2017年, 第53卷, 第8期　
刊出日期：2017-08-08

  

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  理化检验—物理分册. 2017, 53(8): 0-0.

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专题报道(硬度试验与拉伸试验)
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  对洛氏硬度试验标准GB/T 230.1-2009和GB/T 230.2-2012可行性和有效性的探讨

  李和平

  理化检验—物理分册. 2017, 53(8): 533-537,543. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201708001

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  论述了关于洛氏硬度试验标准GB/T 230.1-2009和GB/T 230.2-2012的规定在可行性和有效性方面存在的问题，指出了直接检验方法不能帮助工业试验室有效保证测试硬度的准确性，而用GB/T 230.2-2012给出的最大允许误差作为控制限，不能满足要求较高测试精度试验室的需要。采用无时效的大批量具有相同标称值的标准硬度块进行长期的期间核查，可以对硬度计进行全生命周期稳定性的监测；结合专业计量部门每年的间接校验，全生命周期监测方法可以保证硬度计的稳定性，同时也保证了硬度计的溯源性和准确性。利用无时效标准硬度块监测硬度计全生命周期的数据，采用统计过程控制图或者趋势图的方法比GB/T 230.2-2012规定的最大允许误差方法能够更灵敏地反映硬度计测试结果的偏差，更好地保证硬度计的精度。
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  十字形试样双向拉伸试验

  肖瑞, 李晓星, 李荣锋, 陈杨锴, 葛宇龙, 杨岩峰

  理化检验—物理分册. 2017, 53(8): 538-543. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201708002

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  通过介绍不同的十字形试样设计方案、双向拉伸试验设备以及相关理论，综合性地回顾了双向拉伸试验技术的历史和现状，并展望了其发展趋势。通过已有的研究成果，总结了这种试验方法的先进性：能更加准确地反映金属板料在复杂加载条件下的力学性能，并能为材料塑性加工提供更加有力的理论依据。
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  大尺寸变形FGH96高温合金涡轮盘晶粒尺寸和硬度相关性的表征

  卢毓华, 王蓬, 沈学静, 付锐, 李福林, 李冬玲, 王海舟

  理化检验—物理分册. 2017, 53(8): 544-547. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201708003

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  对大尺寸镍基变形FGH96高温合金涡轮盘沿径向进行了平均晶粒尺寸的统计分析，以及相应的硬度表征。结果表明：从盘中心到盘边缘，晶粒尺寸呈现增大的趋势，而硬度呈现递减的趋势；此外，从盘心到盘缘，局部硬度数值出现波动，是受盘件形状的影响造成的。
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  聚合物基复合材料拉伸性能试验方法国标和美标的对比分析

  牛一凡, 高赛, 王晓瑞

  理化检验—物理分册. 2017, 53(8): 548-552. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201708004

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  全面对比分析了聚合物基复合材料拉伸性能试验方法美标ASTM D3039-14和国标GB/T 3354-2014的主要异同点，并对相关规定进行了理论及试验分析。结果表明：国标在试验环境条件、试样、试验设备、试验程序、试验报告等方面均有别于美标，二者可相互借鉴完善，并结合更多新材料测试的需求不断更新，考虑复杂试验环境和特殊情况，从而制定更适合我国航空航天工业及高端制造业的聚合物基复合材料拉伸性能试验方法标准。
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  统计假设检验在金属材料室温拉伸试验质量控制中的应用

  魏源

  理化检验—物理分册. 2017, 53(8): 553-556. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201708005

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  简单分析了影响金属材料室温拉伸试验结果的因素，阐述了质量控制在理化检验中的作用，介绍了质量控制的常用方法和统计假设检验的常用数据分析方法。通过质量控制应用实例，采用基于格拉布斯（Grubbs）检验法、F检验法、T检验法的统计假设检验数据分析方法，对金属材料室温拉伸试验方法及检验过程进行了离群数据判定、等精度测量判定、数据一致性判定等详细的质控分析。结果表明：金属材料室温拉伸试验方法及检验过程在有效控制范围内，试验结果准确可靠，符合日常检验要求。
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  便携磁力式布氏硬度计在薄壁小径管硬度检验中的实用性

  赵远, 龙华明, 岳庚新

  理化检验—物理分册. 2017, 53(8): 557-561. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201708006

