2024年, 第42卷, 第2期　刊出日期：2024-04-15

  

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试验研究
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  热等静压对ZTA15钛合金组织及性能的影响分析

  李好峰, 车立达, 冯佳奇, 程经纬, 司欣龙, 张淑兰

  物理测试. 2024, 42(2): 1-6.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0777.20230107

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  利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电化学工作站和电子万能试验机等测试分析方法研究了热等静压处理前后ZTA15钛合金显微组织的演变规律及其对力学性能和电化学性能的影响。结果表明,铸造态ZTA15的低倍组织形貌表现为粗大的初始β晶粒,微观组织结构为典型的魏氏组织和网篮组织结构。经过热等静压高温高压共同作用后,ZTA15钛合金发生了蠕变和塑性变形,内部缺陷愈合,组织较铸态明显均匀且α相和β相都发生长大,材料的屈服强度和抗拉强度稍有下降,但是耐腐蚀性能提高,断后伸长率和断面收缩率显著提高。
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  深冷温区冲击试验技术进展

  刘满雨, 徐锴, 陈波, 王庆江, 诸葛福乾, 张碧莹

  物理测试. 2024, 42(2): 7-11.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0777.20230091

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  针对储氢材料深冷温区冲击试验技术瓶颈,介绍了国内外深冷温区冲击试验方法研究现状,重点通过制冷技术发展现状、温区系统的控制、冲击测试技术3个方面阐述了深冷温区冲击试验方法研究进展。说明了通过采用试样的绝热保温进而控制试样的回温特性对试验过程进行过冷温度补偿的方式,能够有效解决深冷环境低温冲击试验的准确度问题。最后,分析了制约该项技术发展的瓶颈和研究相对缓慢的原因,为深冷环境冲击试验的标准制定和下一步研究工作提供参考。
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  Zn-Al-Mg镀层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀产物分析

  史学星, 张莉霞, 严春莲, 鞠新华

  物理测试. 2024, 42(2): 12-18.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0777.20230100

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  利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等多种分析技术对在3.5%NaCl溶液中浸润不同时间(0、3、7和21 d)的Zn-Al-Mg镀层表面的腐蚀产物进行了深入探讨。结果表明:正常Zn-Al-Mg镀层表面主要含Zn、Mg、Al和少量的C、O元素,由白色块状富Zn相、灰色共晶组织MgZn₂相和富Al相组成,表面存在极薄的氧化物薄膜。而经过3.5%NaCl溶液腐蚀的Zn-Al-Mg镀层表面Zn、Mg、Al含量明显减少,Fe和O含量明显增多。腐蚀时间由3 d→7 d→21 d,其腐蚀层表面呈现出灰色→白色→橘黄色(腐蚀严重的呈深红色)变化;腐蚀初期产物主要为Mg(OH)₂和Zn₅(CO₃)₂· (OH)₆,随着腐蚀时间增加,腐蚀产物主要为AlFeO₃、Zn₅(CO₃)₂· (OH)₆和少量Zn₅(OH)₆Cl₂·H₂O,腐蚀时间继续增加到21 d,腐蚀产物以FeO(OH)为主,此外还有少量的Zn₅(OH)₆Cl₂·H₂O。
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  铸造铝合金ZL116持久寿命预测探讨

  臧昊良, 崔文明, 李铸铁, 张晓辰, 张凯, 王纪兴

  物理测试. 2024, 42(2): 19-25.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0777.20230093

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  通过一系列持久试验研究了铸造铝合金ZL116在200 ℃不同应力条件下的持久寿命,并采用等温线外推法模型和线性回归运算得到持久寿命双对数应力-时间曲线,获得了中值曲线公式、50%置信度99.9%存活率曲线公式和95%置信度97.7%存活率曲线公式,并将ZL116在200 ℃时的理论计算数据与试验数据进行比对。结果表明:理论计算数据与试验数据吻合良好,实现了通过给定持久强度预测持久寿命的可能性,节约了设计成本,提高了设备安全性。
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  酸洗板SAPH440塑性减薄能力分析

  周丽萍, 赵楠, 申庆波

  物理测试. 2024, 42(2): 26-30.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0777.20230105

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  利用拉伸试验机、成形试验机、光学显微镜(OM)和背散射电子衍射(EBSD)技术对SAPH440汽车结构钢酸洗板的力学性能、微观晶粒、塑性减薄率和成形试验FLD进行试验研究,分析两种炼钢工艺改进状态下的酸洗板的塑性变形能力。结果表明:钙镁处理工艺的酸洗板其整体塑性变形能力略好于镁处理工艺的酸洗板,并进行厚度减薄率测定,其数值变化规律同加工硬化指数n值、塑性应变比r值以及成形极限应变规律一致,能够在试样面积有限的条件下通过静态拉伸试验快速开展汽车结构类热轧板塑性减薄能力评估。
测试技术
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  氢氧化镧中共存物碳酸镧含量的测试方法探讨

