理化检验—物理分册

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理化检验—物理分册. 2019, 55(10): 0-0.

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风能发电机组结构件的失效分析与预防(待续) 第2讲齿轮的失效分析与预防

王荣

理化检验—物理分册. 2019, 55(10): 667-675. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201910001

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齿轮（齿轴）是风能发电机组上非常重要的结构件。对齿轮的主要失效形式及其特征做了介绍。从齿轮正常服役时的受力特点、选材特点、工艺特点以及使用特点等几个方面论述了齿轮失效的内在原因和外部原因。结合实际案例分析，对经常失效的风能发电机组上齿轮（齿轴）的失效原因做了归纳，发现疲劳断裂和氢脆型断裂是其最常见的失效形式，材料的冶金质量是目前国产风能发电机组上齿轮（齿轴）发生失效的主要原因，提出了风能发电机组上齿轮（齿轴）失效的预防措施。

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金属圆棒试样室温下高应变速率拉伸试验浅析

王彩梅, 孙泽亚, 李迎超, 张建波, 张桂明, 陈伟波

理化检验—物理分册. 2019, 55(10): 676-679,685. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201910002

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在不同应变速率下对铸铁和铸铝圆棒试样进行了单轴高速拉伸试验，研究了它们的动态力学性能及断裂情况，分析了相关因素对试验的影响。结果表明：测试应变、应力的方法，试样标距长度及夹持端长度等对试验准确性和曲线振荡程度有较大影响；使用比刚度和比强度高的夹具、短标距试样、应变片测试应力、两台相机测试应变、适当增加夹持端长度可以提高试验结果的准确性。

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退火态工业纯铝导线强度-导电率关系演变规律

陈庆吟, 刘瀚钟, 李瑞, 侯嘉鹏, 余虹云, 王强, 汪立锋

理化检验—物理分册. 2019, 55(10): 680-685. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201910003

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架空导线在长时间长距离输送电力过程中，其性能会因自身电阻产生的热效应而发生变化。在不同温度下对架空输电导线用工业纯铝线进行退火处理以模拟其服役状态，研究了退火态铝线屈服强度-导电率关系演变规律，并与拉拔态工业纯铝线的进行了对比。结果表明：退火态与拉拔态工业纯铝导线的屈服强度和导电率之间均成反比关系；退火态工业纯铝线屈服强度-导电率曲线位于拉拔态工业纯铝线的上方；退火过程中形成的平衡态大角晶界是工业纯铝线高强度、高导电率的主要原因。

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ZG15Cr2Mo1钢力学性能差异较大的原因分析

张锦, 李滨, 黄思琪, 仇国民, 贾成玺, 马荣华

理化检验—物理分册. 2019, 55(10): 686-689,697. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201910004

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ZG15Cr2Mo1钢在力学性能检测时结果差异较大，通过室温和高温力学性能试验、化学成分分析、金相检验等方法对两组力学性能差异较大的试样进行了分析，并确定了合理的热处理工艺。结果表明：热处理工艺不稳定导致的显微组织差异是该钢力学性能差异较大的主要原因；在920~970℃保温8~12 h正火和720~760℃保温8~12 h回火，可使该钢组织均匀，获得较好的综合力学性能。

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便携式单次入射cosα法X射线应力仪的原理及适用性

仝威, 张祁

理化检验—物理分册. 2019, 55(10): 690-697. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201910005

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对市场上近几年出现的便携式单次入射cosα法X射线衍射残余应力分析仪进行了深入研究，详解其原理，具体分析了在二维平面和三维应力状态下cosα法的算法依据，评估了该方法在材料存在粗晶、不平表面、织构和应力梯度等非线性关系时的适用性，与国际和国内现行的sin²ψ法进行了测量结果对比，实地考察了仪器的对焦以及准直器和X射线管更换的便捷性等情况，对该cosα法应力分析仪的优缺点及适用性提供了科学、客观的评判依据。

