Page 43 - 理化检验-物理分册2019年第五期

杨 争, 等: 轴承零件材料和显微组织引起的磁粉检测非相关显示辨析

２ 种介质的磁导率. 进行失效分析, 进一步确认原因.非相关显示的分
在两种磁介质的分界面处磁场将发生改变, 磁 析验证步骤有别于真正的缺陷成因分析步骤.笔者
感应线不再沿着原来的路径行进而是发生了折射, 从日常分析工作中总结出非相关显示的常见分析验
形成一种畸变磁场.折射的倾角与两种介质的磁导 证步骤如下: ① 首先在产生磁粉显示的部位做标记,
率有关.在磁路中, 如果出现两种以上磁导率差异 然后擦去显示再次喷淋磁悬液, 再一次确认显示位
很大的介质时, 在两者分界面上将产生畸变磁场, 形 置; ② 在标记位置处选取显示较清晰的位置线切割
成漏磁场. 试样, 确保显示方向与线切割方向垂直; ③ 待试样切
磁粉检测是利用磁粉聚集来显示工件上的不连 割完成后, 经砂轮或砂纸打磨, 使线切割面呈金属
续或缺陷的.通常把缺陷产生漏磁场所形成的磁粉 色; ④ 再次喷淋磁悬液, 在小试样上重新确认显示位
显示称作相关显示, 而把由于工件截面变化、 材料导 置; ⑤ 在磁粉显示处截面的对应位置做标记, 且确保
磁率差异等原因所产生的漏磁场所形成的磁粉显示 标记不容易被清除; ⑥ 抛光显示处及其截面制成金
称作非相关显示 [ ２ ] .非相关显示不是来源于缺陷, 却 相试样, 用 ４％ ( 体积分数) 硝酸酒精浸蚀后将金相
是由于漏磁场而产生的, 其形成原因很复杂, 引起非 试样置于光学显微镜下观察, 记录观察到的现象;
相关显示的原因类型很多, 一般与工件材料、 外形结
⑦ 必要时 借 助 其 他 精 密 分 析 仪 器 进 行 微 观 检 测;
构、 所采用的磁化规范、 工件的制造工艺等因素有关. ⑧ 然后根据显示位置、 形貌, 以及观察的现象进行综
２ 引起非相关显示的原因类型 合分析显示的类别和性质.
这些只是常见的分析验证步骤, 对于非相关显
在磁粉检测工序中, 引起非相关显示的原因很 示处在内弧面的金相试样, 由于制样的限制, 一般情

多, 主要类型如下: ① 工件截面突变; ② 划伤和刀痕; 况下只观察磁粉显示截面.
③ 磁化电流过大; ④ 工件加工冷作硬化; ⑤ 碳化物带
状组织; ⑥ 显微组织不均匀; ⑦ 触头法电极和磁轭法 ４ 案例分析
磁极附近; ⑧ 磁写. ４．１ 碳化物带状组织引起的非相关显示
在轴承零件的磁粉检测过程中轴承零件表面也 ４．１．１ 显示形貌
会出现为数不少的非相关显示, 引起非相关显示的 在轴承套圈的磁粉检测过程中, 碳化物带状组
常见类型主要为碳化物带状组织, 其次为残余奥氏 织引起的非相关显示可分布于套圈滚道面、 内外径
体组织和磁化规范不当.笔者统计了 ４３８ 份失效分 面、 端面等部位.图 １ 是轴承外圈端面碳化物带状
析报告, 分析结论关于非相关显示的报告占比达到 组织引起的非相关显示形貌.由图 １ 可知, 磁粉显
８％ , 其中由碳化物带状组织引起的非相关显示位居 示较松散且长短不一.这种非相关显示被擦去后,
首位, 占比达到 ７．５％ , 由残余奥氏体组织( 显微组 用高倍放大镜观察不到任何缺陷, 因此按照上述步
织不均匀) 和磁化不当引起的非相关显示占比分别 骤获取金相试样.
为 ０．３％ 和 ０．２％ .
这种非相关显示容易与相关显示混淆, 不如假显
示那么容易识别.其中工件截面突变、 划伤和刀痕、
磁化电流过大等引起的非相关显示, 检验人员依靠丰
富经验, 通过采用相应的无损检测方法比较容易判断
或消除; 而碳化物带状组织和显微组织不均匀引起的
非相关显示即使使用高倍放大镜也发现不了任何缺

陷, 需要借助于失效分析方法进行综合验证.
３ 利用失效分析方法对非相关显示的分析 图 １ 轴承外圈端面非相关显示形貌
Fi g 敭１ Uncorrelatedindicationmor p holo gy of
验证步骤
bearin g outerrin g endface
非相关显示不是真正的宏观缺陷, 擦去磁粉显 ４．１．２ 金相分析
示之后放大镜下看不到缺陷位置, 轴承零件在磁粉 使用 OLYMPUSGX５１ 型光学显微镜观察浸
检测过程中遇到典型显示问题和批量显示问题需要 蚀后的金相试样, 可见外圈端面显示部位有碳化物
３ １ ６