常见缺陷
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(1)使工件的有效承载截面F受到削弱，因而使实际平均应力 增大。
(2)缺陷造成的几何不连续，导致局部应力集中！ 引起缺口尖端的局部三向拉应力，使材料性能变脆，即产
生缺口效应； 可能引起裂纹失稳扩展，造成低应力破坏（脆断）； 结构的应力集中点又容易引发疲劳裂纹；成为疲劳裂纹源! 应力集中区也容易加剧引起应力腐蚀开裂。
常见的复合材料缺陷
夹芯结构以及蜂窝芯子 面板 胶接层 蜂窝芯子
常见的复合材料缺陷
纤维断裂、树脂富集和孔洞
常见的复合材料缺陷
面芯脱胶
2.3 工艺缺陷的危害及其对产品质量的影响
2.3.1 工源自文库缺陷的危害性（定性分析）
处在同一位置上的不同性质的缺陷、或处在不同位置的 同一性质的缺陷，其危害性是不尽相同的：
量要求的外观缺陷、性能缺陷、组织缺陷和更为严重的内 部几何不连续型缺陷（如裂纹、孔洞、夹杂等）。我们把 这些“冶金因素、结构因素、工艺因素”导致的产品质量 不符合相关标准要求的各类缺陷统称为工艺缺陷。
（2）工艺缺陷的辨证分析
缺陷产生的绝对性 —在实际生产中，要获得没有任何缺陷的 产品，在技术上是相当困难的；要使成批生产的产品都没有 任何缺陷，是不经济的，甚至是不可能的。
缺陷评定标准的相对性 —即“判废标准”的相对性，不同的 产品或同一产品，往往因使用条件工况不同，对其质量要求 也不同，因而，对工艺缺陷的容限，即“判废标准”也不尽 相同。
判废标准的制定原则：一般地说，产品质量等级越高、失效 后危害性越大，对缺陷控制也越严格。
工艺缺陷的修复： 轻微的缺陷，不影响使用，是可以容忍的； 严重的缺陷，不符合使用要求，则必须给予处理： 有些缺陷能够及时修复；有些缺陷则可能无法修复，产品就 得判废！
2.1.2 工艺缺陷的分类
工艺缺陷种类繁多，产生原因也相当复杂。为了便于分析 和处理工艺缺陷、制定检验工艺、方便技术交流，有必要 对其进行分类。
（1）按材料和加工工艺方法分为：
金属材料： ①焊接缺陷 ②铸造缺陷 ③锻压缺陷 ④热处理缺陷—淬 火、回火、退火 ⑤ 冷加工
金属型材：板材，管材，棒材 非金属材料：混凝土，陶瓷，高分子 复合材料：基体和纤维粘合
（4）按缺陷的埋藏深度分为：
表面缺陷——如表面气孔、表面裂纹、砂眼、咬边等； 近表面缺陷——如皮下气孔、夹杂等； 内部缺陷——如内部夹杂、气孔、缩孔、裂纹、未熔合、
未焊透等；
按缺陷的几何特征不同分为： ①体积型—— 如孔洞、夹杂等； ②面积型——如裂纹、未熔合、夹层等；
（5）按具体缺陷的位置特征又有不同的称谓
但无露筋
2.2.3 非金属材料-陶瓷
1. 变形：内外因，配料不当，结构不合理；装窑不当， 升温过快等
2. 开裂：坯体开裂和釉裂 3. 夹层： 4. 釉层剥离 5. 粘疤 6. 黑点：表面形成黑色的斑点，烟气中CO剧烈分解析
出碳
复合材料中的缺陷
定义 分类：
1.按照基体材料肥沃金属基复合材料、树脂基复合材料 和陶瓷基复合材料 2. 按照增强体的形态，分为颗粒增强复合材料、显微增 强复合材料、夹层复合材料和三维编织复合材料
焊接常用见的生产工艺，船体、高炉的炉壳、建筑构架， 锅炉与压力容器、车厢、轨道、机翼等等。 缺陷很多，以未焊透和裂纹危害最大 焊接接头组织
1 裂纹
焊接裂纹的宏观形态及分布 a) T型接头的宏观裂纹 b) 对接接头的焊接裂纹 c) 焊缝收弧处的弧坑裂纹