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  以电厂薄壁小径管为研究对象，采用便携磁力式布氏硬度计对其进行硬度测试，然后分别使用简易目镜、压痕自动测量系统和数显布洛维硬度计所配备的目镜测量压痕直径，并将3种测量方法的硬度试验结果与数显布洛维硬度计的试验结果进行了对比，以研究便携磁力式布氏硬度计在薄壁小径管硬度检验中的实用性。结果表明：便携磁力式布氏硬度计试验后采用不同方法进行压痕直径测量时，压痕自动测量系统受试验管材打磨面不平整度的影响，其试验结果往往高于数显布洛维硬度计的，而简易目镜和布洛维目镜测量的试验结果与数显布洛维硬度计的相比误差很小；高合金薄壁小径管进行硬度试验时，在不影响管材使用性能的情况下需尽可能将试验面打磨平整光滑，以减小试验误差。
专题讲座
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  机械装备的失效分析(续前)第6讲X射线分析技术

  王荣

  理化检验—物理分册. 2017, 53(8): 562-572,598. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201708007

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  首先简要介绍了X射线及其与物质的相互作用以及晶体学基础理论；然后重点介绍了X射线分析技术在机械装备失效分析中的应用，包括X射线探伤、X射线衍射分析以及X射线光电子能谱分析。分析表明：X射线分析技术在机械装备失效分析中具有广泛的应用；X射线探伤利用X射线较强的穿透能力，可以用于检测材料中的各种缺陷，在复杂失效件的切割取样过程中具有较强的指导作用；X射线衍射技术可从原子或离子级别来对晶体进行分析和研究，还可对许多可能引起构件失效的残余应力进行准确测定；X射线会使被照射物质发生电离，产生各种元素特有的信息，以X射线作为光源的各种谱仪可以对组成被分析物质的化学元素种类以及元素价态进行分析，这对失效原因的准确判断具有重要作用。
试验与研究
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  ϕ139.7 mm×7.72 mm J55低压气密封螺纹套管接头性能

  李玲霞, 邓叙燕, 穆增利

  理化检验—物理分册. 2017, 53(8): 573-576. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201708008

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  对自行设计的ϕ139.7 mm×7.72 mm J55低压气密封螺纹套管接头进行了上卸扣、热循环气密封、弯曲条件下气体内压拉伸、拉伸至失效、加内压至失效等试验。结果表明：该接头的抗粘扣性能良好；135℃，35 MPa条件下的气密封性能和低压30 MPa、弯曲狗腿度10°/（30 m）、拉伸载荷为80%材料名义屈服强度条件下的气密封性能均合格；接头的泄漏失效内压和抗拉强度均远高于标准技术要求。
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  铁素体区轧制IF钢试生产实践

  高洪刚, 康海军, 海超, 刘明辉

  理化检验—物理分册. 2017, 53(8): 577-579,589. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201708009

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  为了充分发挥薄板坯连铸连轧机组的优势，采用铁素体区轧制技术试生产了1炉IF钢，对试验钢冷轧料成品与常规轧制成品的组织结构和力学性能进行了对比分析。结果表明：铁素体区轧制IF钢成品在综合性能上要优于常规轧制成品的，尤其是反映深冲性能的重要指标塑性应变比r值比常规轧制成品的平均值高出约0.2；但试验钢成品表面存在典型的热轧除鳞不良导致的氧化铁皮缺陷，表面氧化铁皮问题是其与常规轧制成品相比存在的劣势，也是制约其大批量生产的主要难题。
试验设备及应用
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  关节轴承衬垫摩擦性能试验机结构设计与运动分析

  孙宝瑞, 马伟, 杨秀光

  理化检验—物理分册. 2017, 53(8): 580-584. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201708010

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  自主设计了一种关节轴承衬垫摩擦性能试验机，用于测试关节轴承衬垫在承受正向压力作用下的摩擦性能。首先介绍了该试验机的主要结构；然后建立了该试验机系统的数学模型，进行了运动学分析，确定了正向加载力与衬垫摩擦力之间的关系，得到了准确描述正向加载力和衬垫摩擦力的计算公式；最后采用多体动力学软件Recurdyn对该试验机进行动力学分析，得到了随着往复摩擦作动器的运动，衬垫摩擦力、往复运动传感器测量值、正向加载传感器测量值的变化。本工作为关节轴承衬垫摩擦性能试验机的研发提供了技术支持。
质量控制与失效分析
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  钻柱转换接头断裂原因分析

  白强, 马健强, 韩新泉, 李德君, 刘强

  理化检验—物理分册. 2017, 53(8): 585-589. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201708011

