2018年, 第54卷, 第8期　
刊出日期：2018-08-08

  

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  理化检验—物理分册. 2018, 54(8): 0-0.

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专题报道(光测力学试验技术)
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  光测技术及其在钢材拉伸试验中的应用

  方健, 张建伟

  理化检验—物理分册. 2018, 54(8): 545-551. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201808001

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  介绍了拉伸视频引伸计、数字图像相关（DIC）技术等光测方案的技术原理，以及其在虚标实测、局域化强塑性能分析、拉伸应变痕（吕德斯效应）的直接观测等领域的实际应用。此外，通过分析传统电子式宽度引伸计在塑性应变比r值测试方面的技术缺陷，提出了通过跟踪试样宽度轮廓变化，或通过二维DIC技术定义多对初始宽向标距，利用宽度变化的均值计算r值，可提高r值测试的可重复性与可靠性。
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  基于数字图像相关技术的裂纹扩展测量

  李晓星, 王文鹏, 李小峰

  理化检验—物理分册. 2018, 54(8): 552-556,562. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201808002

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  常用的管道钢断裂韧度测试方法包括夏比冲击试验（CVN）、落锤撕裂试验（DWTT）、裂纹尖端张开位移（CTOD）试验、裂纹尖端张开角（CTOA）试验、双试件法等。双试件法对低韧性材料的测试结果比高韧性材料的要准确，对于表征高韧性的钢管材料的断裂韧度来说，CVN和DWTT方法会受与韧性断裂扩展没有关系的能量耗散的影响，CTOA被很多国内外的学者认为测量结果准确度高，简便易行，是比较方便好用的止裂判据。在对金属裂纹扩展各种测试方法进行系统分析的基础上，研究了基于数字图像相关技术的稳定裂纹扩展阻力测量技术，开发了一种高精度快速测量硬件和软件处理系统，实际应用证明了该系统的实用性和可靠性。
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  2A12铝合金弹性常数数字图像相关测试法及其参数灵敏度分析

  刘海淙, 李湘萍

  理化检验—物理分册. 2018, 54(8): 557-562. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201808003

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  建立了基于三维数字图像相关（3D-DIC）的非接触光学测试系统，对2A12铝合金弹性常数进行了测试，在此基础上分析了DIC子区和步长的大小对材料弹性常数测试结果的影响，并探讨了2A12铝合金在拉伸载荷作用下的变形演化规律。结果表明：3组2A12铝合金试样测得的弹性模量和泊松比分别为66.32，67.51，63.08 GPa和0.333，0.336，0.347；改变子区大小将引起图像噪音的变化，对测试结果的影响较改变步长的影响更为明显，步长则主要作用于DIC算法的运行时间；2A12铝合金试样在整个拉伸过程中依次经过弹性变形、均匀塑性流动以及应变局部化三个阶段后发生断裂。
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(5)

  王荣

  理化检验—物理分册. 2018, 54(8): 563-571. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201808004

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试验与研究
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  焊接接头几种取样方式拉伸试验结果对比分析

  张先锋, 杜卓同, 蔡海琛

  理化检验—物理分册. 2018, 54(8): 572-574,581. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201808005

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  以304不锈钢对焊试板为研究对象，分别沿母材、全焊缝以及垂直焊缝方向进行取样，探讨了采用接头横向拉伸试验获得焊缝屈服强度的合理性，同时对比了几种取样方式所获得的抗拉强度和断后伸长率的差别。结果表明：接头横向拉伸试验获得的屈服强度介于母材试样的与全焊缝试样的之间，且使用不同标距长度的引伸计及不使用引伸计所获得的屈服强度也存在较大的差异，屈服强度的测试结果受所选引伸计的影响极为显著；接头横向拉伸试验获得的抗拉强度也介于母材试样的与全焊缝试样的之间；而接头横向拉伸试验所获得的断后伸长率则远远低于母材试样的及全焊缝试样的。
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  焊接试样机加工对不锈钢堆焊层铁素体含量测定的影响

  纵海

  理化检验—物理分册. 2018, 54(8): 575-577,606. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201808006