2. 未焊透
在有坡口的焊接或者丁字焊时，由于焊条或者焊接电流 过低，使电弧不能到达坡口底部而产生的缺陷。
危害：同上，已在经受锻压或其他加工时产生裂纹
4. 裂纹
由于铸件各部分的冷却速度不均匀而产生的残余应力超 过材料的断裂强度时引起的，根据发生的温度不同分为热裂 纹和冷裂纹，存在铸件表面和内部。 危害性：很大，引起铸件的报废，如图：
5. 冷隔和浇不足
浇铸温度太低，金属熔液在铸模中不能充分流动而造 成的一类缺陷。发生在表面的叫做冷隔，因熔液没流入形成 的缺口叫做浇不足。 如图
2. 夹杂：钢中的夹杂物 3. 表面缺陷： 材料表面粗糙度、轧辊调整的不好等原因引
起的
2.2.3 非金属材料-混凝土
1. 蜂窝: 混凝土结构局部出现酥松、多砂少浆，石 子之间有空隙，想蜂窝状，危害很大
2. 孔洞：空隙，局部蜂窝较大， 3. 裂纹： 起源内部的微气孔、未裂纹 4. 露筋： 5. 表面不平整 6. 麻面： 混凝土表面的小坑和麻点，形成粗糙面，
1. 外壁划痕： 2. 横向裂纹：材料含铜量过多，变形量过大、加
热过度等产生的缺陷，与轴向垂直或近似垂直 3. 总向裂纹： 由于加热不良、热处理不良以及加
工方法不良等产生的缺陷，方向与管材的轴向 平行或者近似平行
2.2.2 金属型材缺陷—棒材
1. 裂纹 ： 根据形状，横向裂纹，纵向裂纹和过烧裂纹。 横向裂纹与压延方向垂直，成分不均引起的；纵向裂纹， 比较深的线性裂纹，热应变，气孔等引起；过烧在棒材 表面形成小鳞状裂纹
复合材料的成型＿树脂基复合材料成型
手糊成型 层压成型 热压罐成型 喷射成型 对模模压成型 缠绕成型
复合材料的成型＿金属基复合材料成型
粉末冶金法 挤压铸造法 喷射沉积法 热压法 连接
复合材料的成型＿陶瓷基复合材料成型
泥浆烧铸法，热压烧结法， 浸渍法
1. 孔隙 2. 分层 3. 夹杂 4. 纤维弯曲 5. 不均匀
2.缩孔和缩松
金属在凝固时，由于收缩而产生的缺陷。缩孔由于金属 溶液流动性凝固产生的空洞；缩松，多孔疏松部分或者密集 的小气空群 危害性同气孔，应力集中。
3. 夹砂与夹渣
夹砂：浇注时由于型砂受到熔液的冲击渗入铸件内部而形 成的缺陷，一般在大型的铸件中出现；
夹渣：浇铸时由于铸液中的溶渣没有与铸液分离开而进入 铸件形成的
范参数等等； 对于每种具体缺陷的产生原因，还要结《热加工概论》、
不紧密引起的 2. 裂纹：千差万别，由于偏析、气孔、氧化皮等以致压合不
紧密引起的，条状小裂纹，龟裂装，边缘锯齿状裂纹等 3. 皮下气孔：钢锭中存在气孔、缩孔等以致压合不紧密引起
的 4. 表面缺陷 ：坯料与轧辊之间粘合作用 5. 脱黏：复合板材异质材料在界面处没结合成一体
2.2.2 金属型材缺陷—管材
2.1 缺陷的概念及分类
尺度
纳米
(10-8~10-9m)
研究目标
研究方法
原子结合力、价键破断 量子力学原子断裂力学 统计力学
晶体断裂 位错形核、晶界结构 分子动力学
微米(10-6m)
位错交互、界面、
细观力学
微结构、局部化剪切、韧脆转变 微结构计算力学
(10-5m)
织构、微孔洞、 微裂纹、多相介质
(2)不同性质的缺陷危害性排序（从大到小）：
裂纹 未熔合，未焊透 咬边 夹杂（条状） 夹杂
(圆形)
气孔。
应该强调，任何一种缺陷达到相当严重的程度都会 造成危害，不仅会造成结构的破坏，甚至会酿成灾 难性事故！
尤其对于裂纹类缺陷工艺上是不能容忍的！ 必须 彻底铲除!
