轴类钢锻件磁粉检测中发纹与裂纹的鉴别

2018-03-07，，，

无损检测 2018年2期

关键词：轴类磁粉锻件

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(西安陕鼓动力股份有限公司，西安 710611)

在轴类钢锻件的磁粉检测中，经常会遇到沿轴向分布，磁痕清晰而不浓密的线性缺陷显示，此类磁痕显示为发纹缺陷。其是轴类钢锻件中比较常见的一类缺陷。

发纹的磁痕显示与裂纹的磁痕显示极为相似，不少检测人员常将发纹误判为裂纹。

发纹与裂纹这两类缺陷对工件使用性能的影响差别较大。发纹对工件使用性能的影响较小，而裂纹的危害极大[1]。因此，掌握准确鉴别发纹与裂纹的方法，是检测人员必备的一项技能。笔者提出了几种发纹与裂纹的实用鉴别方法，可供磁粉检测人员参考和借鉴。

1 相关行业标准与企业标准对裂纹与发纹的验收要求

1.1 相关行业标准

1.1.1 NB/T 47013.4-2015《承压设备无损检测第4部分:磁粉检测》

NB/T 47013.4-2015标准对发纹与裂纹的要求为：

(1) 不允许任何裂纹和横向缺陷显示；

(2) 质量分级见表1。

表1 NB/T 47013.4-2015的质量分级 mm

1.1.2 JB/T 5442-1991《压缩机重要零部件的磁粉检测》

JB/T 5442-1991标准对发纹与裂纹的要求为：

(1) 不允许任何裂纹和横向缺陷显示；

(2) 质量分级见表2。

表2 JB/T 5442-1991的质量等级分类

1.2 相关企业标准或规范

在国家标准指导下，旋转机械制造企业都会结合各自的产品特色及使用工况，并结合前期案例制定相应的标准或规范，如某旋转机械制造企业对主轴磁粉检测标准的质量分级为：

(1) 不允许裂纹缺陷；

(2) 质量分级见表3。

对比以上标准发现，无论是行业标准还是企业标准，对裂纹缺陷都是不允许存在的；而对于发纹缺陷，根据产品特色和使用工况在各质量等级中可以有条件地接受。检测过程中若将裂纹误判成发纹，将会严重影响产品质量。若将发纹误判成裂纹，企业将会蒙受重大的经济损失。由此可见，能准确地鉴别发纹与裂纹缺陷，对企业提高产品质量，降低用户使用风险，合理缩减生产成本具有十分重要的意义。

2 发纹与裂纹的产生原因

2.1 发纹的产生原因

轴类钢锻件发纹是一种原材料缺陷，是钢锭中的非金属夹杂物或气孔在拉拔或锻压过程中随着金属的流动方向形成的线性缺陷[2]。其在一定程度上会影响钢的力学性能，特别是疲劳强度等。

表3 某旋转机械企业主轴磁粉检测标准的质量分级

2.2 裂纹的产生原因

轴类钢锻件裂纹的产生原因较为复杂，一般有以下几种原因：

(1) 原材料缺陷形成的裂纹

铸锭表面的裂纹、折叠、结疤、粗晶环等易造成主轴的表面裂纹。

(2) 锻造裂纹

锻造工艺不当，如加热、终端温度不当，冷却速度过快等产生锻造裂纹。

(3) 热处理裂纹

热处理时因加热温度过高或冷却过快而产生裂纹。

3 发纹与裂纹的鉴别

通过对发纹与裂纹两者磁痕显示的反复对比和试验，得出鉴别方法如下所述。

3.1 磁痕特征识别法

轴类钢锻件大多采用不锈钢制成，发纹长短不等，长者可达10 mm左右，磁痕清晰而不浓密，呈发丝状细直线，形状规则，两头呈圆角，整条磁痕宽度均匀(见图1)。擦去磁痕后，缺陷肉眼不可见。

图1 发纹缺陷照片

磁粉检测时，裂纹磁痕所显示的共同特征是磁痕浓密，但是中间较粗，两端尖细，形状不规则(见图2)。擦去磁痕后，缺陷肉眼可见。

图2 裂纹缺陷照片

3.2 放大镜观察法

由于裂纹具有一定的宽度，采用2～10倍以上放大镜进行观察，若缺陷呈开口状，清晰可见，边缘呈锯齿状，则基本可以判定为裂纹；若缺陷边缘内壁光滑、清洁、两端呈圆角，擦去磁痕后，缝隙肉眼不可见，则可以判定为发纹。

3.3 刀片感知法

裂纹具有一定的宽度，用刀片在主轴表面沿垂直磁痕方向来回刮动，缺陷处有明显阻碍刀刃的感觉。而发纹宽度很小，用刀片刮动时无明显阻碍作用。

3.4 渗透检测法

在鉴别发纹与裂纹时，使用渗透检测方法简单可行。原因在于，裂纹为开口型缺陷，发纹大多由非金属夹杂物组成，缺陷部位被夹杂物填充。

采用渗透检测时，裂纹很容易被渗透剂填充，发纹则一般不会残留渗透剂，这为两者的鉴别提供了条件。即：采用渗透检测进行复检时，若未发现缺陷显示时，可以基本判定此类缺陷为发纹(见图3)；若仍存在缺陷显示，则需采用其他鉴别方法作进一步分析。需注意的是，使用渗透检测鉴别时，需采用清洗剂反复清理缺陷处的磁粉载液，确保渗透检测的表面质量。