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超音速火焰喷涂制备WC-Cr₃C₂-Ni涂层工艺参数的优化

孙伟, 洪晟, 吴玉萍

理化检验—物理分册. 2019, 55(10): 698-702,707. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201910006

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采用超音速火焰（HVOF）喷涂在Q235钢表面制备了WC-Cr₃C₂-Ni涂层，以喷涂距离、氧气流量、煤油流量为变量，设计了三因素三水平正交试验，并对涂层孔隙率、显微硬度和综合指标进行了评分，获得了最佳工艺参数组合。结果表明：WC-Cr₃C₂-Ni涂层的最佳工艺参数为氧气流量1 740 scfh （49 242 L·h^-1）、煤油流量7.0 gph （26.495 L·h^-1）、喷涂距离330 mm。

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金属材料高温拉伸试验的不确定度评定

曹艳伟, 王俊

理化检验—物理分册. 2019, 55(10): 703-707. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201910007

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参照金属材料常温拉伸试验结果的不确定度评定方法，对高温拉伸试验的测量结果进行了不确定度评定，提出了由温度波动引入的不确定度的计算方法。结果表明：按照JJF 1059.1-2012进行高温拉伸试验的不确定度评定时，可通过测定试验温度附近不同温度下的力值变化，按线性关系采用最小二乘法得到两者的关系直线，其斜率可用于评估温度波动对试样力值的影响，从而较好地评定高温拉伸试验的不确定度。

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仪器化压痕法单次加载数据绘制应力-应变曲线计算拉伸试验结果的方法初探

李和平, 杨晓晨

理化检验—物理分册. 2019, 55(10): 708-714. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201910008

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采用压痕仪自动采集的位移数据减去压痕仪的弹性变形量得到压痕深度，进而计算出压痕直径，再根据TABOR提出的关于压痕方法测试拉伸性能的系列关系式，计算出真应力、工程应力和应变，绘制出压痕法的连续应力-应变曲线和lgW-lgd曲线，根据两种曲线计算出抗拉强度、屈服强度和应变硬化指数（n值）。实测数据显示压痕法的连续应力-应变曲线与拉伸法的应力-应变曲线存在显著差异。对压痕法测得的抗拉强度、屈服强度和n值的测量不确定度进行了详细分析，结果表明：抗拉强度的测量不确定度小于抗拉强度值的10%，而n值的相对测量不确定度显著大于抗拉强度的相对测量不确定度，目前尚未找到可靠评估屈服强度测量不确定度的方法。

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能力验证物品均匀性检验所用统计方法探讨

姚佳人, 芶斌, 朱文中, 陶美娟

理化检验—物理分册. 2019, 55(10): 715-717,736. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201910009

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根据不同版本相关标准和指南对能力验证物品均匀性检验的规定和描述，辨析了相关统计方法的基本概念，探讨了能力验证物品均匀性检验的相关问题，对标准式指南中存在的问题进行了分析和说明。

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10.9级高强螺栓头部断裂原因分析

黄嘉乐, 钱锟, 韩波

理化检验—物理分册. 2019, 55(10): 718-721,729. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201910010

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通过宏观检验、化学成分分析、力学性能试验、金相检验及能谱分析等方法对10.9级高强螺栓断裂原因进行了分析。结果表明：在螺栓镦头成型工序中，头部R角部位产生折叠微裂纹，形成了早期裂纹源；在服役过程中，螺栓长期受交变工作应力作用，使得微裂纹进一步扩展，最终导致高周疲劳断裂。最后提出了相应的预防措施。

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自动扶梯主驱动链条外链板断裂分析

俞寅, 马健

理化检验—物理分册. 2019, 55(10): 722-724,729. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201910011