2.3.2 工艺缺陷产生危害的本质
裂纹可分为：HAZ 裂纹、焊缝裂纹、火口裂纹、焊趾裂 纹、焊根裂纹等；
未熔合可分为：坡口未熔合、层间未熔合、根部未熔合。
（6）其它分类：
按裂纹走向不同有：横向裂纹、纵向裂纹、人字形裂纹、 辐射形裂纹等称谓；
按裂纹尺寸不同又有：宏观裂纹、微裂纹等称谓。
2.2 材料和加工工艺中常见缺陷
1. 金属材料加工工艺：
第2章 常见缺陷
本章提要： 缺陷分析是无损检测的技术基础。 主要解决两方面的问题：
一是弄清缺陷的种类、位置、取向、性质、危害性； 二是分析缺陷的产生原因，以便有效地识别缺陷、消除缺 陷，提高工艺质量。 本章重点讲授缺陷分类、危害性。最后，对不同类型缺陷 常用检测方法作简要介绍。
内容
2.1 缺陷的概念及分类 2.2材料和加工工艺中常见缺陷 2.3 缺陷的危害 2.4 缺陷和常用无损检测方法
课程安排
1 绪 论 2.常见缺陷 3 超声检测(UT- Ultrasonic Tes.) 4 射线检测 (Radiographic Tes.)） 5 磁粉检测 (Magnetic Particle Tes.) 6 涡流检测 (Eddy Current Tes.) 7 渗漏检测 (Penetrant Tes.) 8 其他无损检测方法 9 实验
加热速度不合适产生
龟裂
2.2.1 加工工艺缺陷—锻造
5. 过热 ：加热温度过高或者保温时间过长，引起晶粒粗大 的现象称为过热
6. 过烧：加热温度超过始端温度过多，使材料内部晶界氧 化并产生较大的裂纹，或者引起显著的晶粒粗大，其形状 与龟裂相同
7. 折叠：工艺不当，将坯料已氧化的表层引入工件
2.2.1 加工工艺缺陷—焊接
其他缺陷
3. 未熔合 4. 夹渣和夹杂 5. 气孔 6. 咬边
2.2.1 加工工艺缺陷—热处理
1. 过热 2. 过烧 3. 氧化 4. 脱碳 5. 变形 6. 裂纹
2.2.1 加工工艺缺陷—热处理 过烧
氧化和裂纹
2.2.2 金属型材缺陷—板材
板材：普通板材和复合板材 1.分层和夹杂物： 钢锭中存在气孔、缩孔、夹渣等以致压合
(2)按技术内涵大体分为：
加工、装配缺陷 ——如焊件坡口角度、装配间隙不均匀， 错边量过大等；
形状、尺寸缺陷 ——如工件变形、焊缝宽窄不一致、焊缝 余高过大、表面塌陷、满溢、焊瘤等等；
几何不连续型缺陷—— 如焊件中的裂纹、孔洞、夹杂、未 熔合、未焊透，铸件中的缩孔、疏松、裂纹等等；
组织、性能缺陷 ——如机械性能不良、耐腐蚀性下降、过 热组织、脆性组织、偏析等等；
总之，材料强度越高、加工精度越高、对应力集中越敏感， 工艺缺陷造成的危害越大。
2.3.3 工艺缺陷的产生原因
这个问题十分复杂，需要具体问题具体分析。从总体上说， 主要来自： 冶金因素——如化学成分、碳当量、杂质含量、冷却速度
等等； 结构（力学）因素——如壁厚、应力集中、截面突变、拘
束应力等等； 工艺因素——预热条件、烘干温度、清理、环境湿度、规
其它工艺缺陷—— 如飞溅、表面划伤、电弧擦伤、凿痕、 磨痕等等
（3）按缺陷性质不同分为
裂纹——如冷裂纹、热裂纹、再热裂纹、层状撕裂、火口裂纹等； 孔穴——如缩孔、气孔等； 固体夹杂——如夹渣、夹钨等； 未熔合——如坡口未熔合、层间未熔合； 未焊透——如根部未焊透、中部未焊透； 其它缺陷——未包含在以上5种缺陷中的缺陷 ，如咬边、烧穿、焊瘤、电弧划伤等。
6. 偏析
