2017年, 第53卷, 第7期　
刊出日期：2017-07-08

  

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  理化检验—物理分册. 2017, 53(7): 0-0.

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专题报道(残余应力)
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  新版GB/T 7704关键问题解析

  吕克茂, 巴发海, 吕东艳

  理化检验—物理分册. 2017, 53(7): 457-465. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201707001

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  分析了我国X射线应力测试技术的发展现状，在深入理解欧盟标准EN 15305-2008的基础上，对新版GB/T 7704中若干关键问题进行了解析，阐述了其必要性、合理性和可行性，以帮助广大X射线应力测试工作者正确理解和执行标准，为获得比较可靠的试验结果提供必要的理论解惑和技术支持。
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  铣削和喷丸工艺对TC4钛合金残余应力和半高宽的影响

  王欣, 徐鲲濠, 李臻熙, 裴传虎, 杨清, 汤智慧

  理化检验—物理分册. 2017, 53(7): 466-469,486. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201707002

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  采用X射线衍射法研究了TC4钛合金铣削及铣削加喷丸状态的残余应力场和半高宽分布。结果显示：铣削加工的TC4钛合金残余应力场和半高宽分布受到刀具的切削作用和接触塑性形变作用的共同影响；切削线速率越大，切削作用越强，则压缩残余应力和深度越小，线速率对表面半高宽影响不大；切削深度越大，塑性形变作用越强，使得残余应力分布越复杂，表面半高宽越大；喷丸强化引入了倒钩型残余应力场，最大残余压应力接近屈服强度，喷丸强化引起的塑性形变层深度大于铣削加工的，使喷丸强化前不同铣削加工的残余应力状态近一致化。
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  X射线衍射法测定圆棒表面残余应力的影响因素

  王晓宇, 任丽萍, 徐星泓, 吉静, 吴益文

  理化检验—物理分册. 2017, 53(7): 470-473,523. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201707003

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  采用X射线衍射法测定了圆棒表面的残余应力，讨论了检测方法、检测设备状态、试样状态等因素对检测结果的影响。结果表明：在表面残余应力测定过程中，应在检测设备稳定工作的前提下，根据材料类型和晶体结构来选择检测参数，考虑试样的割取与保护对检测结果的影响；对于组织状态复杂的材料，可适当增加摆动角来提高检测精度。
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  硬态切削轴承套圈近表层残余应力分布及性能

  薛宇, 巴发海

  理化检验—物理分册. 2017, 53(7): 474-476,527. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201707004

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  通过对硬态切削轴承套圈和磨削轴承套圈进行对比，分析了硬态切削轴承套圈近表层残余应力的分布、沟道表面形貌、硬度和粗糙度。结果表明：与磨削轴承套圈相比，硬态切削轴承套圈能够获得更大的近表层残余压应力和更深的压应力层，以及较好的表面形貌和较高的表面硬度。
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  不同处理工艺轴承套圈的近表层硬度及残余应力

  罗燕, 刘义翔, 班君, 刘秀莲

  理化检验—物理分册. 2017, 53(7): 477-481. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201707005

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  对M50钢轴承套圈、M50NiL钢渗碳轴承套圈及M50NiL钢渗碳+渗氮复合化学热处理轴承套圈的显微组织、硬度及残余应力进行了测试及分析，并对M50钢轴承套圈和M50NiL钢渗碳轴承套圈进行了硬度、应力和寿命耐久性试验。结果表明：复合化学热处理后，M50NiL钢轴承套圈的表面及心部硬度比M50NiL钢渗碳轴承套圈的有所提高，其表面应力尤其是次表层应力有了极大提高，因此耐磨性和抗疲劳性能也得到极大的改善；M50NiL钢渗碳轴承套圈的抗疲劳性能及使用寿命比M50钢轴承套圈的提高了3~5倍。
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  超高转速搅拌摩擦焊铝合金板的焊接变形和残余应力

  周洋, 戴智鑫, 方可伟, 薛俊荣

  理化检验—物理分册. 2017, 53(7): 482-486. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201707006

