研究针对某钨镍铜合金,牌号为93WNiCu,进行湿热试验后,按GJB150.9A湿热试验测试要求(30～60 ℃,湿度98%)进行处理,处理后材料表面出现的异常腐蚀物,肉眼可见表面呈现灰绿色。针对该异常腐蚀物进行表面形貌分析、截面形貌分析、元素分析等一系列研究,分析腐蚀物产生的原因及机理。结果表明:钨棒表面的附着物为基体在湿热试验过程中析出的腐蚀氧化产物,含有W、O、Ni、Cu、C等元素,该析出物呈不连续分布,厚度不均匀,观察到的腐蚀产物最大厚度约70 μm。

金相检验是成品钢材质量控制的重要手段,通过对非金属夹杂物、晶粒度、显微组织、脱碳层、渗氮层等进行分类评级来反映质量问题,进而采取相应的措施优化冶炼、轧制生产工艺。金相检验过程完全依靠人工参照标准评级图谱进行,存在人为主观因素影响大、准确率低、效率低等缺点。人工智能技术的迅速发展,为金相自动识别评级提供了现实基础。概述了人工智能图像识别技术在金相检验中的应用现状和研究进展,讨论了其发展方向和面临的挑战。

马氏体不锈钢喷油嘴阀座在使用中发生多次断裂事故,且阀座断裂位置基本相同。为找出阀座断裂原因,对断裂阀座进行了断口分析、化学成分分析和显微组织分析,随后对同批次的阀座抽样进行了残余应力测试分析,试验结果表明,断裂阀座的化学成分满足要求,微观金相组织未见异常,但在断裂位置附近发现了沿晶界分布的树枝状裂纹;断口分析显示,阀座断裂以沿晶断裂为主,且断面部分区域存在泥状花样,能谱分析发现泥状花样中有大量氯离子存在;残余应力测试表明,未焊接的阀座表面存在一定的残余压应力,而焊接后的阀座在断裂位置附近存在明显的残余拉应力。综合分析表明,喷油嘴阀座断裂属应力腐蚀开裂。

随着散裂中子源大科学装置技术的迅速发展,可获得的中子束通量得到显著提高,中子成像技术也获得了进一步的发展。由于中子束通量的限制,传统的中子成像技术需使用波长范围较宽的中子束以获得较高的通量条件。近年来,通过利用大型加速器散裂中子源获得的高通量脉冲中子束,基于布拉格边效应的能量(波长)分辨中子成像技术,即中子布拉格边透射成像技术,因其具备高能量分辨率、空间分辨率和能够探测晶体学信息的特点,显示出了日益广阔的应用潜力。简要介绍了该技术的基本原理,评述了其在残余应变、相组成、位错密度和取向织构表征等方面的多个应用研究范例,以期对相关技术的推广普及发挥出积极的作用。

针对某锯片企业生产过程中,冷轧基料用65Mn热轧钢带纵剪后重卷过程中出现的脆性断裂问题,通过成分分析、金相观察、布氏硬度检测等手段对其失效原因综合分析。结果表明,脆断钢带的化学成分、拉伸性能满足标准要求,布氏硬度244~271HBW,局部波动大,组织以珠光体为主,晶粒度6.5~7级,存在网状或半网状铁素体包裹珠光体现象,导致晶界能降低,是造成脆性断裂的主要原因。通过热轧卷充分缓冷或退火,可显著改善脆断现象;后续钢带冷轧前先进行预退火,减小钢带变形抗力,轧制力稳定在10~14 MN,可显著提高冷轧效率及性能稳定性。

采用差示扫描量热法(DSC)测定钕铁硼材料的比热容。从坩埚选择、标样质量、试样称取量等方面摸索最佳试验条件,同时通过比热容在居里温度附近的反常转折点来确定钕铁硼材料的居里温度。试验得到的最佳测试条件是:铝(Al)坩埚、蓝宝石标样质量为43.3 mg,试样称取量43.3 mg左右。研究结果表明:通过DSC法测定钕铁硼材料的居里温度(T_C)值与典型钕铁硼磁钢的居里温度(310 ℃)相符。测得不同牌号钕铁硼材料居里温度为290~330 ℃,该方法得到的钕铁硼磁性材料的居里温度在第三代稀土永磁材料R₂Fe₁₄B系列化合物的居里温度(243~386 ℃)范围内。

对参加锻件内部缺陷的超声波检测能力验证计划的实验室结果进行了评价和技术分析。首先对实验室返回的结果进行z比分统计,然后对影响试验结果准确性的因素进行了分析总结,并对存在有问题和不满意实验室的数据进行分析。通过本次能力验证计划的实施,能够较真实客观地反映国内各相关实验室的检测水平,帮助实验室发现日常检测中存在的问题,有助于实验室进一步完善内部质量控制,提高检测水平,为实验室认证认可管理部门对该领域的实验室监管提供依据。

