藏深度的影响 很大 b 缺陷方向的影响 c 缺陷深宽比的影响 （3） 工件表面覆盖层的影响 （4） 工件材料及状态的影响，（ 1.晶粒大小的影响 2.含碳量的影响 3. 热处理的 影响 4.合金元素的影响 5.冷加工的影响） 矫顽力随着硬

11、度的 增大而增大，漏磁场也增大。交流电优点（AC）： 1对表面缺陷检测灵敏度高 2容易退磁 3电源易得，设备 结构简单 4.能够实现感应电流法磁化 5.能够实现感应电流法磁化 6.磁 化变截面工件磁场分布较均匀 7.有利于磁粉迁移 8.用于评价直流电（或整流电） 磁化发现的磁痕显示 9.适用于在役工件的检验 10.交流电磁化时工序间可以不退 磁 交流电的局限性是：1.剩磁法检验受交流电断电相位影响; 2.探测缺陷深度小单相半波整流电优点： 1.兼有直流的渗入性和交流的脉动性 2.剩磁稳定 3.有 利于近表面缺陷的检测 4.能提供较高的灵敏度和对比度 局限性是： 1.退磁较困 难2.检测缺陷深度

12、不如三相全波整流电和直流电。三相全波整流电优点： 1.具有很大的渗透性和很小的脉动性 2.剩磁稳定 3适用于 检测焊接件、带镀层工件、铸钢件和球墨铸铁毛坯的近表面缺陷 4.设备需要输入的功 率小局限性是： 1.退磁困难 2.退磁场大 3.变截面工件磁化不均匀 4.不适用于干法检验 5.周向和纵向磁化的工序间一般需要退磁。直流电的优点是： 1、磁场渗入深度大，在七种磁化电流中，检测缺陷的深度最大； 2、剩磁稳定，剩磁能够有力地吸住磁粉，便于磁痕评定； 3、适用于镀铬层下的裂纹、 闪光电孤焊中的近表面裂纹和薄壁焊接件根部的未焊透和未熔合的检验。 局限性是： （1） 退磁最困难；（2）不适用于干法检

13、验；（3）退磁场大；（4） 工序间要退磁。交流电 的电流表上的电流值是有效值I ；整流电的电流表上的电流值是平均值Id。如何选用磁化电流： 1） 用交流电磁化湿法检验，对工件表面微小缺陷检测灵敏度高； 2）交流电的渗入深度，不如整流电和直流电；3）交流电用于剩磁法检验时，应加装 断电相位控制器； 4） 交流电磁化连续法检验主要与有效值电流有关，而剩磁检验主要 与峰值电流有关； 5） 整流电流中包含的交流分量越大，检测近表面较深缺陷的能力越 小； 6）单相半波整流电磁化干法检验，对工件近表面缺陷检测灵敏度高； 7） 三相全 波整流电可检测工件近表面较深的缺陷； 8） 直流电可检测工件近表面最深的

14、缺陷； 9） 冲击电流只能用于剩磁法检验和专用设备。磁粉检测的能力，取决于 1. 施加磁场的大小; 2 缺陷的延伸方向， 3 缺陷的位 置、大小和形状等因素有关。工件磁化时，当磁场方向与缺陷延伸方向垂直时，缺陷处的漏磁场最大，检测灵敏度最 高。选择磁化方法应考虑的因素 1、工件的尺寸大小； 2、工件的外形结构； 3、工件的 表面状态； 4、根据工件过去断裂的情况和各部位的应力分布，分析可能产生缺陷的部 位和方向，选择合适的磁化方法。周向磁化 指给工件直接通电，或者使电流流过贯穿空心工件孔中的导体，旨在工件中 建立一个环绕工件的并与工件轴垂直的周向闭合磁场，用于发现与工件轴平行的纵向缺 陷，即与

15、电流方向平行的缺陷。可分为：轴向通电法、中心导体法、偏置芯棒法、触头 法。纵向磁化是指将电流通过环绕工件的线圈，沿工件纵长方向磁化的方法，工件中的磁力 线平行于线圈的中心轴线。用于发现与工件轴向垂直的周向缺陷（横向缺陷）。利用电磁 轭和永久磁铁磁化，使磁力线平行于工件纵轴的磁化方法亦属于纵向磁化。可分为：线 圈法、磁轭法。将工件置于线圈中进行纵向磁化，称为开路磁化，开路磁化在工件两端产生磁极，因而 产生退磁场。闭路磁化电磁轭整体磁化、电磁轭或永久磁铁的局部磁化，闭路磁化不产 生退磁场多向磁化（也叫复合磁化）是指通过复合磁化，在工件中产生一个大小和方向随时间成圆 形、椭圆形或螺旋形轨迹变化的磁场

16、。因为磁场的方向在工件上不断地变化着，所以可 发现工件上多个方向的缺陷。如：交叉磁轭法、交叉线圈法、直流磁轭与交流通电法（摆 动磁场）、直流线圈与交流通电法磁化工件的顺序，一般是先进行周向磁化，后进行纵向磁化；如果一个工件上横截面尺 寸不等，周向磁化时，电流值分别计算，先磁化小直径，后磁化大直径。通电导体的电 流方向和被检的缺陷的方向一致时，检出率最高。轴向通电法和触头法产生打火烧伤的原因是：工件与两磁化夹头接触部位有铁锈、氧 化皮及脏物；磁化电流过大；夹持压力不足；在磁化夹头通电时夹持或松开工件。 预防打火烧伤的措施是：清除掉与电极接触部位的铁锈、油漆和非导电覆盖层；必 要时应在电极上安装接触垫，如铅垫或铜编织垫，应当注意，铅蒸汽是有害的，使用时 应注意通风，铜编织物仅适用于冶金上允许的场合：磁化电流应在夹持压力足够时接