  李欣欣, 任旭东, 聂成宏, 贾晓琪, 孔令娟, 夏郁美

  物理测试. 2024, 42(2): 31-37.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0777.20230099

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  分别采用X射线衍射仪(XRD)和同步热分析仪(TG-DSC)对含有不同质量分数八水合碳酸镧的氢氧化镧样品的相结构和分解温度进行了表征,探讨了特征衍射峰强度以及热分析过程中样品的失重量与八水合碳酸镧含量之间的关系,并从中计算出不同分析方法测试八水合碳酸镧含量的理论检出限。结果表明,针对本试验所用原材料,XRD可以检测出氢氧化镧中存在的0.25%的八水合碳酸镧,理论检出限为0.72%;而TG-DSC可以检测出氢氧化镧中存在的1%的八水合碳酸镧,理论检出限为2%,采用XRD方法的测试结果优于TG-DSC法的测试结果。
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  浅析全聚焦相控阵超声检测的测试方法

  万海涛, 范兴钊, 胡冠群, 齐鲁, 孟倩倩

  物理测试. 2024, 42(2): 38-42.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0777.20230101

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  全聚焦方法作为新兴的超声后处理成像技术具有成像分辨力高、算法灵活等优点。近年来,全聚焦技术在中国无损检测领域迅速发展,全聚焦超声检测设备性能取决于仪器软件全聚焦成像的算法。为更好地测试全聚焦超声检测性能,介绍了全聚焦相控阵超声检测的测试方法,并提出了一种适用于全聚焦技术的测试试块,为全聚焦技术的开发和应用提供参考。
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  在役桥梁高强螺栓相控阵超声检测工艺探讨

  靳超, 万海涛, 魏玉龙, 孟倩倩, 吴昊, 段旭旭

  物理测试. 2024, 42(2): 43-49.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0777.20230102

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  高强螺栓广泛应用在钢结构桥梁中的连接上,在役使用过程中承受复杂的应力、温度变化等的作用,容易引起螺栓断裂或失效,其失效断裂是导致结构完整性破坏的重要原因,因而其安全性受到越来越多的重视。如何在不拆卸螺栓的前提下,检测出螺栓的疲劳裂纹始终是个难题。对在役桥梁钢塔高强螺栓进行了应力分析,确定了主要高应力水平位置,通过仿真模拟技术,分别研究了相控阵超声环阵探头线扫和相控阵超声线阵探头扇扫检测桥梁螺栓的关键技术,制定了在役桥梁高强螺栓检测工艺和方案,使用专用试块进行了灵敏度和螺栓全体积覆盖确认,并在实验室、现场进行了测试和验证。结合理论分析,实现对在役桥梁螺栓检测的全覆盖,解决了在役桥梁高强螺栓检测难题。
缺陷分析
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  热镀锌Si-Cr系高强钢暗斑缺陷成因分析及控制

  苑小倩, 何小琴, 朱启茂, 张亮亮, 王硕康

  物理测试. 2024, 42(2): 50-55.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0777.20230072

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  利用扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪、辉光分析仪(GDS)、三维形貌仪(3D-OM)等手段对某厂热镀锌Si-Cr系高强钢生产过程中频发的暗斑缺陷的产生原因进行了系统分析。结果表明,镀锌板表面凹凸不平和锌层起伏大,且基板存在Si和Cr元素的不均匀表层富集是形成镀锌板暗斑缺陷的主要原因。热轧原料的氧化铁皮形貌和微观组织控制不合理为暗斑缺陷的形成提供了条件。通过热轧卷取工艺及冷却制度调整,改善氧化铁皮结构和表层微观组织形貌,可有效避免暗斑缺陷的发生。
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  甲醇废热锅炉换热管断裂失效分析

  董莎莎, 廉学魁, 杨博, 李继康, 李南, 张淑兰

  物理测试. 2024, 42(2): 56-62.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0777.20230106

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  某工程用S32168甲醇废热锅炉换热管在使用大约一个月时间后不同换热管发生多次开裂泄漏,且开裂位置均处于换热管胀接处。通过分析换热管胀接处宏观及微观断口形貌、微观组织、化学成分及力学性能,发现断口形貌为典型的应力腐蚀断裂和腐蚀疲劳断裂形貌,组织为奥氏体,未发现其他异常组织,成分及力学性能满足相关标准要求。结合废热锅炉管的断裂位置、断口形貌特征、断口表面成分及服役环境,综合分析认为换热管失效主要为应力腐蚀和腐蚀疲劳失效,原因是使用过程中胀管使其内径尺寸大于管内其他位置,容易在此次处形成并存积H₂S水溶液腐蚀介质,最终导致换热管于此处开裂及断裂。