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某自动扶梯主驱动链条外链板在运行过程中断裂失效。采用宏观检验、化学成分分析、硬度测试、非金属夹杂物检验以及金相检验等方法对外链板的断裂原因进行了分析。结果表明：外链板表面打印字头底部过渡圆角尖锐并存在折叠缺陷，同时部分原材料存在表面脱碳缺陷，导致外链板打印字头底部过渡圆角处应力集中以及材料表面抗疲劳性能降低；在多重应力的作用下外链板表面打印字头底部缺陷处萌生疲劳裂纹，裂纹不断扩展最终导致外链板疲劳断裂失效。

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调速器步进电机轴断裂失效分析

蒋先万

理化检验—物理分册. 2019, 55(10): 725-729. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201910012

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某电厂调速器步进电机轴在开机调负荷过程中发生断裂，对断裂电机轴进行了宏观检验、化学成分分析、硬度测试、金相检验和断口分析，并对步进电机轴材料进行了切应力校核。结果表明：该调速器步进电机轴断裂失效为低应力高周旋转/弯曲疲劳断裂。电机轴断裂失效的主要原因一方面是因为变径部位退刀槽位置容易造成应力集中现象，从而促使步进电机轴表面产生疲劳裂纹；另一方面是因为硫化物、碳化物等夹杂物的存在会降低材料的塑性、韧性和疲劳强度，进一步造成应力叠加，材料力学性能降低，加速疲劳裂纹的形成和扩展。

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某发射筒端盖密封失效分析

柯贤朝, 林彬, 杨薛军, 蔡玄龙, 李小慧

理化检验—物理分册. 2019, 55(10): 730-732. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201910013

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某发射筒端盖在周转过程中出现密封失效，通过理化检验和失效模拟试验等方法，对该端盖密封失效的原因进行了分析。结果表明：端盖外表面在周转过程中受到机械外力作用产生了裂纹，裂纹不断扩展导致泄漏失效；将包装箱内缓冲材料厚度适当增加，使发射筒与缓冲材料的间隙小于1 mm，可有效避免此类失效的发生。

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油缸活塞杆断裂原因分析

甘美露, 张强, 王书强, 谢建平, 沈睿, 雷青林

理化检验—物理分册. 2019, 55(10): 733-736. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201910014

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某工程机械油缸活塞杆在使用初期即发生一次性脆性断裂，通过宏观分析、化学成分分析、硬度测试、断口分析及金相检验对活塞杆断裂失效的原因进行了分析。结果表明：热处理工艺不当使该活塞杆中出现网状铁素体和魏氏组织，引起了晶界脆化，加之试样中硫化物类夹杂含量较高，导致活塞杆承受交变载荷的能力下降，最终发生脆性断裂。

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20CrNi2Mo钢制齿轮表面点坑状缺陷产生原因分析

曹渝, 李平平, 丁晓遥, 刘俊杰

理化检验—物理分册. 2019, 55(10): 737-740,744. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201910015

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某20CrNi2Mo钢制齿轮服役一段时间后，齿面出现了较多点坑状缺陷。采用宏观分析、扫描电镜分析、金相检验等方法对该齿轮缺陷出现的原因进行了分析。结果表明：齿面及齿顶凹凸不平的点坑状缺陷均由电蚀所致。电蚀使得局部油膜无法建立，加之电蚀放电后形成高硬、高脆的淬火马氏体，在循环啮合作用下齿轮发生磨损并出现接触疲劳剥落。

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34CrNi3Mo钢制轧辊断裂原因分析

杨晓, 王世宁, 张先锋, 李志浩, 陈洁明, 高灵清

理化检验—物理分册. 2019, 55(10): 741-744. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201910016

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某公司生产的34CrNi3Mo钢制轧辊在使用过程中发生断裂，通过宏观分析、化学成分分析、力学性能试验、断口分析以及金相检验等方法对轧辊断裂原因进行了分析。结果表明：该失效轧辊的断裂模式为疲劳断裂。在复杂交变应力作用下，尺寸变化较大的变径位置处应力集中严重，同时心部组织不均匀促进了疲劳裂纹的扩展，最终导致轧辊失效断裂。

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2019年, 第55卷, 第10期　
刊出日期：2019-10-08

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