研究了检测镍基单晶高温合金维氏硬度时,不同维氏硬度试验力、压痕对角线方向、压痕位置对于测量结果的影响。结果表明,试验力大小及测量位置在枝晶干或枝晶间对于维氏硬度测量结果影响不大,而压痕对角线方向对维氏硬度测量结果有一定影响。在{100}剖面上,压痕对角线方向沿<001>晶向时硬度值最大、沿<011>晶向时硬度值最小,相差约35HV。在{111}剖面上,硬度值介于上述两者之间。镍基单晶高温合金存在各向异性,不同晶向弹性模量等存在明显差异影响了维氏硬度测量结果。

X射线衍射(XRD)是现代材料分析最重要且基本的测试方法,但是用仪器标配的平板样品台进行制样测试时存在诸多对样品苛刻的要求,如需要一定量的粉末样、块体需满足一定的尺寸要求。为解决平板样品台制样过程复杂的问题,基于多晶X射线衍射仪的XYZ程序自动3轴样品台对粉末及块体样品进行了试验设计,结果表明,该样品台在粉末样品量少和块体尺寸小的情况下,仍然可以进行正常测试,且数据准确、操作简便。3轴样品台通过激光定位与手动定位的结合使用有效解决了科研样品量少的问题,对样品友好,大大缩短了制样时间,为更高效地开放共享提供了便利。

为了分析高温合金和高强度钢的物相,采用能谱仪(EDS)和电子背散射衍射仪(EBSD)联用法,鉴定镍基母合金的非金属夹杂物以及区分300M低合金高强度钢的氧化层物相。结果表明,镍基母合金菊池带中心线倾角的平均角度偏差(MAD)为0.79°,经过与数据库中各选定物相的模拟花样进行比对,非金属夹杂物鉴定为Al₂O₃。300M钢通过离子抛光后,利用EBSD技术能够区分氧化层中的物相并确定其分布情况,大部分是Fe₃O₄,其次是Fe₂O₃,FeO含量极少。

基于专利视角,对中国家用不锈钢水槽的专利申请情况进行了分析,重点梳理了家用不锈钢水槽专利的申请趋势、类型分布、申请主体、技术类型及研究主题。设计开发了一套家用不锈钢水槽多功能检测设备,按照国家标准GB/T 38474—2020《家用不锈钢水槽》开展了相关检测试验,结果表明:多功能检测设备能够实现对不同规格水槽的安装,能够满足检测标准开展承载性能、防结露涂层、排水机构使用性能等指标的检测,显著提高工作效率,降低人工成本,保证检测数据的科学性与准确性。

采用X射线光电子能谱对镀锡板钝化膜进行表征。通过改变试验参数,研究了不同条件对镀锡板钝化膜元素分析的影响,结果表明:试验光斑尺寸越大峰强度越高、谱峰半峰宽越窄;全谱测试时通能提高,高分辨窄谱测试时通能控制在20～50 eV,效果最佳。通过X射线光电子能谱深度剖析技术对镀锡板污染碳和镀锡板钝化膜厚度进行了研究,结果表明:镀锡板表面污染碳膜厚度约2 nm,镀锡板钝化膜厚度约28 nm,钝化膜厚度结果与辉光放电光谱检测结果基本一致。

对45钢和20CrMoH钢奥氏体晶粒度显示进行优化,选择常用的苦味酸腐蚀法检测奥氏体晶粒度,通过控制试验的腐蚀温度和腐蚀时间,优化了45钢和20CrMoH钢奥氏体晶粒显示的检测方法,使得奥氏体晶粒显示更加清晰。

对国内某钢厂热镀锌机组生产烘烤硬化钢产品BH180出现的表面漏镀问题进行了分析与研究,通过观察缺陷的宏观与微观形貌,检测缺陷处的成分,分析漏镀的形成机理。发现缺陷处冷轧基板表面存在大量凹坑且呈橘皮状,经过清洗工艺处理后,凹坑处仍存在油脂混合物残留,经过退火工艺处理后有机物残留碳化并沉积在凹坑处,降低了锌液的浸润性,抑制了基板表面Fe₂Al₅抑制层的形成,最终导致漏镀缺陷产生。对比漏镀缺陷卷基板成分和正常卷基板成分发现,缺陷基板的硼含量超标,微量硼元素在晶界偏聚导致基板存在粗大块状和长条状晶粒+细小晶粒的混合组织,存在混合晶粒组织的热轧基板经酸洗冷轧后表面会形成橘皮状凹坑。钢厂对BH180基板的硼元素成分含量严加控制,并提高镀锌清洗段工艺效率后,该产品表面漏镀问题得到有效解决。

目前平板显示行业以大尺寸钼靶材的需求居多,在钼靶材的实际生产过程中,由于靶材尺寸较大(宽幅靶材长度达2 300 mm),靶材内部经常存在一定当量的气孔缺陷。为探究钼靶材内部气孔产生原因,对缺陷钼靶材水浸探伤后取样,并对样块进行了微观形貌、化学成分与能谱分析测试。研究结果表明:钼靶材中不同形貌的气孔缺陷表现形式主要为大、小尺寸的孔洞、带状缺陷和密集小尺寸的气孔等。气孔产生的原因与装料时引入的特定杂质、烧结工艺制度或烧结气氛等因素有关,并提出了解决气孔形成的工艺改进措施,经批量产品生产证明该措施是行之有效的。

利用超声波探伤技术对轧制后的钢板进行了全面检测,系统性地分析了探伤不合格的原因。阐述了裂纹的成因,以及Nb、Ti等夹杂物来源,揭示了这些缺陷的微观结构和宏观表现。采用KR铁水脱硫:铁水采用全扒渣工艺,进站铁水目标硫的质量分数不大于0.005%,铁水温度不低于1 340 ℃,转炉复合吹炼全程吹氩,终点碳成分控制在0.04%～0.06%,采用滑板挡渣操作,出钢时间不小于4 min等。这些措施的实施对于保障海洋平台用钢的安全性和可靠性具有重要意义,同时也为钢铁行业的质量控制提供参考。

为评价实验室对金属材料洛氏硬度的检测能力,开展了该项目的能力验证活动。首先将样品送至中国计量科学研究院进行检定,然后进行金相显微分析和不同位置的硬度测试,证明4等分切割不影响样品硬度值,且均匀性、稳定性良好。将硬度块均匀度的最大允许值作为比对值,采用差值法对实验室进行能力评定,这一方法对9家A标尺、10家B标尺和15家C标尺参评实验室的满意度分别为33.3%、50%和53.3%,远低于其他评价原则,证明采用这种评价原则可以找出实验室潜在的问题,帮助实验室提高检测能力。最后对本次能力验证结果进行具体的技术分析,确定硬度计和人员操作是影响试验结果的主要因素,为能力验证存在问题的实验室提供有效改进措施和依据。

为充分发挥低倍检验在连铸坯质量控制中的作用,对低倍检验各个工序进行了研究,重新设计了符合管理体系要求的低倍实验室。制定了自动低倍检验工艺流程,对试样加工及转运、酸蚀工艺、扫描成像工艺、环保工艺等低倍检验工艺进行了设计,对低倍实验室建设中涉及的工艺总体布局、土建、材质等方面以及实验室管理方面提出建议,为钢铁企业物理检验质量管理人员和低倍实验室设计建设人员提供了参考。