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1.1 无损检测的目的1

第一章 绪言1

1.2 无损检测技术与其它学科和专业之间的关系2

(1) 非破坏试验的基础2

(2) 非破坏检查领域与其它技术领域的关系3

第二章 无损检测的理论基础6

2.1 射线对材料性质的影响6

2.1.1 可见光的吸收与折射6

(1) 光的吸收6

(2) 其它射线与物质的相互作用7

(2) 光的折射7

(1) 射线的吸收9

2.1.2 射线对材料性质的影响9

2.2 弹性波对材料性质的影响18

2.2.1 在材料中传播的弹性波的种类18

2.2.2 声波的速度20

(1) 在气体和液体中的声速20

(2) 在固体中的声速22

2.2.3 声强24

2.2.5 声波的指向性25

2.2.4 声场25

(1) 沿法线入射时的反射与透射28

2.2.6 声波在界面上的反射与透射28

(2) 斜入射时的反射与折射29

2.2.7 衰减30

(1) 在固体中的衰减30

(2) 在液体中的衰减34

2.2.8 声波在物体中的其它现象35

(1) 衍射35

(3) 应力引起的声速变化36

(2) 散射36

2.3 材料的电学性质37

2.3.1 固体的电导率37

(1) 影响电阻的因素37

2.3.2 霍尔(Hall)效应40

2.3.3 接触电位差41

2.3.4 热电效应42

(1) 塞贝克(Seebeck)效应43

(4) 艾廷豪森(Ettinghausen)效应44

(3) 汤姆逊(Thomson)效应44

(2) 珀尔帖(Peltier)效应44

(5) 能斯脱(Nernst)效应45

(6) 里纪-勒脱克(Righi-Leduc)效应45

(7) 菲劳(Phyro)电气效应45

2.3.5 压电物质46

2.3.6 热敏电阻(Thermistor)47

2.4 材料的磁学性质49

2.4.1 磁学量49

2.4.2 磁性体的种类50

2.4.3 强磁体的性质51

(1) 磁化曲线51

2.4.4 磁致伸缩52

(1) 磁致伸缩机理52

(2) 磁致伸缩现象54

第三章 设计、应力与破坏57

3.1 设计指导思想57

(1) 一次应力58

(2) 二次应力58

3.1.2 应力58

3.1.1 设计的概念58

(3) 峰值应力59

3.1.3 设计方式59

(1) 弹性设计59

(2) 塑性设计62

(3) 疲劳设计63

3.1.4 安全系数64

3.2 应力集中系数65

(2) 无限平板上开有椭圆孔时的应力集中系数66

(1) 有浅槽时的应力集中系数66

3.2.1 由表面缺陷引起的应力集中66

(3) 带板上有圆孔时的应力集中系数69

3.2.2 内部缺陷引起的应力集中系数70

(1) 由球形缺陷引起的应力集中70

(2) 旋转椭圆体缺陷的应力集中系数71

3.2.3 应力集中的金属学意义73

3.3 应力强度因子(stross intensity factor)74

3.3.1 应力强度因子的引人74

3.3.2 有缺陷存在部位的应力强度因子78

(1) 有限宽平板上有贯穿微裂纹时的情况79

(2) 有非贯穿微裂纹时的情况79

3.3.3 允许缺陷尺寸的取法86

3.4.1 韧性断裂90

3.4.2 脆性断裂90

3.4 材料的断裂形式90

3.4.3 冲击断裂91

3.4.4 蠕变断裂91

3.4.5 疲劳断裂91

3.5 构件的破坏实例与临界缺陷尺寸92

(1) 例一93

(2) 例二93

3.5.1 事故实例93

(3) 例三94

第四章 各种材料及其接合处的缺陷98

4.1 铸件的缺陷98

4.1.1 气孔98

(1) 针孔、气孔98

(2) 缩孔、缩松100

4.1.2 夹砂、夹渣102

(1) 夹砂102

(2) 夹渣、金属夹杂物102

4.1.3 铸件缺陷与铸件表面缺陷103

4.1.4 裂纹104

4.1.5 熔敷不良产生的缺陷105

4.1.6 铸件缺陷的非破坏试验105

4.2 锻件缺陷106

4.2.1 镇静钢中的缺陷108

4.2.2 非金属夹杂物110

4.2.3 多孔性缺陷111

4.2.4 显微裂纹112

4.2.6 锻件的其它缺陷114

4.2.5 邹疤114

4.2.7 锻件的非破坏试验图象116

4.3 轧制钢板的缺陷118

4.3.1 钢板制造法和非破坏试验的应用118

4.3.2 缺陷的种类119

4.4 复合钢板中的缺陷119

4.5 焊接缺陷125

4.5.1 焊接过程125

4.5.2 焊接区出现的缺陷125