化学成分不均匀和组织不均匀。 如图
2.2.1 加工工艺缺陷—锻造
锻件的原料缺陷，缺陷多半是有铸件遗留下来的，所 以铸件的各种缺陷在锻件中都可能发生。此外，在锻 造过程中产生新的缺陷：
1. 夹砂和夹渣 2. 缩孔和疏松 3. 金属和非金属夹杂物 4. 龟裂：原材料成分不当、表面状况不好、加热温度和
①铸造缺陷②锻压缺陷③焊接缺陷 ④热处理缺陷—淬 火、回火、退火 ⑤ 冷加工
2. 金属型材缺陷：板材， 管材，棒材 3. 非金属材料：混凝土，陶瓷，高分子 4. 复合材料：
2.2.1 加工工艺缺陷—铸造
铸造是一种非常重要的生产工艺，具有：制成复杂的毛坯， 大小不受限制从几克到几百吨，成本低 1.气孔 由于溶化的金属在凝固时，产生的气体来不及溢出金属表 面或者内部产生的圆孔 危害：破坏了结构的连续性，应力集中，降低冲击韧性和 疲劳强度
晶体塑性理论 细观损伤力学
(10-4m)
复合材料、多层介质、 强韧化
连续介质力学 宏观断裂力学
毫米(10-3m)
裂纹尖端奇异场
连续介质力学
宏观断裂力学
无损检测范围：宏观缺陷(~mm)
与材料和构件的成型工艺有关，通过工艺优
化可以避免
2.1 工艺缺陷的概念及分类
2.1.1 工艺缺陷的概念 （1）什么是工艺缺陷？ 在材料加工成型过程中，经常会出现某种或某些不合乎质
(1)对于同一性质的缺陷（即使数量、大小相同）有：
①表面缺陷比内部缺陷危害性大; 位置特征 ②高应力区的缺陷比低应力区的缺陷危害性大； ③与主应力垂直的片状缺陷比平行主应力时危害性大；走 向特征 ④应力集中区的缺陷比非应力集中区的缺陷危害性大；缺 口效应 ⑤对疲劳强度的影响比静载强度的影响大；载荷特征 ⑥未发现的缺陷比已发现的缺陷危害性大； 掌控状态
(2)缺陷造成的几何不连续，导致局部应力集中！ 引起缺口尖端的局部三向拉应力，使材料性能变脆，即产
生缺口效应； 可能引起裂纹失稳扩展，造成低应力破坏（脆断）； 结构的应力集中点又容易引发疲劳裂纹；成为疲劳裂纹源! 应力集中区也容易加剧引起应力腐蚀开裂。
常见的复合材料缺陷
夹芯结构以及蜂窝芯子 面板 胶接层 蜂窝芯子
常见的复合材料缺陷
纤维断裂、树脂富集和孔洞
常见的复合材料缺陷
面芯脱胶
2.3 工艺缺陷的危害及其对产品质量的影响
2.3.1 工源自文库缺陷的危害性（定性分析）
处在同一位置上的不同性质的缺陷、或处在不同位置的 同一性质的缺陷，其危害性是不尽相同的：
量要求的外观缺陷、性能缺陷、组织缺陷和更为严重的内 部几何不连续型缺陷（如裂纹、孔洞、夹杂等）。我们把 这些“冶金因素、结构因素、工艺因素”导致的产品质量 不符合相关标准要求的各类缺陷统称为工艺缺陷。
（2）工艺缺陷的辨证分析
缺陷产生的绝对性 —在实际生产中，要获得没有任何缺陷的 产品，在技术上是相当困难的；要使成批生产的产品都没有 任何缺陷，是不经济的，甚至是不可能的。
缺陷评定标准的相对性 —即“判废标准”的相对性，不同的 产品或同一产品，往往因使用条件工况不同，对其质量要求 也不同，因而，对工艺缺陷的容限，即“判废标准”也不尽 相同。
判废标准的制定原则：一般地说，产品质量等级越高、失效 后危害性越大，对缺陷控制也越严格。
工艺缺陷的修复： 轻微的缺陷，不影响使用，是可以容忍的； 严重的缺陷，不符合使用要求，则必须给予处理： 有些缺陷能够及时修复；有些缺陷则可能无法修复，产品就 得判废！
