2022年, 第40卷, 第3期　刊出日期：2022-06-15

  

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试验研究
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   交流电荧光磁粉检测深度实验研究

  张国才，谢小荣

  物理测试. 2022, 40(3): 1-8.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0777.20210041

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    磁粉检测是铁磁性承压设备焊缝及其原材料、机加工部件表面及其近表面缺陷检测的重要方法。为探究正弦波、方波、三角波3种交流电在不同频率下磁粉检测深度差异，对3种周期性交流电展开谐波分析，设计并制造了不同埋深的人工刻槽及变频交流磁轭实验检测系统,在相同的荧光磁粉检测工艺条件下来探究3种变频交流电磁粉检测深度差异。结果表明：方波比正弦波、三角波在检测近表面有一定埋深的非开口缺陷上具有更深的检测深度及更高的检测灵敏度，因此方波交流电可作为磁粉检测励磁电流种类的一种有益补充。
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   高通量硬度测试仪的研究

  刘艳洁，余童昕，舒锦涛，刘轶，范刘明，安唐林

  物理测试. 2022, 40(3): 9-12.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0777.20210065

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   为了缩短新材料的研发周期，降低研发成本，以硬度测试的特点和机理为基础，设计相应的机械控制系统和软件，开发了具有32个工位的高通量硬度测试仪，从而实现材料力学性能的高通量表征。该设备可以实现硬度测量过程中的自动打点、自动记录、自动切换样品，测试所需时间约为普通手动硬度计的1/3，提高了材料性能的表征速率。采用高通量硬度测试仪对具有不同硬度的标准硬度块品、不锈钢样品以及高熵合金样品进行测试，结果表明：高通量硬度测试仪适用于硬度值不小于 200HV(约19HRC)的材料，示值误差为-0.2HRC，示值重复性为0.764HRC，测试精度满足硬度计的要求，测试结果可靠。
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   疲劳试验及数据可靠性处理方法研究

  余道军，杨延辉，陈若进

  物理测试. 2022, 40(3): 13-17.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0777.20210053

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   工程试验中对材料具体疲劳寿命值或疲劳极限值关注的比较多，而对疲劳试验数据本身的可靠性、准确性分析可能不够。通过40Cr轴向拉压疲劳试验，对疲劳试验结果进行了各种统计分析处理，主要研究了可疑数据进行判别取舍方法、数据正态性检验、样本数量对试验结果影响、不同试样加工状态以及不同的试验机进行的疲劳实验数据对比分析等数据处理方法。结果表明：采用统计学方法进行数据处理，可减少疲劳试验中各种干扰因素的影响，有效提高疲劳试验结果的可靠性。
测试技术
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   EBSD技术在X80环焊热影响区组织表征中的应用

  赵罡

  物理测试. 2022, 40(3): 18-22.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0777.20220007

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   利用金相显微镜(Optical Microscopy，OM)、扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscopy，SEM)和背散射电子衍射(Electron Back Scattered Diffraction，EBSD)技术对X80焊接热影响区的显微组织中M/A组元的尺寸、分布、形貌和晶体学特征进行了系统的表征和对比分析。结果表明：在X80环焊热影响区的临界粗晶区中，M/A组元呈岛链状的形式分布在原始奥氏体晶界上。岛链状的M/A组元由大角度晶界包围而成，并会在其周围产生应力场。金相显微镜和扫描电子显微镜只能显示出M/A组元在基体中的尺寸、形貌和分布特征。相比之下，采用EBSD的大、小角度晶界图和菊池带斜率图能进一步表征出这种岛链状M/A组元的界面信息和应力场分布。此外，与EBSD的局部取向差分布图和菊池带衬度图相比，菊池带斜率图更适用于对这种在晶界分布的M/A岛链组织进行表征。
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   S355NL耐低温热轧H型钢焊接接头组织性能分析

  杨栋,李超

  物理测试. 2022, 40(3): 23-26.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0777.20210063

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   对S355NL耐低温欧标HE1000B大规格热轧H型钢进行SMAW焊接工艺试验，测试分析了焊接接头的组织和性能。结果表明：S355NL热轧H型钢焊接接头抗拉强度不小于514 MPa，-40 ℃冲击吸收功平均值不小于83 J，热影响区硬度不大于209HV10，组织由不同形貌的铁素体、珠光体和粒状贝氏体构成，均满足标准的要求。
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   18Ni马氏体时效钢原始奥氏体晶界显示方法

  谷秀锐，张鹏，孙晓冉，孙江欢

  物理测试. 2022, 40(3): 27-30.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0777.20210051

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   利用光学显微镜(蔡司)，在室温下，通过配制不同成分、浓度浸蚀剂和化学浸蚀方法，对经不同温度处理后的18Ni马氏体时效钢的原始奥氏体晶界显示方法进行了系统研究。结果表明：采用腐蚀性强、浓度高的浸蚀剂只能获得18Ni马氏体时效钢的金相显微组织，而采用体积比为4%的硝酸酒精溶液，对800~925 ℃固溶空冷后的18Ni马氏体时效钢试样进行化学浸蚀，能清晰地显示出18Ni马氏体时效钢试样原始奥氏体晶界，并可以进行准确的晶粒度级别数评定。
缺陷分析
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   1Cr18Ni9Ti冷轧不锈钢管表面白斑形成原因分析

  于雷，杨春，刘明，谢金鹏，钟振前，张卓

  物理测试. 2022, 40(3): 31-34.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0777.20210052