(1) 形状、尺寸方面的缺陷126

(2) 结构组织上的缺陷127

4.5.3 焊缝缺陷的断面形状和非破坏检查图象的关系138

(2) 焊接区的超声波试验图象139

(3) 磁粉探伤和渗透探伤的试验图象139

(1) 焊接区的缺陷和射线摄影图象139

4.5 钎焊接头的缺陷140

4.6.1 钎焊接头产生缺陷的原因140

4.6.2 钎焊接头出现的缺陷及其检测方法144

4.7 压力焊边界缺陷148

5.1 射线非破坏试验法149

5.1.1 用X射线和γ射线的直接摄影法149

第五章 非破坏试验方法149

(1) 射线源的能量150

(2) 感光材料150

(3) 灵敏度152

5.1.2 透视法和间接摄影法153

(1) 直接透视法153

(2) 间接透视法153

5.1.3 特殊摄影法155

(1) 放大摄影法155

(2) 立体摄影法155

(3) 层析摄影法157

5.1.4 计数管检测缺陷法159

5.1.5 粒子射线摄影160

5.1.6 用X射线测量残余应力的方法162

5.1.7 X射线光谱分析法164

5.1.8 微波非破坏试验164

5.2 超声波非破坏试验法166

5.2.1 超声波反射法166

(1) A型显示法166

(2) MA型显示法168

(4) C型显示法169

(3) B型显示法169

(5) 立体显示法170

(6) 声象直观法(直接图象法)171

(7) 计量仪器指示法171

(8) 超声波电视法172

(9) 闸门法173

5.2.2 探伤方法173

(1) 单探头法和双探头法173

(2) 垂直探伤法174

(3) 斜射探伤法174

(5) 板波探伤法176

(4) 表面波探伤法176

(6) 液浸法178

(7) 穿透法179

5.2.3 声速测定法180

(1) 脉冲反射法180

(2) 用超声波测厚仪的方法180

(3) 应用延迟回波法180

(4) 脉冲干扰法181

(2) 利用多次反射的测定法182

5.2.4 衰减的测定182

(1) 衰减常数测定的原理182

5.2.5 其他方面采用超声波检查184

(1) 用遥感探测器检查的方法184

(2) 用接触式探测器检查的方法184

5.3 利用电磁性质的非破坏试验法184

5.3.1 利用电特性的方法185

(1) 静电法185

(1) 用电流测定裂纹深度的方法187

(2) 用电流检查夹层187

5.3.2 电流法187

5.3.3 电磁感应法188

(1) 涡流188

(2) 对材料的电磁感应试验法190

5.3.4 磁性检查法191

(1) 磁化方法192

(2) 检查方法194

5.3.5 电磁鉴别法198

5.3.6 利用磁致伸缩现象测定残余应力的方法198

5.4.1 渗透法的原理199

5.4 利用渗透现象的非破坏试验法199

5.4.2 着色渗透法200

5.4.3 荧光渗透法200

(1) 水洗型荧光渗透法200

(2) 后乳化性荧光渗透法201

5.4.4 利用过滤作用对多孔物质的检查201

5.5 利用热现象非破坏试验方法203

5.5.1 利用热传导的方法203

(1) 霜试验的方法203

(2) 荧光温度记录法203

(3) 利用表面张力变化的方法204

5.5.2 利用热辐射的方法205

5.6 其他新的非破坏试验方法207

5.6.1 利用液晶的非破坏试验207

(1) 液晶207

(2) 用液晶来检查缺陷208

5.6.2 声发射209

(1) 声发射的性质209

5.6.3 利用外激电子发射的非破坏试验214

5.6.4 利用全息摄影的非破坏试验216

(1) 全息摄影的原理216

(2) 全息摄影技术在非破坏试验中的应用217

5.6.5 超声波全息摄影222

5.6.6 质子散射射线摄影224

5.6.7 电磁超声波226

第六章 非破坏试验方法的缺陷检出度及其精度228

6.1 射线透照试验的缺陷检出度228

6.1.1 象质计(透度计)229

(1) 象质计的种类229

(2) 象质计鉴别力的表示法231

6.1.2 差度计(线质计)234

6.1.3 象质计的鉴别度235

6.1.4 射线探伤时的缺陷尺寸及位置的测量精度237

(1) 缺陷尺寸的测量法238

(2) 缺陷长度的测量精度240

(3) 缺陷的深度测量242

(4) 缺陷面积率(缺陷率)的测量243

(5) 缺陷位置的测量246

6.1.5 缺陷的检出度246

(1) 立体缺陷的检出度247

(2) 平面缺陷的检出度249

(1) 根据缺陷回波的高度进行评价253

6.2.1 根据从缺陷反射的超声波评价缺陷253

