2023年, 第41卷, 第1期　刊出日期：2023-02-15

  

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试验研究
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  不同规格板材拉伸试样连续加工的方法及装置

  黄成杰

  物理测试. 2023, 41(1): 1-7.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0777.20220008

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  通过设计采用四工位专用夹具替代单工位夹具,开发了可连续加工不同规格板材拉伸试样全流程数控宏程序和定向精度补偿数控宏程序,形成一种新的加工方法与流程。通过实际应用,可有效节省加工过程机床非机动时间,最大限度提高效率,解决了由于刀具磨损和材料切削性能等因素影响造成的精度误差和试样两头部与平行部轴线的偏差问题。试验方法操作简单,连续加工过程稳定,对减轻劳动强度、缩短流程、降低刀具消耗、实现无人值守加工等具有重要的实际意义。
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  稳定热处理后表面污染对FGH4097制件性能的影响

  张安琴, 张林嘉, 徐永涛, 王江

  物理测试. 2023, 41(1): 8-11.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0777.20220015

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  研究了FGH4097制件在稳定热处理后出现的表面污染变色对零件性能的影响。对FGH4097粉末高温合金模拟件稳定热处理变色后进行组织检查、能谱分析和硬度测试,以及对FGH4097变色盘件化学成分分析、合金试样在空气炉不同热处理温度下的变色情况和热处理1 h后室温拉伸性能检测。结果表明:FGH4097粉末高温合金制零件在稳定处理后的表面污染变色为零件表面被氧化,变色层为一层薄的氧化膜。经过性能试验验证,发现表面污染变色对零件性能的影响不大,能够满足使用要求。
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  Ti元素对碳素结构钢淬透性的影响

  凌鑫, 朱萍, 李博鹏, 郑文超, 张念, 罗时杰

  物理测试. 2023, 41(1): 12-15.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0777.20220019

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  在碳素结构钢35钢的基础成分上添加Ti元素,通过末端淬火试验并观察显微组织,添加Ti元素后钢材的淬透性得到了大大提高,J3点硬度提高约5HRC、J5点硬度提高约10HRC、J7点硬度提高约4HRC。试验结果表明,Ti元素对提高碳素钢淬透性有着显著的影响。
测试技术
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  金属板材应变硬化指数n与其屈强比的关系

  王飞龙, 覃荣光, 周三保, 尹晶晶, 靳阳

  物理测试. 2023, 41(1): 16-20.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0777.20220005

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  从Hollomon关系式出发,推导出了n值与屈强比之间的对应关系。根据该关系式,首先测量出某一厚度材料的n值代入该式求出材料常数C值,则该钢种其他厚度规格的材料只需测出其屈服强度Rp0.2及抗拉强度Rm即可根据公式求出n值。对典型材料n值的计算值与实验室测量值进行了对比,结果表明,所提出的n值计算方法精度较高、简洁易用,从而使确定同一钢种n值的工作大大简化,尤其便于估算实验室难以测量的超薄或超厚材料的n值。
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  热轧带钢表面氧化铁皮的EBSD制样及表征方法

  张淇, 米振莉, 朱蓉, 王迈, 吴彦欣, 李雷

  物理测试. 2023, 41(1): 21-24.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0777.20220010

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  为了得到适用于热轧带钢表面氧化铁皮EBSD样品的制备方法,以22MnB5热轧板表面生成的氧化铁皮为研究对象,对比分析了冷镶、热镶和夹具夹持3种样品固定方法,以及振动抛光和手工制样两种制样方法下的热轧带钢表面EBSD扫描效果。结果表明:热镶法是最适宜热轧带钢表面氧化铁皮打磨的固定方法,振动抛光和手工制样两种制样方法均可以表征热轧带钢表面氧化铁皮的形貌、相组成和晶粒尺寸等显微结构特征,且提出的手工制样方法能够在保证制样效果的同时缩短制样时间和降低成本。
缺陷分析
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  挤压筒内衬纵向开裂原因分析

  王霞, 荆志龙

  物理测试. 2023, 41(1): 25-30.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0777.20210121

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  挤压筒组件由挤压筒外套与挤压筒内衬两部分组成。此组件投入使用约11个月后,发现在挤压过程中返铝严重,经检查,其内衬有长约1 000 mm的裂纹。为确定挤压筒内衬开裂性质及产生原因,进行宏观分析、化学成分检测、电镜断口分析和金相高低倍检验,对其原因进行分析。结果表明:挤压筒内衬纵向裂纹产生的主要原因是材料成分分布不均,偏析严重、强度不足、塑性低、脆性大,内表面淬火裂纹破坏了基体的连续性,无法满足使用要求而疲劳开裂。
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  35钢零件内壁缺陷分析及改进

  叶德新, 何建楠, 曾令宇

  物理测试. 2023, 41(1): 31-34.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0777.20220011