2.1.2 工艺缺陷的分类
工艺缺陷种类繁多，产生原因也相当复杂。为了便于分析 和处理工艺缺陷、制定检验工艺、方便技术交流，有必要 对其进行分类。
（1）按材料和加工工艺方法分为：
金属材料： ①焊接缺陷 ②铸造缺陷 ③锻压缺陷 ④热处理缺陷—淬 火、回火、退火 ⑤ 冷加工
金属型材：板材，管材，棒材 非金属材料：混凝土，陶瓷，高分子 复合材料：基体和纤维粘合
（4）按缺陷的埋藏深度分为：
表面缺陷——如表面气孔、表面裂纹、砂眼、咬边等； 近表面缺陷——如皮下气孔、夹杂等； 内部缺陷——如内部夹杂、气孔、缩孔、裂纹、未熔合、
未焊透等；
按缺陷的几何特征不同分为： ①体积型—— 如孔洞、夹杂等； ②面积型——如裂纹、未熔合、夹层等；
（5）按具体缺陷的位置特征又有不同的称谓
但无露筋
2.2.3 非金属材料-陶瓷
1. 变形：内外因，配料不当，结构不合理；装窑不当， 升温过快等
2. 开裂：坯体开裂和釉裂 3. 夹层： 4. 釉层剥离 5. 粘疤 6. 黑点：表面形成黑色的斑点，烟气中CO剧烈分解析
出碳
复合材料中的缺陷
定义 分类：
1.按照基体材料肥沃金属基复合材料、树脂基复合材料 和陶瓷基复合材料 2. 按照增强体的形态，分为颗粒增强复合材料、显微增 强复合材料、夹层复合材料和三维编织复合材料
焊接常用见的生产工艺，船体、高炉的炉壳、建筑构架， 锅炉与压力容器、车厢、轨道、机翼等等。 缺陷很多，以未焊透和裂纹危害最大 焊接接头组织
1 裂纹
焊接裂纹的宏观形态及分布 a) T型接头的宏观裂纹 b) 对接接头的焊接裂纹 c) 焊缝收弧处的弧坑裂纹
2. 未焊透
在有坡口的焊接或者丁字焊时，由于焊条或者焊接电流 过低，使电弧不能到达坡口底部而产生的缺陷。
危害：同上，已在经受锻压或其他加工时产生裂纹
4. 裂纹
由于铸件各部分的冷却速度不均匀而产生的残余应力超 过材料的断裂强度时引起的，根据发生的温度不同分为热裂 纹和冷裂纹，存在铸件表面和内部。 危害性：很大，引起铸件的报废，如图：
5. 冷隔和浇不足
浇铸温度太低，金属熔液在铸模中不能充分流动而造 成的一类缺陷。发生在表面的叫做冷隔，因熔液没流入形成 的缺口叫做浇不足。 如图
2. 夹杂：钢中的夹杂物 3. 表面缺陷： 材料表面粗糙度、轧辊调整的不好等原因引
起的
2.2.3 非金属材料-混凝土
1. 蜂窝: 混凝土结构局部出现酥松、多砂少浆，石 子之间有空隙，想蜂窝状，危害很大
2. 孔洞：空隙，局部蜂窝较大， 3. 裂纹： 起源内部的微气孔、未裂纹 4. 露筋： 5. 表面不平整 6. 麻面： 混凝土表面的小坑和麻点，形成粗糙面，
1. 外壁划痕： 2. 横向裂纹：材料含铜量过多，变形量过大、加
热过度等产生的缺陷，与轴向垂直或近似垂直 3. 总向裂纹： 由于加热不良、热处理不良以及加
工方法不良等产生的缺陷，方向与管材的轴向 平行或者近似平行
2.2.2 金属型材缺陷—棒材
1. 裂纹 ： 根据形状，横向裂纹，纵向裂纹和过烧裂纹。 横向裂纹与压延方向垂直，成分不均引起的；纵向裂纹， 比较深的线性裂纹，热应变，气孔等引起；过烧在棒材 表面形成小鳞状裂纹
复合材料的成型＿树脂基复合材料成型
手糊成型 层压成型 热压罐成型 喷射成型 对模模压成型 缠绕成型
复合材料的成型＿金属基复合材料成型
粉末冶金法 挤压铸造法 喷射沉积法 热压法 连接
复合材料的成型＿陶瓷基复合材料成型