对不同工艺条件下的激光+GMAW复合焊铝合金焊接接头,采用3.5%NaCl溶液浸泡试验,结合扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱分析(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等对其腐蚀行为进行研究。结果表明:6061-T6铝合金的微观组织中晶粒沿着轧制方向伸长。其中在晶粒内部,弥散分布的黑色小块物质和点状物是6061-T6的主要增强相—Mg₂Si相,浅色部分为α-Al基体,少量的较大块黑色颗粒是Al-Fe-Si相,在晶界位置有少量析出相。6061-T6在3.5%NaCl溶液中的腐蚀过程分为点蚀诱导期、点蚀发展期和腐蚀产物膜生长阶段,体系由高频容抗—低频感抗体系转变为高频容抗—低频Warburg阻抗体系。

某锻造厂生产的40CrNiMoA合金钢坯料经锻锤锻造成耐磨板环坯,经调质热处理后发现较多的环锻件表面存在裂纹缺陷。为了查明40CrNiMoA环锻件表面裂纹缺陷产生原因,对环锻件解剖取样并进行化学成分分析、金相检测分析以及扫描电镜分析等。分析结果表明:40CrNiMoA环锻件裂纹起源于环锻件的端面,裂纹扩展方式为单一的穿晶扩展,裂纹的形成属于热处理淬火应力裂纹。

压水堆核电站核岛主系统中的蒸汽发生器产品的管子-管板焊缝焊接后需要进液体渗透检测。主要针对液体渗透检验方法的选择、检验设备器材需满足的要求、检验灵敏度的验证等几方面进行了试验,通过试验对比,确定了密集型排列管子-管板焊缝水洗型液体渗透检验的检验控制流程,且通过产品的检验可以看出,对密集型排列且数量多的管子-管板焊缝进行液体渗透检验时,在检验灵敏度满足要求的情况下,最高效的检验方法为水洗型着色渗透检验方法。

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。

相控阵超声检测技术在实际应用过程中,探头与工件的耦合方式主要有接触法与水浸法。接触法检测中探头与工件直接接触,检测效果受到工件表面粗糙度与近场区的影响;而水浸法检测中探头与工件之间存在水层,不仅耦合效果好,还无近场区的影响,检测效果好。通过分析两种检测方法的缺陷成像特点,对比试验验证相同缺陷的成像效果,表明相控阵超声检测法中水浸法相对于接触法具有更好的缺陷显示效果和更高的信噪比。

某火电机组P91主蒸汽管道局部硬度偏低,现场对该部位进行了无损检测、壁厚测量、布氏硬度检测及金相组织检验,结合机组检修、运行资料分析了硬度偏低的原因,并对其进行了非破坏性剩余寿命评估和运行策略制定。结果表明,低硬度区金相组织粗大,马氏体特征不明显;焊缝热处理工艺制定或执行不当是造成管道局部低硬度的主要原因之一;按照1.5的安全系数,低硬度区域剩余寿命较短,如果进一步降低安全系数,相应剩余寿命有所增加,但是也增加了继续运行的安全风险性;为保证后续运行的安全性,应采取降参数运行的方式。

通过热电偶测温和模拟研究了高径比为1.05的S355NL圆柱形铸坯空冷过程的温度场,分析了测量温度和模拟温度差异的原因。计算了对流传热与辐射传热的占比,对流传热约占40%。研究了工件倾斜角对换热的影响,工件温度分布沿重力反方向逐渐升高,对于倾斜圆柱锭坯,沿轴线方向向上,温度逐渐升高,主要是由于热边界层增厚,导致传热效率降低。局部努塞尔数的分布规律与温度分布规律呈相反趋势,随倾斜角度增大,工件表面的平均温度逐渐升高。

LED黑光灯应用越来越普遍,性能指标与高压水银蒸汽弧光灯存在较大差异,应用不当将直接导致缺陷漏检。从黑光灯的性能指标出发,探讨其使用特点,方便技术人员正确使用黑光灯。内容涵盖黑光灯的生产合格证书、滤光片的完整性和清洁度以及检查方法、黑光灯的辐照强度、黑光灯的漏白光照度、最小工作距离、LED灯珠工作的有效性几个方面,详细分析黑光灯的要求及测试方法,用以指导检验人员正确掌握其使用特点以及测试要求,有利于检测的正确实施,保证了缺陷检测结果的可靠性。