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  通过断口宏微观分析、金相检验、化学成分分析、力学性能试验等方法，结合结构因素和服役工况条件分析，对某油井发生的钻柱转换接头断裂失效原因进行了分析。结果表明：该钻柱转换接头失效模式为疲劳断裂；接头弯曲强度比偏低以及内螺纹根部应力集中严重是导致其过早发生疲劳断裂的主要原因；通过优化与改进钻柱转换接头结构以降低螺纹根部的应力集中、提高螺纹的加工质量以降低螺纹表面粗糙度、改进热处理工艺使转换接头具有理想的组织状态等措施，可有效提高钻柱转换接头的服役寿命。
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  2510钢塑料模具滑块座端面开裂剥落失效分析

  金林奎, 黄持伟, 阮育煌, 欧海龙, 邹文奇

  理化检验—物理分册. 2017, 53(8): 590-594. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201708012

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  采用宏观分析、硬度检测、化学成分分析、断口分析以及金相检验等方法，对某2510钢塑料模具滑块座端面开裂剥落失效原因进行了分析。结果表明：滑块座螺纹孔螺牙部位经过电加工产生了白亮色的变质层，该变质层脆性较大，易于产生微裂纹及剥落成为疲劳裂纹源，在螺栓弹簧推动的交变应力作用下裂纹沿螺纹孔四周呈同心圆弧线向外推进和延伸，从而导致滑块座端面开裂剥落失效；同时滑块座基体组织中带状及网状碳化物分布严重，降低了材料强度，加快了滑块座疲劳开裂剥落失效的进程。
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  地铁道岔滑床板断裂失效分析

  李二勇, 王建, 张奕梁

  理化检验—物理分册. 2017, 53(8): 595-598. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201708013

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  采用断口宏微观分析、化学成分分析、金相检验、硬度测试等方法对某地铁道岔滑床板断裂的原因进行了分析。结果表明：滑床板失效模式属于疲劳断裂，焊接工艺不当导致焊缝位置晶粒粗大、硬度偏低以及存在应力集中等是其发生疲劳断裂的主要原因，并由此提出了改进措施。
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  弹簧钢丝拉拔断裂原因分析

  彭小钢, 曹标, 谭莹

  理化检验—物理分册. 2017, 53(8): 599-602,606. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201708014

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  运用断口分析、化学成分分析、金相分析、能谱分析以及力学性能试验等检测手段，对某65钢热轧盘条在拉拔成为弹簧钢丝过程中发生断裂的原因进行了分析。结果表明：热轧盘条显微组织中存在网状铁素体、晶粒粗大且不均匀以及较多的非金属夹杂物等缺陷是导致其在拉拔过程中发生断裂的主要原因。
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  锅炉水冷壁内螺纹管泄漏原因分析

  刘广兴, 龚巍, 王兆民

  理化检验—物理分册. 2017, 53(8): 603-606. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201708015

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  通过宏观检验、化学成分分析、力学性能试验、金相检验、扫描电镜以及能谱分析等方法，对某锅炉水冷壁内螺纹管在运行过程中发生泄漏的原因进行了分析。结果表明：在锅炉机组启停炉或负荷变化期间，该水冷壁内螺纹管向火侧温度波动较大，使其承受较大的交变热应力，诱发管壁产生横向热疲劳裂纹，同时管壁附着的含硫腐蚀性灰分结焦，也对裂纹的扩展具有促进作用，两者共同作用造成该水冷壁内螺纹管发生泄漏失效。
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  350 MW亚临界机组T91钢再热器管泄漏失效分析

  卢权, 孙莉, 陆启亮, 陈伟

  理化检验—物理分册. 2017, 53(8): 607-610. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201708016

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  国内某电厂引进型350 MW亚临界锅炉运行1.2×10⁵ h后在进行水压试验时，其三级再热器T91钢管道在定位滑块焊接处出现多处泄漏失效现象。对其中两根发生泄漏的T91钢管进行割管取样，通过宏观分析、化学成分分析、力学性能试验、金相检验、扫描电镜以及能谱分析等方法，对其泄漏原因进行了分析。结果表明：焊接工艺执行不当，造成T91钢管在焊接定位滑块时局部管壁被焊穿，同时焊缝中存在气孔等缺陷，是导致其在水压试验时发生泄漏失效的主要原因。
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  采煤机二轴齿轮片状剥落与断齿原因分析

  苏乐, 王培科

  理化检验—物理分册. 2017, 53(8): 611-614. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201708017

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  采用宏观分析、化学成分分析、金相及硬度检验、力学校核及工况条件分析等方法对某采煤机二轴齿轮片状剥落与断裂的原因进行了分析。结果表明：由于加工工艺不当导致齿轮齿面存在磨削淬火层与再回火层，是该齿轮片状剥落与断裂的主要原因，并提出了合理的预防与改进措施。