2019年, 第55卷, 第4期　
刊出日期：2019-04-08

  

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  理化检验—物理分册. 2019, 55(4): 0-0.

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专题报道（硬度试验）
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  根据压痕深度计算布氏硬度值的方法初探

  李和平

  理化检验—物理分册. 2019, 55(4): 219-221. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201904001

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  指出了目前在许多关于硬度试验方法的标准和经典著作中都没有区分"压痕深度"和"装有压头的压杆位移"这两个不同的长度量。把装有压头的压杆位移当作压痕深度，对于洛氏硬度试验不会造成错误的结果；但把装有压头的压杆位移当作压痕深度计算压痕直径和布氏硬度值，则会造成明显的错误。提出了采用从压杆最大位移中扣除硬度计弹性变形得到的压痕深度计算压痕直径和布氏硬度值的方法，试验结果表明：这种方法计算得到的布氏硬度试验结果与采用光学系统测量压痕直径方法得到的结果相吻合；该方法兼具布氏硬度试验和快速布氏硬度试验的优点，可以既快速又准确地得到布氏硬度试验结果。
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  浅析2018版洛氏硬度试验(GB/T 230.1)与布氏硬度试验(GB/T 231.1)标准

  方健, 张建伟

  理化检验—物理分册. 2019, 55(4): 222-225. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201904002

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  介绍了洛氏硬度与布氏硬度试验的原理，概述了GB/T 230.1-2018《金属材料洛氏硬度试验第1部分：试验方法》与GB/T 231.1-2018《金属材料布氏硬度试验第1部分：试验方法》相比旧版标准的技术内容变化，重点分析了两个新标准对硬度试验所提出的技术需求与实施方案。结果表明：两个新标准都特别强调了对测量结果有效性与溯源性的技术要求，建议国产硬度计制造企业与力学检测实验室及校准实验室加强交流、紧密合作，以适应硬度试验这一传统技术与时俱进的新要求。
试验与研究
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  铝合金冲击凹坑残余应力显微压痕测定方法

  郝建群, 周储伟, 倪阳, 周世友, 喻溅鉴

  理化检验—物理分册. 2019, 55(4): 226-231,243. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201904003

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  金属结构的表面缺陷（如冲击、刮蹭等造成的损伤）可能会严重影响到其疲劳寿命，缺陷处的局部残余应力测定对缺陷处起裂寿命评估具有重要参考意义。采用有限元方法模拟了2A12铝合金冲击凹坑缺陷的产生和凹坑处的显微压痕试验，以此为依据评估了采用Lee模型计算缺陷处残余应力的精度。结果表明：凹坑底部残余应力（接近等轴情况）估算值与有限元模拟的标准值相比误差在6%以内；而凹坑边缘的残余应力（非等轴情况）估算值与有限元模拟的标准值之间的误差接近25%，通过对非等轴Lee模型进行修正，可将凹坑边缘残余应力的估算误差缩小到8%之内。
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  HAADF与TEM表征Ru/C催化剂贵金属分散性的对比研究

  杨卫亚, 凌凤香, 刘全杰, 张会成, 王少军

  理化检验—物理分册. 2019, 55(4): 232-235,239. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201904004

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  分别通过透射电镜（TEM）与高角环形暗场（HAADF）方法表征了Ru/C催化剂贵金属分散性质，并对两种方法进行了对比研究；在辨别出催化剂钌粒子的基础上，提出了以平均尺寸、尺寸分布来表征贵金属分散性质的方法。结果表明：HAADF方法能够很好地辨别出炭载体上的贵金属颗粒，而TEM方法由于样品质厚的原因，存在大量钌粒子统计遗漏，因此HAADF方法表征结果更为可靠；采用HAADF方法可以得到比TEM方法更为准确的贵金属分散性质信息，并可以很大程度上解决化学吸附法与TEM方法表征催化剂贵金属分散性质的不足，从而准确地评价贵金属纳米粒子在载体上的分散情况；对于采用化学吸附法与TEM法区分载体与贵金属纳米粒子较为困难的催化剂体系，HAADF法具有更大的应用价值及优势。
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  TiN和TiCrN膜层对氢燃料电池双极板材料316L不锈钢性能的影响

  初敏, 朱亚冠, 刘倩, 李思瑾, 汪宏斌, 吴益文

  理化检验—物理分册. 2019, 55(4): 236-239. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201904005