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  某厂生产的35圆钢在客户加工成零件过程中零件内壁出现通条缺陷,为了分析缺陷形成原因,采用直读光谱仪、数字显微镜、扫描电镜对缺陷试样进行化学成分、金相、缺陷成分等理化性能检测分析。分析结果表明,零件内壁缺陷系由钢连铸生产过程中结晶器内卷渣引起。这些被卷入钢中的保护渣在后续加工成零件的过程中剥落、暴露在表面形成零件内壁通条凹坑缺陷。通过对缺陷零件原始炉号生产过程调查确定结晶器卷渣原因,并采取相应措施有效避免类似缺陷再次发生。
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  球墨铸铁行星架断裂原因分析

  刘岩, 李雪峰, 郭海霞, 袁晓冬, 王世宁

  物理测试. 2023, 41(1): 35-39.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0777.20220013

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  球墨铸铁行星架在使用过程中发生断裂,断裂位置位于两行星孔之间。通过宏观观察、微观观察、力学性能等分析手段对行星架进行综合研究和分析,确定了行星架的断裂模式为疲劳断裂,疲劳扩展较充分,未发生局部受力过大的现象,开裂位置存在缩松缺陷。缩松缺陷的存在切断了材料内部的连续性,造成断裂部位的强度降低,使得零件在未达到材料的疲劳强度前就萌生裂纹,尤其是受周期性交变载荷的零件。同时,由于材料缩松严重,在零件表面出现,使得零件表面该缺陷位置的应力集中系数急剧增加,过早地萌生疲劳裂纹,造成零件早期疲劳失效。
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  4130X连铸开浇炉钢管探伤不合格原因分析

  张新文, 施嘉凯, 张春香, 陈凯, 轩康乐

  物理测试. 2023, 41(1): 40-45.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0777.20220016

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  分析了4130X气瓶钢管探伤不合格的原因为开浇炉二次氧化引起非金属夹杂物。以ø500 mm规格连铸圆坯4130X为研究对象,从距勾头不同位置取样,研究氧含量、氮含量、Al损耗、非金属夹杂物等指标的变化规律,发现距离勾头部位越近,氧含量、氮含量越高,Al损耗越大,非金属夹杂物中B类、D类、DS类级别越高,说明开浇阶段钢液二次氧化程度相当严重。另外,研究发现,距离勾头越近,长度5 μm及以上的含Al非金属夹杂物分布密度越大,说明开浇时钢液的二次氧化对5 μm以上的夹杂物影响较大。
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  空冷器管头泄露原因分析

  郭海霞, 王世宁, 蔡海琛, 张佳旗

  物理测试. 2023, 41(1): 46-50.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0777.20220018

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  柴油加氢精制空冷器在开车运行的硫化过程中发生管头(管板焊接接头的焊缝处)泄露现象。通过对空冷器管头的宏观检测、成分与组织分析、腐蚀特征分析找到了失效模式和原因。失效模式为硫化物应力腐蚀。这是由于焊接过程控制不当,焊接冷却速度较快,导致淬硬组织的形成;焊后热处理不充分,未改善淬硬组织。
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  22SiMn2TiB铲斗主刀板开裂原因分析

  邱容容

  物理测试. 2023, 41(1): 51-55.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0777.20220023

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  通过化学成分分析、硬度分析、光学显微镜非金属夹杂分析及组织分析、扫描电镜断口分析及能谱分析等手段,对某钢厂厚度为32 mm的22SiMn2TiB钢板加工成铲斗主刀板的过程中少量工件垂直于火切边出现开裂甚至断裂的现象进行分析。结果表明:板材心部存在Si、Mn元素成分偏析使得板材心部成为整个工件应力最为集中的区域,在火切过程中心部区域先开裂,工件热处理时经高温氧化,在校直时裂纹进一步扩展是工件形成开裂的最主要因素。
专题研讨
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  柳湾煤矿井下呼吸性粉尘理化特性分析

  岳璐, 李小川, 魏华, 马宁

  物理测试. 2023, 41(1): 56-62.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0777.20220009

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  以柳湾煤矿井下岩巷掘进面和采煤工作面呼吸性粉尘的物理化学特性为研究目标,联合使用多种分析测试方法从宏观角度对其粒度分布、元素组成等进行分析,从微观角度对其形貌、微区元素组成及分布进行分析,并对粉尘所含有机官能团进行分析,得到详细的岩巷掘进面和采煤工作面呼吸性粉尘结构组成和成分组成等物理化学特性。岩巷掘进面粉尘中的呼吸性粉尘(-5 μm)体积分数高达33.24%,游离二氧化硅质量分数达到了14.64%,而采煤工作面粉尘中的呼吸性粉尘(-5 μm)体积分数仅为0.50%,游离二氧化硅质量分数为1.87%。岩巷掘进面呼吸性粉尘中的Pb、As和Cd等有害元素含量也明显高于采煤工作面呼吸性粉尘。除了无机成分,两种呼吸性粉尘中还含有醇类、酚类及苯系物等有机成分,这些分析结果为煤矿井下呼吸性粉尘造成的职业病预防及相关除尘设备的开发提供了重要基础信息。