6.2 超声波探伤试验的缺陷检出度及其精度253

(2) 根据缺陷回波的出现范围对缺陷尺寸进行评价258

6.3 磁粉探伤试验的缺陷检出度265

6.3.1 影响磁粉探伤试验缺陷检出度的各种因素265

(1) 材料的磁学性质265

(2) 磁化强度及方向265

(3) 电流266

(4) 磁粉267

(5) 载体267

(1) 表面裂纹的检测界限268

6.3.2 缺陷的检测界限268

(6) 表面状态268

(7) 缺陷的种类268

(2) 内部裂纹的检测界限269

(3) 利用测量漏磁的方法测量开口裂纹高度271

6.4 渗透探伤试验的缺陷检出度272

6.5 其他非破坏试验的缺陷检出度273

6.6 各种非破坏试验法的应用范围273

第七章 材料缺陷对机械强度的影响275

7.1 铸件的非破坏试验图象与强度的关系275

7.1.1 轻合金铸件的缺陷图象而强度的关系276

7.1.2 铸铁的缺陷图象与强度的关系278

7.1.3 铜锡合金(锡青铜)铸件的缺陷图象与强度的关系279

7.1.4 铸钢的缺陷图象与强度的关系281

(1) 铸钢件的缺陷图象与静态强度的关系283

(2) 带人工缺陷的铸钢件的旋转弯曲疲劳强度284

(3) 有自然缺陷的铸钢件的旋转弯曲疲劳强度286

(4) 黑皮铸钢件的缺陷对其疲劳强度的影响287

(5) 经加工圆柱形试件的缺陷图象与交变拉伸疲劳强度的关系289

(6) 铸钢件的缺陷对反复抗拉抗压疲劳强度的影响291

(7) 缺陷对铸钢件热疲劳强度的影响292

(8) 缺陷对铸钢蠕变强度的影响294

7.2 锻钢件非破坏试验的图象与强度295

7.2.1 锻钢件的缺陷与非破坏检查图象295

7.2.2 缺陷的种类与强度295

(1) 鬼线对强度的影响296

(2) 小型试件的疲劳强度(棒的直径10～12mm)296

(3) 大型试件的疲劳强度(棒的直径50～60mm)300

(4) 锻钢材料疲劳强度的各向异性304

(5) 尺寸效应305

(6) 有裂纹材料的旋转弯曲疲劳强度305

7.3 轧制钢板的非破坏试验图象与强度的关系306

7.3.1 钢板的超声波探伤图象和强度的关系307

7.4 复合钢板的缺陷和剪切强度的关系308

7.5 焊接部位的缺陷对机械强度的影响308

7.5.1 缺陷率计算范围310

(1) 确定缺陷率计算范围的因素310

(2) 载荷形式不同时的龟裂发展形态311

(3) 缺陷率计算范围320

7.5.2 钢铁焊接部位的缺陷率和静态强度329

(1) 焊接部位的缺陷和静态抗拉强度329

(2) 焊接部位的缺陷与静态弯曲强度334

7.5.3 钢铁焊接部位的缺陷率与冲击强度337

(1) 缺陷与拉伸冲击强度337

(2) 缺陷与弯曲冲击强度337

7.5.4 钢铁焊接部位的缺陷率与疲劳强度341

(1) 无缺陷焊接部位的疲劳强度342

(2) 含有气孔缺陷的焊缝的疲劳强度343

(3) 含有夹渣缺陷的焊缝的疲劳强度345

(4) 含有未焊透缺陷焊缝的疲劳强度345

(5) 含有咬边缺陷的焊缝的疲劳强度347

(6) 含有裂纹的焊缝的疲劳强度349

(7) 超声波法的缺陷率与疲劳强度353

(8) 疲劳强度数据的分散度354

(9) 考虑了安全性的S-N线图354

(10) 缺陷率采集方法不同导致S-N线图的不同361

(11) 对302B钢材以外的钢板的实验366

(12) 大型试件含有缺陷的焊接部位的疲劳强度366

(13) 使用异种金属焊条时对接焊缝的疲劳强度368

(14) 用控制应变的方式求对接焊缝的疲劳强度372

(1) 焊接缺陷对蠕变强度的影响373

7.5.5 钢铁材料焊接缺陷对其他强度的影响373

(2) 焊接缺陷对应力腐蚀裂纹的影响375

7.5.6 非铁金属的焊接缺陷及其机械强度377

(1) 铝合金的焊接缺陷与机械强度377

(2) 钛合金焊接缺陷与机械强度378

(3) 聚氯乙烯焊接的缺陷与机械强度379

第八章 应用抽样检查评定焊接质量382

8.1 焊接部位的缺陷分布规律382

(1) 手工焊接部位缺陷分布的周期性382

(2) 手工焊焊接部位缺陷的分布规律383

8.2 焊接部位高效抽检法387

(3) 自动焊焊接部位缺陷分布387

(1) 抽样检查的一个实例389

第九章 补遗391

9.1 运用超声波聚焦探头测量缺陷尺寸的方法391

9.2 奥氏体不锈钢焊接区及铸件的非破坏试验392

9.3 钢筋混凝土的非破坏试验395

(1) 混凝土内钢筋状况的检测395

(2) 裂纹深度及杂质位置的测定396

参考文献397

日汉技术名词对照表401