泥浆烧铸法，热压烧结法， 浸渍法
1. 孔隙 2. 分层 3. 夹杂 4. 纤维弯曲 5. 不均匀
2.缩孔和缩松
金属在凝固时，由于收缩而产生的缺陷。缩孔由于金属 溶液流动性凝固产生的空洞；缩松，多孔疏松部分或者密集 的小气空群 危害性同气孔，应力集中。
3. 夹砂与夹渣
夹砂：浇注时由于型砂受到熔液的冲击渗入铸件内部而形 成的缺陷，一般在大型的铸件中出现；
夹渣：浇铸时由于铸液中的溶渣没有与铸液分离开而进入 铸件形成的
范参数等等； 对于每种具体缺陷的产生原因，还要结《热加工概论》、
不紧密引起的 2. 裂纹：千差万别，由于偏析、气孔、氧化皮等以致压合不
紧密引起的，条状小裂纹，龟裂装，边缘锯齿状裂纹等 3. 皮下气孔：钢锭中存在气孔、缩孔等以致压合不紧密引起
的 4. 表面缺陷 ：坯料与轧辊之间粘合作用 5. 脱黏：复合板材异质材料在界面处没结合成一体
2.2.2 金属型材缺陷—管材
2.1 缺陷的概念及分类
尺度
纳米
(10-8~10-9m)
研究目标
研究方法
原子结合力、价键破断 量子力学原子断裂力学 统计力学
晶体断裂 位错形核、晶界结构 分子动力学
微米(10-6m)
位错交互、界面、
细观力学
微结构、局部化剪切、韧脆转变 微结构计算力学
(10-5m)
织构、微孔洞、 微裂纹、多相介质
(2)不同性质的缺陷危害性排序（从大到小）：
裂纹 未熔合，未焊透 咬边 夹杂（条状） 夹杂
(圆形)
气孔。
应该强调，任何一种缺陷达到相当严重的程度都会 造成危害，不仅会造成结构的破坏，甚至会酿成灾 难性事故！
尤其对于裂纹类缺陷工艺上是不能容忍的！ 必须 彻底铲除!
2.3.2 工艺缺陷产生危害的本质
裂纹可分为：HAZ 裂纹、焊缝裂纹、火口裂纹、焊趾裂 纹、焊根裂纹等；
未熔合可分为：坡口未熔合、层间未熔合、根部未熔合。
（6）其它分类：
按裂纹走向不同有：横向裂纹、纵向裂纹、人字形裂纹、 辐射形裂纹等称谓；
按裂纹尺寸不同又有：宏观裂纹、微裂纹等称谓。
2.2 材料和加工工艺中常见缺陷
1. 金属材料加工工艺：
第2章 常见缺陷
本章提要： 缺陷分析是无损检测的技术基础。 主要解决两方面的问题：
一是弄清缺陷的种类、位置、取向、性质、危害性； 二是分析缺陷的产生原因，以便有效地识别缺陷、消除缺 陷，提高工艺质量。 本章重点讲授缺陷分类、危害性。最后，对不同类型缺陷 常用检测方法作简要介绍。
内容
2.1 缺陷的概念及分类 2.2材料和加工工艺中常见缺陷 2.3 缺陷的危害 2.4 缺陷和常用无损检测方法
课程安排
1 绪 论 2.常见缺陷 3 超声检测(UT- Ultrasonic Tes.) 4 射线检测 (Radiographic Tes.)） 5 磁粉检测 (Magnetic Particle Tes.) 6 涡流检测 (Eddy Current Tes.) 7 渗漏检测 (Penetrant Tes.) 8 其他无损检测方法 9 实验
加热速度不合适产生
龟裂
2.2.1 加工工艺缺陷—锻造
5. 过热 ：加热温度过高或者保温时间过长，引起晶粒粗大 的现象称为过热
6. 过烧：加热温度超过始端温度过多，使材料内部晶界氧 化并产生较大的裂纹，或者引起显著的晶粒粗大，其形状 与龟裂相同
7. 折叠：工艺不当，将坯料已氧化的表层引入工件
2.2.1 加工工艺缺陷—焊接
其他缺陷
3. 未熔合 4. 夹渣和夹杂 5. 气孔 6. 咬边