主要介绍一种采用机械式轴向和径向引伸计通过轴向拉伸进行高温静态泊松比测试试验方法。相较于传统的高温静态泊松比测量方法,该方法具有更便捷、低成本、直观的位移测量优势。应用此方法对不同材料在室温和高温条件下进行了静态泊松比测试,并将其与相同条件下的动态泊松比数据进行对比。结果表明,对于GH49、316L、GH4720Li、K6509材料,高温动态泊松比与静态泊松比存在一定的数值差异,甚至在温度变化下,变化趋势也未呈现相关性。

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。

X22CrMoV12-l合金厚壁锻件粗加工后经超声波探伤发现存在长条形缺陷显示,缺陷对锻件寿命影响极大,且容易在精加工过程中暴露在锻件表面,影响锻件的正常使用。为了了解该缺陷产生的原因,通过金相检验、扫描电镜检验和能谱分析等方法对合金厚壁锻件的探伤缺陷进行分析,解剖的缺陷特征属于典型的夹渣类缺陷。缺陷在密闭的厚壁环锻件中呈长条状,经过锻造变形,缺陷有分岔和裂纹延伸的形貌;缺陷内部有异常颗粒物,缺陷处O、Al、La、Ce元素含量异常,可以判断该缺陷为脆性氧化物缺陷。

采用双真空工艺冶炼+锻造成材工艺生产的ø300 mm YG1600超高强度不锈钢,在力学性能检测时发现断裂韧性指标偏低,对断裂韧性指标偏低试样的显微组织进行了金相显微镜及扫描电镜分析,结果表明:沿着断裂韧性试样开裂方向平面存在显微裂纹,裂纹沿着马氏体板条边界开裂且马氏体板条长度在20～80 μm之间呈不均匀的分布是导致棒材断裂韧性偏低的原因,在进行了系列工艺分析及工艺模拟后,对原生产工艺进行了调整,真空自耗的熔炼速度由4.85～5.2 kg/min降低到3.8～4.15 kg/min,锻造的末火次加热温度由1 100～1 130 ℃降低到1 060～1 100 ℃,锻造的末火次锻比由2.25～2.77增加到3.36～4,通过上述调整使YG1600超高强度钢断裂韧性提高了30～40 MPa·m^1/2。

利用落锤试验机、光学显微镜对裂纹源焊道焊接方式对落锤无塑性转变(NDT)温度的影响规律进行研究,选取不同散热方式、不同焊接电流大小、不同焊道长度、不同焊道宽度的角度。结果表明:散热方式、焊接电流大小对落锤NDT温度有显著影响,而焊道长度、宽度则没有显著的影响规律,同时熔深、热影响区及粗晶区的面积是影响落锤NDT温度的本质原因。

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。

某厂厚度为10 mm的NM500钢板在冷弯试验过程中出现断裂。为研究其断裂原因,通过对弯曲试验断裂钢板与合格的钢板进行冷弯工艺参数、拉伸性能、显微组织及夹杂物类型、断口形貌、能谱检测对比综合分析其冷弯断裂原因。结果表明:钢中大尺寸的MnS和不规则形态、团聚的TiN夹杂物破坏了钢板连续性,在冷弯过程中出现微裂纹,随着应力增大微裂纹扩展,最终导致钢板冷弯断裂。

某小区的雨水篦在使用过程中发生了断裂,通过对现场抽取的完整雨水篦和断裂雨水篦进行金相检测、扫描电镜检测、力学性能检测对比,并结合有限元模拟分析确定了断裂雨水篦材质为灰铸铁,其力学性能相对较差,同时由于断裂雨水篦原本存在陈旧损伤,其强度已不能保证行人踩踏要求,有安全隐患,在行人踩踏时会发生破坏事故。

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。

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。

在10 kV加速高压下,采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)对某不粘锅内涂层截面进行了元素面分布分析。结果表明,由于F元素的K谱线系和Fe元素的L谱线系重叠,导致面分布中的F和Fe元素不能区分开来。采用将Fe元素谱线系从L改为K和能谱软件TruMap功能都可以得到Fe元素的真实分布。采用点能谱拟合谱图结合定量分析结果,可以确定F元素在面分布中的真实位置。

为提高金属材料相变试验数据的准确性,以一种热成形钢为例,运用热膨胀法对相变试验中的多种影响因素进行试验分析。试验结果表明:加热速度、顶杆材质等因素对试验结果影响显著;表面处理方法、零点位移、真空度、试样两端平行度、热电偶丝焊点距离等对试验结果影响较小。制定出合适的试验工艺、严谨操作过程,在一定程度上可减小试验数据误差,提高试验结果准确性。

