2018年, 第54卷, 第2期　
刊出日期：2018-02-08

  

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  理化检验—物理分册. 2018, 54(2): 0-0.

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专题讲座
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  机械装备的失效分析(续前)第8讲失效诊断与预防技术(2)

  王荣

  理化检验—物理分册. 2018, 54(2): 81-88,114. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201802001

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试验与研究
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  石墨烯常用表征方法

  陈政龙, 潘恒沛, 高灵清, 杨晓, 郭海霞

  理化检验—物理分册. 2018, 54(2): 89-97. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201802002

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  使用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、拉曼光谱仪（RS）、原子力显微镜（AFM）、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱仪（XPS）以及傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）等仪器设备，对3组氧化石墨还原法和物理法制备的石墨烯粉末以及3组化学气相沉淀（CVD）法制备的石墨烯薄膜试样的表面形貌、片层数量、缺陷情况以及官能团等进行了表征。通过试验结果的对比分析发现：SEM在石墨烯表面形貌分析方面最具优势；RS能够很好地测定石墨烯薄膜的片层数量，而对于石墨烯粉末，AFM则更为适用；石墨烯缺陷情况分析方面，RS相比于其他方法具有明显优势，能够对缺陷密度和类型进行计算和判定；XPS不仅能够测试官能团的种类，还能够对其进行定量分析，是石墨烯中官能团表征的有效手段。
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  高固含量无溶剂水性聚氨酯的结构和性能

  王佐祥, 肖雪梅, 蔡亮, 李仙会

  理化检验—物理分册. 2018, 54(2): 98-102. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201802003

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  以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、聚己二酸丁二醇酯二醇（PBA）、二羟甲基丁酸（DMBA）、丁二醇（BDO）等为主要原料，在不添加任何油性溶剂的情况下，合成了高固含量的无溶剂水性聚氨酯，并对该无溶剂水性聚氨酯乳液和胶膜的结构和性能进行了研究。结果表明：该无溶剂水性聚氨酯为聚酯型；其乳液黏度随固含量的增加而增大；其胶膜的结晶性能随着软段分子量的增加而增强，随着R值（异氰酸酯基与羟基的比值）的增加而降低；胶膜的拉伸性能则随着固含量的增加而有所降低。
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  钛合金表面激光熔覆Ti/Ni+ZrO₂涂层的组织与性能

  罗雅, 袁琛杰, 赵慧峰, 田富钛

  理化检验—物理分册. 2018, 54(2): 103-107. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201802004

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  为提高TA15钛合金的表面硬度和耐磨性，采用激光熔覆方法在钛合金表面制备了Ti/Ni+5% ZrO₂涂层（质量分数），并对其组织和性能进行了研究。结果表明：熔覆层与基体结合良好；熔覆层中除了有Ti₂Ni和TiNi金属间化合物之外还有少量的单斜相氧化锆（m-ZrO₂）和四方相氧化锆（t-ZrO₂）；熔覆层中主要生成相TiNi和Ti₂Ni可以极大地提高熔覆层的耐磨性和硬度，ZrO₂相在提高熔覆层韧性的同时，进一步提高了熔覆层的耐磨性和硬度。
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  金属材料压痕微区力学性能试验

  任丽萍, 吴益文, 陈庆东, 汪宏斌

  理化检验—物理分册. 2018, 54(2): 108-110. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201802005

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  针对进出口金属材料快速通关的要求，对比了金属材料拉伸试验与压痕微区力学性能试验结果，并研究了材料表面状态对压痕微区力学性能试验结果的影响。结果表明：压痕微区力学性能试验结果与传统拉伸试验结果相差不大，两者均满足相关标准技术要求；材料表面状态的改变对压痕微区力学性能试验结果影响不大。
试验技术与方法
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  高强钢板拉伸试验断裂位置偏移影响因素

  姜鸿亮, 王晶, 孙雪娇, 闵凡启

  理化检验—物理分册. 2018, 54(2): 111-114. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201802006