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    采用冷轧工艺生产的1Cr18Ni9Ti不锈钢管内表面出现了大量白色斑点状缺陷，导致产品不能正常出厂交付。为确定白色斑点形成原因，使用扫描电子显微镜+能谱仪、金相显微镜、激光诱导击穿光谱仪,对该批钢管表面形貌、金相组织、晶粒度和微区成分进行了分析检验。结果表明：钢管内外表面都出现了表面增碳现象，内表面上的白斑缺陷区增碳最为严重，酸洗钝化时出现了严重的晶间腐蚀，表层晶粒大量剥落，使局部表面粗糙度变差，形成白斑缺陷。钢管表面除油脱脂不彻底使热处理过程中出现表面增碳是导致出现白斑缺陷的主要原因。
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   晶粒特征在汽车板表面缺陷分析中的应用

  金鑫焱，毕文珍，王利

  物理测试. 2022, 40(3): 35-44.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0777.20210040

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    以普冷及热镀锌汽车板表面的擦伤、麻点、涂装针孔、冲压桔皮、冲压条纹及斑迹等多种缺陷为研究对象，使用扫描电镜和光学显微镜重点观察了缺陷位置的晶粒，发现了细晶粒、粗晶粒、未再结晶晶粒和晶粒变形4种晶粒特征。研究发现，可以利用缺陷位置的晶粒特征对缺陷发生的位置做出进一步的判断，以缩小工艺排查的范围。针对连续退火本机组产生的麻点或擦伤缺陷，可根据局部晶粒变形推测缺陷发生在其冷却段；根据局部粗晶粒可推测缺陷发生在加热段后期至均热段结束之间；根据局部细晶粒推测缺陷发生在加热段、清洗段或源自轧硬板来料缺陷。
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   Q550D拉伸分层原因分析

  郭峰

  物理测试. 2022, 40(3): 45-48.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0777.20210034

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   利用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)，对低合金高强钢Q550D的典型拉伸分层断口进行了微观分析。结果表明：组织为贝氏体+铁素体+颗粒状碳化物，存在一定程度的带状分布。试样拉伸变形过程中，大尺寸碳化物处的位错塞积导致萌发微裂纹和孔洞，试样出现缩颈后产生垂直拉应力导致裂纹扩展，组织的带状分布进一步促进了裂纹的扩展，最终形成宏观断口分层。
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   履带板伸长率不合格原因分析与改进措施

  闻永越

  物理测试. 2022, 40(3): 49-53.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0777.20210046

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   对25MnB履带板热处理后伸长率不合格试样进行综合分析，利用直读光谱仪检测化学成分，利用氧氮氢分析仪检测N、H、O气体成分，利用金相显微镜检测金相组织和非金属夹杂物级别，利用扫描电镜对试样进行断口分析。发现履带板齿爪心部冷却速度缓慢，生成组织不均匀，且有铁素体存在，导致伸长率不合格。通过更换冷却水喷头增加冷却水流量的措施，加快履带板淬火的冷却速度，生成组织均匀的回火马氏体，使履带板的伸长率达到企业标准要求。
专题研讨
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   高碳铬轴承钢现行标准的梳理及对GCr15的标准比较

  王岩峰，谢波，吕晴，张威豪，冯岩，包楠

  物理测试. 2022, 40(3): 54-61.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0777.20210130

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   梳理了高碳铬轴承钢现行的标准，列出了这些标准的标准号、名称、标准类别、标准适用范围及标准体系类别；同时以某钢铁企业为例，选用牌号成分接近的GCr15、GCr15PGI的高碳铬轴承钢的内控标准与GB/T 18254—2016及ISO 683-17进行比较，说明了不同标准对于GCr15牌号成分及相近成分轴承钢在碳化物、夹杂物及化学成分上的要求，发现我国GB/T 18254—2016较ISO 68317更为严格，而企业内控标准则在GB/T 18254—2016的基础上做了更深入的要求。
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   AZ陶瓷X射线数字成像最高允许管电压研究

  朱贵锋，郑自芹，焦钟斌，梁景恒，李帅，王琰

  物理测试. 2022, 40(3): 62-67.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0777.20210064

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   采用X射线数字成像检测方法(DR)分别对厚度为6、8、10、12 mm的AZ陶瓷片(ZrO2增韧Al2O3)进行检测，通过分析检测图像分辨率、灵敏度及归一化信噪比等指标，研究其最高允许管电压。结果表明：当曝光量要求不小于0.5 mA·s时，6、8、10、12 mm AZ陶瓷DR检测的最高允许管电压分别为80、95、105、115 kV；对于数字阵列探测器而言，管电压升高引起的信噪比升高对灵敏度的影响程度大于对比度降低的影响程度，在管电压能够穿透被检工件的前提下，随着管电压的升高，检测灵敏度不会发生明显变化；管电压在190 kV以下时，保证归一化信噪比大于120可得到满足GB/T 35388—2017标准B级检测技术质量的图像。
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   GB/T 21143—2014中直流电位法的讨论

  孙晓阳，刘兰舟，赵仁伟，李春剑

  物理测试. 2022, 40(3): 68-71.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0777.20210057

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   电位法作为准静态断裂韧度测量标准GB/T 21143—2014中推荐的方法之一，在某些情况下可对常用的柔度法不便测量的试样进行辅助测量。为了验证电位法在断裂韧度测量中的实际效果，按照标准中规定的直流电位法对试样进行了断裂韧度的测试，并将测试结果与柔度法进行对比。结果发现：GB/T 21143—2014中的方法1，即间接测量法可以更准确简便地测量裂纹的长度，结果与柔度法相当；而方法2，即直接测量法，在实际试验中不容易控制裂纹测量的准确性，准确性与便捷性均不如方法1。