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。

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。

介绍了高级别冷镦标准件用SCM440热轧大盘卷的生产工艺、过程控制及质量情况。炼钢过程严格控制转炉冶炼、LF+RH精炼、连铸工艺,以保证钢的化学成分和纯净度;轧制过程采用水冷控制,保证盘卷的卷取温度在840～870 ℃,同时通过保温罩开闭和风机风量来控制轧后盘卷冷却速度在2 ℃/s以下。经过检验,Ø26 mm规格SCM400大盘卷热轧态组织为贝氏体+珠光体+铁素体,晶粒度为9～10级,总脱碳层比例不大于1%,1/2冷顶锻合格率为100%,结果表明,SCM440大盘卷完全能够满足12.9级冷镦钢加工使用要求。

针对铁路弹条用弹簧圆钢表面划伤缺陷,开展了试验检测分析,对产生原因进行了探讨,找出了产生划伤缺陷的根本原因。研究结果表明:通长划伤是轧件与成品机架出口至3#剪之间的导槽及3#剪后的输送辊道架滑动摩擦,长时间摩擦后形成沟槽,轧件走在沟槽上形成;间断性划伤是在高速卸料过程中轧件与角部尖锐的裙板、裙板辊接触摩擦产生。结合生产过程中存在的质量问题,提出了改进措施,有效控制了铁路弹条弹簧钢表面划伤缺陷,产品质量良好,获得了客户的认可。

经过表面感应淬火和回火的φ135 mm规格48MnV钢曲轴连杆颈,在磨削探伤阶段发现表面存在龟甲状裂纹。利用体视显微镜、金相显微镜、能谱仪和硬度计等对φ135 mm规格48MnV曲轴连杆颈表面裂纹进行分析,确定连杆颈裂纹为磨削裂纹。裂纹仅存在于淬硬层表层,深度约340~510 μm;淬硬层表层硬度最低,随后淬硬层硬度先升高,后趋于平缓,再缓慢降低至连杆颈基体硬度。由淬硬层到连杆颈基体的显微组织为:淬火马氏体+残留奥氏体→回火屈氏体+回火马氏体→回火马氏体→铁素体+珠光体。

利用水浸超声C扫描检测系统对钛合金激光直接沉积结构件进行水浸超声检测,并制定了相应的检测工艺,结果表明,该检测工艺具有高灵敏度及高信噪比的特点。将该检测工艺应用到多种钛合金激光直接沉积产品超声检测中,同时和射线检测及渗透检测结果进行了对比,验证了该检测工艺的有效性。

利用电化学阻抗谱、动电位极化曲线、微区电化学阻抗技术对锻态和SLMed TC4合金在3.5wt.% NaCl溶液中的电化学行为进行了研究,并利用Mott-Schottky测试、X射线光电子能谱仪对其表面钝化膜进行了分析。结果表明:锻态TC4合金为α+β双相结构,而SLMed TC4合金则主要由针状α'马氏体组成;与SLMed TC4合金相比,锻态合金的极化电阻更高,腐蚀电流密度更低,钝化膜更厚。两种合金表面的钝化膜均为n型半导体,但锻造合金的载流子密度更低,且钝化膜中TiO₂的含量更高,这表明锻态TC4合金的耐腐蚀性能优于SLMed TC4合金。

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。

采用超声检测技术对蝶阀铸钢件的埋藏缺陷进行检测。在检测工艺制定过程中结合铸钢件特有的声学特性,通过对比试验选取合适的单/双晶纵波直探头参数,并分别阐述了单晶和双晶直探头的检测工艺要点。根据检测经验总结出大型蝶阀铸钢件常出现的4种典型聚集性内部缺陷的波形特征和机理。实践证明,采用单/双晶纵波直探头的复合检测工艺作为一种实用的无损检测技术,能够确保进入精加工工序的蝶阀铸钢件满足相应的质量要求。

某精馏反歧化二级塔塔顶冷凝器在服役过程中换热器发现多根列管存在泄露。为了确定失效原因,防止此类失效事件再次发生,对列管的化学成分、力学性能、金相组织和微观形貌进行了分析,确定了泄露原因。结果表明,换热管发生严重的均匀腐蚀和局部点腐蚀穿孔,导致管道泄露,且腐蚀形貌具有微生物腐蚀特征。同时,换热管中存在大尺寸非金属夹杂物会促进管壁形成点蚀穿孔的进程。

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。

X80级管线钢现已在国内油气管道输送工程中得到普遍应用,某钢厂生产的X80M热轧钢卷因边部翘皮缺陷等原因,导致制管后出现批量探伤不合格问题。选取典型缺陷进行宏观和微观分析及能谱分析,并根据铸坯镍钉试验结果,分析缺陷主要因轧制过程热卷边部温降较大引起,通过采取铸坯切角修磨、优化二级热轧模型、减少粗轧除鳞道次和改造立辊孔型等多种措施,鱼鳞状翘皮缺陷热轧钢卷比例下降至5%以下,翘皮缺陷也有所减轻,改善效果显著。