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  从试样制备、试验机同轴度、试样夹持及试样材料等4个方面对影响高强钢板拉伸试验断裂位置偏移的因素进行了分析和讨论。结果表明：前3个因素都会造成拉伸试样断裂位置发生偏移，进而导致拉伸试验无效，最后一个因素则会导致材料塑性指标的波动；因此试验室应保证试样制备的精确性、试验机的同轴度以及试验人员的标准化操作，同时注重生产工艺参数的控制。
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  金相法测定锆锡和锆铌系锆合金的相变温度

  马红征, 翟通德, 石科学, 张靖, 孙晓峰, 侯小宇, 王峰, 王少峰, 何伟

  理化检验—物理分册. 2018, 54(2): 115-118. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201802007

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  采用金相法测定了锆锡系Zr4锆合金和锆铌系N36锆合金由α+β相转变为β相的相变温度T_α+β→β。结果表明：可以通过金相法测定锆合金的相变温度T_α+β→β，在相变温度T_α+β→β附近淬火，通过观察试样α相含量的变化，确定α相未完全转变和完全转变的温度区间，相变温度T_α+β→β取该区间的下限值，热处理加热温度间隔建议选择为10℃；试验测得Zr4锆合金的T_α+β→β为970℃，N36锆合金的T_α+β→β为890℃。
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  现场金相复膜纸的制作方法与技巧

  谢汝良

  理化检验—物理分册. 2018, 54(2): 119-121. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201802008

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  介绍了现场金相复膜纸（AC纸）的制作方法，主要包括原料选取、用料配方、原料液制备、薄膜制作、保存要求等，并结合AC纸的性能要求及制作过程，对制作过程中可能出现的问题及其解决方法进行了讨论，最后通过实例验证了其应用效果。结果表明：该AC纸制作方法简单，用其复膜得到的显微组织图片细节清晰、反差适度、衬度较高，能够准确反映被测工件内部的显微组织。
标准化
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  室温拉伸试验标准GB/T 228.1-2010应用解析

  程晓宇

  理化检验—物理分册. 2018, 54(2): 122-124. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201802009

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  分析了室温拉伸试验标准GB/T 228.1-2010相比上版标准GB/T 228-2002在拉伸试样、试验机及性能控制要求等方面的变化，详细解析了新版标准中对抗拉强度、屈服强度规定及要求的一些变化以及工程应用中需要注意的事项，并对伸长和延伸进行了区分，对新旧标准中的一些概念进行了对比。
质量控制与失效分析
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  曲轴表面黑色麻点产生原因分析

  姜怡, 王荣

  理化检验—物理分册. 2018, 54(2): 125-128,133. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201802010

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  某船用柴油机曲轴在最终精加工后表面局部出现黑色麻点导致产品失效。通过宏观分析、低倍检验、化学成分分析、扫描电镜微观分析、金相分析以及能谱分析等方法，对曲轴表面黑色麻点产生的原因进行了分析。结果表明：曲轴表面的黑色麻点为点腐蚀坑，是曲轴在机械加工过程中接触到了腐蚀性介质发生了腐蚀，最终的精加工余量较小，未能完全被去除腐蚀影响层，从而在曲轴表面形成了黑色麻点。
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  动力站碱液输送泵泵轴断裂原因分析

  唐春容, 陈平, 陈海, 王希

  理化检验—物理分册. 2018, 54(2): 129-133. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201802011

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  某动力站碱液输送泵泵轴在运行期间发生断裂，通过断口分析、化学成分分析、金相检验、硬度测试、拉伸试验和垢样分析等方法对泵轴断裂原因进行了分析。结果表明：泵轴断裂一方面是因为泵轴材料没有进行调质处理，疲劳强度降低；另一方面是因为输送泵机械密封不良造成碱液泄漏，生成的结晶物使轴套间的间隙阻塞，导致泵轴动作不灵甚至卡死，增加了泵启动的阻力和轴的扭矩，从而使泵轴发生了疲劳脆性断裂。
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  高铬铸铁耐磨衬板断裂分析

  朱迎松, 李毅, 冯坤, 朱鹏霄, 靳鑫

  理化检验—物理分册. 2018, 54(2): 134-136,140. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201802012

