浅谈磁粉检测教学中如何区分裂纹与发纹
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【摘 要】裂纹和发纹缺陷虽然都是磁粉检测中最常见的线性缺陷，但对工件使用性能的影响却完全不同，发纹缺陷对工作使用性能影响较小，而裂纹的危害极大，一般都不允许存在。为了提高学生在工作中的实际操作能力及对问题的解决能力，在教学中对他们的产生分布、磁痕特征及鉴别方法进行对比分析，提高识别能力十分重要。
【关键词】磁粉检测教学；裂纹与发纹对比；产生原因；磁痕特征
【作者简介】韩雪，辽宁机电职业技术学院检测技术及应用教研室，无损检测专业教师。
在学习磁粉检测知识的过程中，经常会有同学提问：发纹是不是细小裂纹，发纹与裂纹有何区别，发纹对工件有无危害，是否会影响工件的使用。要回答这一系列问题，首先我们我们将从裂纹与发纹的产生原因、磁痕特征及鉴别方法三个方面进行对比分析。
一、产生原因
1.裂纹
裂纹缺陷一般都产生在工件的耳、孔边缘和截面突变等应力集中部位的工件表面上，呈窄而深的V字形破裂，长短不一，通常边缘参差不齐，弯弯曲曲或有分岔。按照工件不同的加工工艺，各种裂纹的产生一般分为以下几种情况：
（1）锻造裂纹
由于加热不当、操作不正确、终锻温度太低、冷却速度太快等，加热速度过快时，因热应力而产生裂纹；锻造温度过低时，因金属塑性变差而导致撕裂，锻造裂纹一般都比较严重，具有尖锐的根部或边缘，磁痕浓密清晰，呈直线或弯曲线状。
（2）铸造裂纹
根据铸件破裂时温度的高低将铸造裂纹分为热裂纹和冷裂纹两种。
热裂纹约1200-1400℃高温下产生，并在最后凝固区或应力集中区出现，一般是沿晶扩展，呈很浅的网状裂纹，亦称龟裂。其磁痕细密清晰，稍加打磨裂纹即可排除。铸造冷裂纹约在200-400℃低温下产生。低温时由于铸钢的塑性变坏，在巨大的热应力和组织应力的共同作用下产生冷裂纹，一般分布在铸钢件截面尺寸突变的部位，如夹角、圆角、沟槽、凹角、缺口、孔的周围等部位。
（3）焊接裂纹
按裂纹的产生温度分为焊接热裂纹和焊接冷裂纹。
焊接热裂纹一般产生在1100-1300℃高温范围内的焊缝融化金属内，焊接完毕即出现，沿晶扩展，有纵向、横向或弧坑裂纹，露出工件表面的热裂纹断口有氧化色。焊接冷裂纹一般产生在100-300℃低温范围内的热影响区（也有在焊缝区的）。由于焊缝冷却过程中的收缩应力，导致在热影响区和弧坑上产生冷裂纹。冷裂纹可能在焊完后马上产生，也可能在焊完后数日、数月才开裂。
（4）淬火裂纹
淬火裂纹是钢自高温快速冷去的热应力超过钢的抗拉强度时引起的开裂。主要原因是：钢材本身存在缺陷，热处理不当，工件几何形状复杂截面尺寸相差悬殊等，这些部位淬火时最容易开裂。
（5）电镀、酸蚀裂纹
电镀、酸蚀是表面处理。将工件浸入到某种溶液中，通过加热或导电，利用化学反应或电镀，使其表面生成一层防腐物质（如氧化处理、镀铬、镀锌等），以达到增加工件的防蚀能力。由于工件在电镀，酸蚀表面处理过程中，酸与金属发生化学反应，所析出的氢原子致使钢中渗氢，使钢脆化，产生裂纹。
（6）磨削裂纹
工件在磨削加工过程中，由于所选用的磨削工艺不当，磨削量过大，磨削速度过快引起表面过热或过冷不足，砂轮不平及砂粒不锋利等形成裂纹，这种裂纹出现在工件不易散热的部位。
（7）矫正裂纹