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  采用10 000 r·min^-1以上的超高转速搅拌摩擦焊设备，对100 mm×80 mm×1 mm的2014铝合金板进行了对接焊。利用水雾冷却的方法控制铝合金板的变形，得到了表面成型良好且变形较小的焊件，并对焊件的焊接变形和残余应力进行了测定和分析。结果表明：该2014铝合金板的焊缝无减薄，横向最小挠度为0.25 mm，纵向最小挠度为0.3 mm；焊缝处的残余应力很低，纵向残余应力峰值区间为-43~-83 MPa。
试验与研究
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  大口径薄壁气瓶用无缝钢管的制造工艺

  陈冬, 桑伟, 吴宜檑

  理化检验—物理分册. 2017, 53(7): 487-490,503. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201707007

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  为了弥补热轧、冷轧等工艺对大口径薄壁气瓶用无缝钢管的加工能力不够或成本过高等不足，开发和完善了热扩加冷拔工艺来制造此类无缝钢管。试验结果证明：用此工艺生产的气瓶钢管可以满足GB 28884-2012的要求，同时也满足客户在性能、尺寸等方面提出的协议要求，可以弥补目前市场中此类气瓶钢管的不足。
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  仪器化压痕技术测试拉伸性能的重复性和准确性

  李得彬, 王先锋

  理化检验—物理分册. 2017, 53(7): 491-495. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201707008

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  采用新型便携式压痕仪和传统万能拉伸试验机两种测试仪器，对相同种类和尺寸的碳钢试块进行了拉伸性能测试，测试试块的屈服强度和抗拉强度，以验证仪器化压痕试验结果的重复性和准确性。结果表明：仪器化压痕技术测试屈服强度和抗拉强度的重复性较好，准确性较高；不同于现有的破坏性测试设备和评估方法，压痕系统使用无损害、经济和高效的仪器化压痕测试方法，可以通过评估从局部区域的纳米尺度到现有工业设施的宏观属性来提供可靠的解决方案。
专题讲座
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  X射线粉末衍射的发展与应用——纪念X射线粉末衍射发现一百年(续前)

  马礼敦

  理化检验—物理分册. 2017, 53(7): 496-499. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201707009

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质量控制与失效分析
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  钢网架用高强螺栓的断裂原因分析

  王军, 李桂芹, 苏建锋, 尹亚豪

  理化检验—物理分册. 2017, 53(7): 500-503. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201707010

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  某钢网架厂房中的高强螺栓在使用过程中出现早期断裂现象。采用宏观检验、化学成分分析、硬度测试、扫描电镜及能谱分析等方法，对螺栓断裂的原因进行了分析。结果表明：该高强螺栓断裂主要是由于其内部存在冶金缺陷及热处理工艺不当；在承载力作用下，存在较多夹渣缺陷的螺栓心部产生应力集中并萌生裂纹，同时不良的调质热处理组织增加了螺栓的脆性，从而导致了螺栓的快速脆性断裂。最后提出了相应的预防措施。
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  铁路轴箱弹簧断裂原因分析

  王艳华, 胡智博, 任国强, 郭泽策

  理化检验—物理分册. 2017, 53(7): 504-506,514. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201707011

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  某铁路轴箱弹簧在服役过程中发生断裂。采用化学成分分析、非金属夹杂物检验、硬度测试、显微组织及表面脱碳层检验、断口分析等方法，对弹簧断裂的原因进行了分析。结果表明：在服役过程中，弹簧表面存在的不连续凹痕处产生应力集中并形成裂纹源，疲劳裂纹不断扩展，导致弹簧最终发生疲劳断裂。
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  汽油发动机气门弹簧断裂失效分析

  胡鹏, 江仲佶, 祁学军

  理化检验—物理分册. 2017, 53(7): 507-509,518. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201707012