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  采用宏观分析、化学成分分析、金相检验、力学性能测试以及断口微观分析等方法，对某高铬铸铁耐磨衬板在安装过程中发生断裂的原因进行了分析。结果表明：该衬板断裂为穿晶脆性断裂，疏松、缩孔、铸造裂纹等铸造缺陷是造成衬板断裂的主要原因；衬板组织不均匀，碳化物粗大并有尖锐的棱角，表现出硬而脆的特征，未能抑制裂纹的扩展，最终导致衬板在安装外力作用下发生脆性断裂。
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  钢轨母材重伤原因分析

  刘丰收, 张金

  理化检验—物理分册. 2018, 54(2): 137-140. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201802013

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  针对线路钢轨出现的一起钢轨母材重伤，采用宏观检验、扫描电镜断口及能谱分析、金相分析、硬度测试等方法对该钢轨母材重伤原因进行了分析。结果表明：钢轨内部的冶金缺陷是其超声波探伤判定为重伤的原因，而该冶金缺陷主要与钢轨铸坯存在裂纹有关；钢轨缺陷部位的高碳马氏体组织与轧制时冷速过快有关，魏氏体组织为轧制时过热所致。建议钢厂加强铸坯的外观检查以及成品钢轨的超声波探伤检查，提高钢轨质量稳定性。
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  某超超临界直流锅炉高温再热器异种钢焊接接头开裂原因分析

  刘军

  理化检验—物理分册. 2018, 54(2): 141-144. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201802014

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  某超超临界直流锅炉高温再热器进口管异种钢（T91/HR3C）焊接接头在试运行168 h后出现开裂泄漏现象，通过宏观检验、化学成分分析、硬度测试、金相检验、断口分析等方法分析了该焊接接头开裂的原因。结果表明：不当的焊接工艺导致接头T91钢管侧热影响区晶粒粗化和过大的残余应力，在过大残余应力的作用下热影响区产生了IV型裂纹，并导致焊接接头的开裂泄漏。最后提出相应的防控措施。
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  高密度聚乙烯塑料桶起泡原因分析

  张岩, 陈旭东, 洪松

  理化检验—物理分册. 2018, 54(2): 145-147,150. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201802015

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  用于盛装三氯乙酰氯溶液的高密度聚乙烯塑料桶桶身在短时间内出现起泡现象，根据高密度聚乙烯塑料桶的用途和结构特点，采用红外光谱仪、X射线衍射仪、热分析仪等多种仪器设备对该高密度聚乙烯塑料桶的起泡原因进行了分析。结果表明：高密度聚乙烯塑料桶起泡与塑料桶中含有碳酸钙成分直接相关，桶内盛装的三氯乙酰氯及其水解产物与桶自材料中的碳酸钙发生化学反应是导致其起泡的主要原因。
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  美发店空调蒸发器腐蚀泄漏失效分析

  白伟, 宋汶松

  理化检验—物理分册. 2018, 54(2): 148-150. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201802016

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  某美发店用空调在安装数月后，其内机蒸发器长U形铜管出现穿孔泄漏现象。对泄漏的铜管进行了宏观检验、金相分析、腐蚀产物成分分析以及复现试验等，分析了其腐蚀泄漏原因。结果表明：该美发店使用的发胶、染发剂、焗油膏等产品使用过程中挥发出的物质，在潮湿环境中聚积在铜管表面水解生成甲酸根、乙酸根等易引起铜管发生蚁巢腐蚀的羧酸根离子以及易引起点腐蚀的氯离子，从而导致铜管发生穿孔泄漏失效。据此建议开发对应更耐腐蚀的空调机型。
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  十字槽沉头螺钉断裂失效分析

  李剑玉

  理化检验—物理分册. 2018, 54(2): 151-154. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201802017

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  材料为ML30CrMnSiA钢的十字槽沉头螺钉在初次装配过程中发生批量断裂失效，通过宏观观察、化学成分分析、力学性能试验、金相分析、断口扫描电镜及能谱分析、氢含量测定等方法对螺钉断裂原因进行了分析。结果表明：螺钉头部的十字槽底部在冷镦或热处理过程中产生微裂纹，在酸洗、镀镉等工序中，氢沿微裂纹渗入基体，加之螺钉强度偏高，超过设计要求，从而导致螺钉发生氢脆开裂并扩展，实际承载面积降低，最终在装配应力作用下发生断裂失效。