矫正裂纹时经热处理变形或弯曲的工件，在校直的过程中，如施加的压力过大，就会产生与受力方向垂直的裂纹。
2.发纹
根据相关资料，发纹属于钢的一种宏观缺陷，它是钢中夹杂或气泡、疏松等在钢的加工变形过程中沿锻轧方向被延伸所致，属于裂纹类缺陷中的线状缺陷。产生发纹的原因较为复杂，铸坯的表面气孔、皮下气泡、表面及皮下夹渣、表面网状裂纹、表面麻坑等都有可能产生发纹，此外表面层区较严重的塑性或半塑性非金属夹杂，也有可能产生发纹；加热温度不均、钢温过低或轧后冷却不当，也可能形成发纹。从金相观察，引起发纹的主要原因是气泡及夹杂物。
二、磁痕特征
1.裂纹的磁痕特征
（1）锻造裂纹
锻造裂纹呈现有规则且分散的线状，显示强烈，磁粉附着强，轮廓清晰。抹去磁痕一般肉眼可见，多出现在锻造比较多的部位和边缘。
（2）铸造裂纹
铸造热裂纹磁痕呈宽度变化的线状，可以是单条或多条出现，起始部位宽，随着向铸件内部及两端延伸，逐渐变细，显示强烈，磁粉附着强，轮廓清晰。铸造冷裂纹磁痕呈连续的或断续的粗细较均匀的线状，并常带有分枝，显示强烈，磁粉附着强，轮廓清晰，多出现在零件的转接部位或内角处。
（3）焊接裂纹
焊接裂纹多呈纵向、横向线状或枝树状。显示强烈，磁粉附着强，轮廓清晰，多出现在焊缝及其热影响区。
（4）淬火裂纹
淬火裂纹多呈树枝状或网状，起始部位较宽，随延伸方向逐渐变细，显示强烈，磁粉附着强，形态刚健有力，轮廓清晰，多发生在应力集中部位，如尖角处，眼孔边缘、键槽或截面变化处。
（5）电镀、酸蚀裂纹
裂纹磁痕多呈细小的线状，或网状，显示强烈，轮廓清晰，通常成群出现。
（6）磨削裂纹
磨削裂纹磁痕呈网状，辐射状或相互平行的短曲线条，显示较强烈，磁粉附着良好，轮廓清晰，磨削裂纹通常与磨削方向垂直。
（7）矫正裂纹
矫正裂纹磁痕呈网状，辐射状或相互平行的短曲线条，显示较强烈，磁痕附着良好，轮廓清晰，磨削裂纹通常与磨削方向垂直。
2.发纹的磁痕特征
发纹的长度一般不太长，多在10mm以下，少数可达20mm左右。发纹的深度较浅，一般小于0.6mm，因为它是线状缺陷，所以宽度一般都≤0.06～0.01mm。磁痕沿金属纤维方向分布，呈发丝一样的细直线。磁粉附着较强，轮廓清晰，抹去磁痕，一般肉眼不可见，通常是连续的或断续的，独立的或分散的存在于机械加工过的零件表面上。
三、鉴别方法
发纹的检测方法，目前我国是采用热酸蚀或磁粉检测两种方法。磁粉检测是根据磁痕长度来确定发纹的长度，此法不仅可使暴露在表面的发纹产生磁痕堆积，并可使进表面的皮下发纹也得以显示。故工件表面上的磁痕条数，在数量上要比暴露于表面发纹的真实数量为多。此外在磁痕长度上经对比试验证实也要比发纹的真实长度长。
1.裂纹的鉴别方法
（1）擦掉磁痕，裂纹缺陷目视可见，或不太清晰。
（2）在2-10倍放大镜下观察，裂纹缺陷呈V字形开口，清晰可见。
（3）用刀刃在工件便面沿垂直磁痕方向来回刮，裂纹缺陷阻断刀刃。
2.发纹的鉴别方法
（1）擦掉磁痕，发纹缺陷目视不可见。
（2）在2-10倍放大镜下观察，发文缺陷仍不可见。
（3）用刀刃在工件表面沿垂直磁痕方向来回刮，发纹缺陷不阻挡刀刃。
【参考文献】
[1]吴成芸.浅议荧光磁粉探伤中裂纹和发纹缺陷的磁痕特征[J].无损检测，1999，21（1）.
[2]宋志哲.磁粉检测[M].中国劳动社会保障出版社，2007.