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  某汽油发动机气门弹簧在台架试验中发生了早期断裂失效。采用断口观察和分析、化学成分分析、金相检验、硬度测试等方法，对气门弹簧断裂的原因进行了分析。结果表明：气门弹簧断裂的性质为疲劳断裂，气门弹簧断裂的原因为表面存在磨损，导致弹簧的疲劳强度和疲劳寿命下降。
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  某油田用油管断裂失效分析

  朱丽霞, 李金凤, 瞿婷婷, 张华, 仝珂

  理化检验—物理分册. 2017, 53(7): 510-514. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201707013

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  某油田直井气井在正常产气56 d（天）后发生油管本体断裂失效。通过宏观检验、化学成分分析、力学性能测试、金相检验、扫描电镜及能谱分析，对该油管的失效原因进行了综合分析。结果表明：该油管的断裂性质属于腐蚀疲劳断裂；外表面脱碳降低了油管的耐腐蚀能力，在服役过程中管材外表面接触水及空气的位置发生氧腐蚀，形成腐蚀坑，腐蚀坑底部产生应力集中成为疲劳裂纹源；在外力作用下疲劳裂纹不断扩展，最终导致了油管的断裂失效。
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  发动机总管支架销轴脱落原因分析

  杨健, 张爽, 刘磊, 郑媛

  理化检验—物理分册. 2017, 53(7): 515-518. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201707014

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  某发动机总管支架销轴在使用过程中出现脱落和裂纹。通过断口的宏微观分析、金相检验与结构分析等，对销轴脱落和产生裂纹的原因进行了分析。结果表明：在发动机工作振动应力的作用下，销轴与支架连接的焊点产生疲劳裂纹，进而引起总管支架销轴脱落，脱落原因为支架组件的设计结构和连接工艺不合理、焊接强度低。
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  660 MW高压加热器接管角焊缝开裂原因分析

  任晓虎, 陈明, 谢逍原, 彭芳芳, 肖东平

  理化检验—物理分册. 2017, 53(7): 519-523. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201707015

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  某660 MW高压加热器的筒体接管角焊缝在焊接过程中发生开裂并扩展至筒体母材。对其进行了宏观检验、硬度测试、金相检验、扫描电镜及能谱分析，以分析开裂原因。结果表明：接管与筒体角焊缝根部成形不良，存在夹渣、气孔等焊接缺陷；在焊接应力、结构拘束应力的作用下，焊接缺陷处产生应力集中，裂纹从此处萌生并扩展开裂。采用了与筒体返修开口尺寸匹配的整体锻件返修方案，强度计算满足设计要求，并一次返修合格。
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  钻杆接头倒角台肩面裂纹产生原因分析

  余世杰, 孙小林, 袁鹏斌

  理化检验—物理分册. 2017, 53(7): 524-527. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201707016

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  某石油钻具公司在钻杆焊区超声波探伤工序中发现，一接头在其倒角台肩面存在横向裂纹。通过宏观观察、金相检验、化学成分分析和能谱分析等方法，对钻杆接头倒角台肩面横向裂纹产生的原因进行了分析。结果表明：接头材料成分不均匀，原材料局部区域存在严重的元素偏析、疏松等冶金缺陷，破坏了基体的连续性；在后续的接头加工工序中，冶金缺陷进一步扩展，最终产生裂纹。最后提出了相关建议以避免此类缺陷造成的损失。
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  45钢法兰调质处理开裂原因分析

  欧海龙, 金林奎, 黄持伟, 黄东彬, 杨宇飞, 邓森瀚

  理化检验—物理分册. 2017, 53(7): 528-531. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201707017

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  某45钢法兰零件调质处理后内孔边缘发生开裂。通过宏观检验、硬度测试、化学成分分析、金相检验的方法，对该45钢法兰的开裂原因进行了分析。结果表明：法兰开裂的主要原因是法兰内孔边缘未倒角，淬火过程产生极大的表面拉应力，造成拉向应力开裂；另外基体存在枝晶状组织，降低了材料的强度和韧性；热处理过程中法兰表面产生较严重的脱碳层，进一步降低了材料的表面强度，最终导致内孔边缘淬火开裂。