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  以SA508Gr.3Cl.2低合金钢板不锈钢堆焊层为例，研究了焊接试样机加工对不锈钢堆焊层中铁素体数测定结果的影响，并通过对磁性法和化学法测得的铁素体数进行对比，找到了合适的焊接试样加工制备方法及铁素体数测定方法。结果表明：采用磁性法进行铁素体数测定时，应尽量不要对焊接试样使用锯床等进行切削加工，焊接试块被测表面仅用锉刀锉磨平整即可，且锉磨应沿焊道长度方向延伸，不得交错加工；采用化学法测定铁素体数时，焊接试样机加工对铁素体数测定结果无明显影响。
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  摆锤刀刃半径对SA508Gr.3Cl.2钢冲击试验结果的影响

  李晓冬, 丁阳, 顾佳磊

  理化检验—物理分册. 2018, 54(8): 578-581. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201808007

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  冲击试验标准ASTM E23-16b和EN 10045-1：1990，对于摆锤刀刃半径的要求分别为8 mm和2 mm，为了研究这两种摆锤刀刃半径对于冲击试验结果的影响，依据这两个标准对SA508Gr.3Cl.2钢进行了系列温度冲击试验，并对断口形貌进行了观察。结果表明：摆锤刀刃半径对冲击吸收能量、侧膨胀值、剪切断面率以及韧脆转变温度等均有影响；总体上在韧性区和脆性区即低能量和高能量范围内，2 mm摆锤刀刃半径测得的数值小于8 mm摆锤刀刃半径测得的，在韧脆转变温度范围内，两者之间没有明显的大小关系。
试验技术与方法
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  TC4钛合金应变疲劳试样的机加工工艺及疲劳试验

  郑程, 李凯, 陆慧

  理化检验—物理分册. 2018, 54(8): 582-586. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201808008

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  为了高效地获得能够满足航天航空材料检测领域较高要求的疲劳试样，参考相关标准提出了一种实用高效的TC4钛合金应变疲劳圆棒试样的机加工工艺，并通过表面粗糙度、表面加工痕迹、试样表面状态以及表面残余应力等物理参量对TC4钛合金疲劳试样的表面完整性进行了评价，最后通过液压伺服试验系统进行了应变疲劳试验来表征其疲劳性能。结果表明：使用该机加工工艺所加工的疲劳试样，能够满足航天航空材料检测领域对疲劳试样的较高要求；试样表面的残余压应力在一定程度上增加了TC4钛合金的疲劳性能，同时在大批量制样时可以高效地获得较为稳定、可靠的表面质量，可为实验室有效地控制疲劳试样的加工质量提供参考。
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  一种自制的简易现场金相检验电解抛光腐蚀装置

  顾佳磊, 李晓冬, 夏侯俊招

  理化检验—物理分册. 2018, 54(8): 587-589,601. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201808009

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  针对现场金相检验中机械抛光耗时长、工作强度大且制样效果不理想的情况，设计了一种简易的现场金相检验电解抛光腐蚀装置，并选取了一般工程上常用的20MnNiMo低合金钢、06Cr19Ni10不锈钢、00Cr30Ni60Fe10镍基高温合金进行试验。结果表明：该装置具有操作简单、耗时少、效率高等优点，且电解抛光和电解腐蚀的效果均较好，可清晰显示出现场工件的显微组织。
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  电缆橡胶绝缘层热延伸试验的测量不确定度评定

  陈鼎, 李子琦, 张继红

  理化检验—物理分册. 2018, 54(8): 590-594,601. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201808010

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  依据GB/T 2951.21-2008对电缆橡胶绝缘层进行了热延伸试验，并对其试验结果的不确定度进行了评定。结果表明：影响橡胶绝缘层热延伸试验结果的主要因素为橡胶绝缘层伸长量的测量，试验拉应力、烘箱温度以及试验室环境温度等对试验结果也有一定的影响。试验橡胶绝缘层的热延伸试验结果为：高温负载下伸长率y=15%，其扩展不确定度U=4.2%（包含因子k=2）；卸载冷却后永久伸长率y'=5%，其扩展不确定度U=4.4%（k=2）。
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  莫来石导热系数的测量不确定度评定及验证