2.2.1 加工工艺缺陷—热处理
1. 过热 2. 过烧 3. 氧化 4. 脱碳 5. 变形 6. 裂纹
2.2.1 加工工艺缺陷—热处理 过烧
氧化和裂纹
2.2.2 金属型材缺陷—板材
板材：普通板材和复合板材 1.分层和夹杂物： 钢锭中存在气孔、缩孔、夹渣等以致压合
(2)按技术内涵大体分为：
加工、装配缺陷 ——如焊件坡口角度、装配间隙不均匀， 错边量过大等；
形状、尺寸缺陷 ——如工件变形、焊缝宽窄不一致、焊缝 余高过大、表面塌陷、满溢、焊瘤等等；
几何不连续型缺陷—— 如焊件中的裂纹、孔洞、夹杂、未 熔合、未焊透，铸件中的缩孔、疏松、裂纹等等；
组织、性能缺陷 ——如机械性能不良、耐腐蚀性下降、过 热组织、脆性组织、偏析等等；
总之，材料强度越高、加工精度越高、对应力集中越敏感， 工艺缺陷造成的危害越大。
2.3.3 工艺缺陷的产生原因
这个问题十分复杂，需要具体问题具体分析。从总体上说， 主要来自： 冶金因素——如化学成分、碳当量、杂质含量、冷却速度
等等； 结构（力学）因素——如壁厚、应力集中、截面突变、拘
束应力等等； 工艺因素——预热条件、烘干温度、清理、环境湿度、规
其它工艺缺陷—— 如飞溅、表面划伤、电弧擦伤、凿痕、 磨痕等等
（3）按缺陷性质不同分为
裂纹——如冷裂纹、热裂纹、再热裂纹、层状撕裂、火口裂纹等； 孔穴——如缩孔、气孔等； 固体夹杂——如夹渣、夹钨等； 未熔合——如坡口未熔合、层间未熔合； 未焊透——如根部未焊透、中部未焊透； 其它缺陷——未包含在以上5种缺陷中的缺陷 ，如咬边、烧穿、焊瘤、电弧划伤等。
6. 偏析
化学成分不均匀和组织不均匀。 如图
2.2.1 加工工艺缺陷—锻造
锻件的原料缺陷，缺陷多半是有铸件遗留下来的，所 以铸件的各种缺陷在锻件中都可能发生。此外，在锻 造过程中产生新的缺陷：
1. 夹砂和夹渣 2. 缩孔和疏松 3. 金属和非金属夹杂物 4. 龟裂：原材料成分不当、表面状况不好、加热温度和
①铸造缺陷②锻压缺陷③焊接缺陷 ④热处理缺陷—淬 火、回火、退火 ⑤ 冷加工
2. 金属型材缺陷：板材， 管材，棒材 3. 非金属材料：混凝土，陶瓷，高分子 4. 复合材料：
2.2.1 加工工艺缺陷—铸造
铸造是一种非常重要的生产工艺，具有：制成复杂的毛坯， 大小不受限制从几克到几百吨，成本低 1.气孔 由于溶化的金属在凝固时，产生的气体来不及溢出金属表 面或者内部产生的圆孔 危害：破坏了结构的连续性，应力集中，降低冲击韧性和 疲劳强度
晶体塑性理论 细观损伤力学
(10-4m)
复合材料、多层介质、 强韧化
连续介质力学 宏观断裂力学
毫米(10-3m)
裂纹尖端奇异场
连续介质力学
宏观断裂力学
无损检测范围：宏观缺陷(~mm)
与材料和构件的成型工艺有关，通过工艺优
化可以避免
2.1 工艺缺陷的概念及分类
2.1.1 工艺缺陷的概念 （1）什么是工艺缺陷？ 在材料加工成型过程中，经常会出现某种或某些不合乎质
(1)对于同一性质的缺陷（即使数量、大小相同）有：
①表面缺陷比内部缺陷危害性大; 位置特征 ②高应力区的缺陷比低应力区的缺陷危害性大； ③与主应力垂直的片状缺陷比平行主应力时危害性大；走 向特征 ④应力集中区的缺陷比非应力集中区的缺陷危害性大；缺 口效应 ⑤对疲劳强度的影响比静载强度的影响大；载荷特征 ⑥未发现的缺陷比已发现的缺陷危害性大； 掌控状态