  姚凯, 郑会保, 刘运传, 孟祥艳, 周燕萍, 王雪蓉

  理化检验—物理分册. 2018, 54(8): 595-601. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201808011

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  使用防护热板法测定莫来石试样在各温度下的导热系数，分析了测量不确定度的来源、并根据ISO/IEC 98-3：2008中的基本方法（GUM法）计算了各标准不确定度分量、合成标准不确定度及扩展不确定度，并确定了各分量的影响大小，最后采用蒙特卡洛法（MCM）对测量不确定度的评定结果进行了比较验证。结果表明：在150~500℃莫来石导热系数测定结果的相对扩展不确定度（k=2）小于4%；板平面内温度分布均匀性在各影响因素中占据主导地位，对导热系数测定结果的影响最大；150℃时的评定结果通过MCM验证，可用GUM法来评定莫来石导热系数的测量不确定度。
质量控制与失效分析
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  252 kV GIS机构止动螺栓的断裂失效分析

  孙明道, 田金涛, 肖鹤旋, 刘晓锋

  理化检验—物理分册. 2018, 54(8): 602-606. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201808012

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  某批次35CrMo合金钢252 kV气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）机构电镀锌止动螺栓在合闸试验调节中发生断裂失效，通过化学成分分析、断口分析、硬度测试、氢脆评估试验、金相检验等方法对螺栓断裂原因进行了分析。结果表明：该止动螺栓断裂是由氢脆造成的，而止动螺栓发生氢脆断裂是由螺栓电镀锌后去氢工艺不当造成的。最后提出了预防螺栓氢脆断裂的改进措施。
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  锅炉末级再热器TP310HCbN奥氏体耐热钢弯头泄漏原因分析

  梁宝琦, 龚巍

  理化检验—物理分册. 2018, 54(8): 607-610. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201808013

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  通过宏观检验、化学成分分析、力学性能测试、金相检验、断口扫描电镜分析等方法，对某锅炉末级再热器用TP310HCbN奥氏体耐热钢弯头泄漏原因进行了分析。结果表明：该弯头泄漏是因为其曾受到磕碰，破坏了钢管外表面的钝化膜；在腐蚀介质、管内压应力、弯管残余应力以及凹坑处附加内应力的共同作用下，弯头发生了应力腐蚀开裂。
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  聚丙烯粒料均化风机电机轴断裂失效分析

  王勇, 李振杰, 季华建, 魏超

  理化检验—物理分册. 2018, 54(8): 611-614. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201808014

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  从断口宏微观特征、化学成分、力学性能、显微组织等方面对某聚丙烯粒料均化风机电机轴的断裂原因进行了分析。结果表明：该电机轴断裂属于脆性疲劳断裂；电机轴材料存在疏松性孔洞、沿晶微裂纹等缺陷以及未进行调质处理，导致其力学性能不足，是电机轴发生断裂的内在因素；电机轴台阶下部的机加工刀痕与材料分层缺陷重叠导致应力集中，产生多源疲劳，是电机轴发生断裂的外在因素。
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  1 000 MW核电机组主蒸汽隔离阀基板块螺栓裂纹分析

  张允炜, 张玉忠, 蒲晶菁

  理化检验—物理分册. 2018, 54(8): 615-617. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201808015

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  采用宏观分析、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等方法，对某1 000 MW核电机组进口主蒸汽隔离阀基板块螺栓裂纹性质进行了分析。结果表明：螺栓裂纹为锻造（轧制）过程中形成的裂缝。
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  HRB500E高强度抗震钢筋冷弯脆断原因分析

  冯文博

  理化检验—物理分册. 2018, 54(8): 618-620. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201808016

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  某公司生产的HRB500E高强度抗震钢筋在冷弯试验中发生脆断现象。利用直读光谱仪、光学显微镜、扫描电镜、能谱仪等分别对脆断钢筋的化学成分、显微组织、断口形貌及夹杂物成分等进行了检验和分析。结果表明：钢液氧化所产生的大量超长、超宽硅酸盐类夹杂物是导致该HRB500E高强度抗震钢筋冷弯脆断的主要原因。