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  以氢燃料电池的重要部件316L不锈钢双极板作为研究对象，采用真空溅射镀膜方法在其表面制备了TiN和TiCrN膜层，然后对其组织结构、耐腐蚀性以及接触电阻进行了分析，并与316L不锈钢基板进行了对比。结果表明：两种膜层都很致密无明显缺陷；相比316L不锈钢基板，两种膜层双极板的耐腐蚀性有较大提高，接触电阻则有很大的降低。
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  焊接电流对镍基铌复合堆焊层组织及性能的影响

  耿延朝, 邓德伟, 田鑫, 孙奇

  理化检验—物理分册. 2019, 55(4): 240-243. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201904006

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  采用等离子堆焊技术在Z2CN18-10不锈钢表面制备了添加铌粉的镍基合金堆焊层，并对堆焊层的显微组织、硬度和耐磨性进行了分析，研究了焊接电流对堆焊层组织和性能的影响。结果表明：焊接电流为140 A时，堆焊层中可以较好地析出NbC颗粒，堆焊层具有良好的耐磨性；焊接电流为110 A时，堆焊层硬度可以达到509 HV0.3，但是堆焊层成型不好，耐磨性能也最差；当焊接电流增大到170 A时，堆焊层硬度明显降低，耐磨性相比140 A时的也有所降低。
试验技术与方法
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  取向电工钢的单片测量方法

  向前, 周新华, 胡守天, 古兵平, 张俊鹏

  理化检验—物理分册. 2019, 55(4): 244-248. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201904007

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  对取向电工钢的两种单片测量方法的由来及差异进行了分析，提出直接感应试样磁场强度的H线圈法由于规避了有效磁路长度的影响，是一种可靠的替代方法。对比试验结果表明：使用H线圈法测量的比总损耗、比视在功率等磁性能明显低于使用GB/T 13789-2008推荐采用的SST（92）法测量的，且两者之间的测量偏差与试样材料、厚度、测量条件等显著相关；通常情况下，在工频和磁极化强度为1.5~1.7 T的条件下，H线圈法测量的比总损耗相比SST（92）法测量的低5%~8%，比视在功率低10%~20%。
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  控制图与因果图在GIS零部件硬度质量管理中的应用及分析

  孙明道, 骆常璐, 王琼鹏, 王亚鸽, 王晓丹

  理化检验—物理分册. 2019, 55(4): 249-252,285. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201904008

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  通过采用控制图对气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）零部件的硬度测试数据进行统计分析，以及采用因果图对GIS轴承杆划伤事故进行原因分析，分析了控制图与因果图在GIS零部件硬度质量管理中的应用。结果表明：控制图能够判断零部件硬度是否连续处于受控状态，及时发现异常现象，并采取相应的有效措施，从而保证零部件硬度的稳定性；因果图可以全面系统地分析导致零部件硬度不合格的各个因素，查明主要原因，并给出改善对策；通过控制图和因果图的应用，能够有效地指导GIS零部件硬度质量管理水平的提升。
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  建筑涂料试验用无石棉纤维水泥板标准样品的定值

  谢丹

  理化检验—物理分册. 2019, 55(4): 253-257. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201904009

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  以无石棉纤维水泥板作为建筑涂料试验用板标准定值样品，对无石棉纤维水泥板测量不确定度的来源进行了分析。结果表明：影响无石棉纤维水泥板测量的不确定度因素主要有样品均匀性和各实验室定值结果的重复性。经F检验，样品均匀性良好；经t检验，样品长期稳定性至少为3 a（年）。采用8个实验室协作定值的方法对样品进行检测定值，同时对其进行了不确定度（k=2）评定，结果如下：表面平整度为（0.08±0.05） mm；表观密度为（1.54±0.01）×10³ kg ·m^-3；吸水率为（23.7±0.3）%。
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  特殊结构弹性元件力学性能表征方法

  刘俊, 王英英, 葛继强

  理化检验—物理分册. 2019, 55(4): 258-261. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201904010

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  针对特殊结构弹性元件的性能参数测试要求，设计了其力学性能测试方法和装置。利用该方法和装置开展了弹性元件持久压缩试验和工作压力表征，并对影响测试结果可靠性和稳定性的工艺参数进行了探索，在模拟元件服役结构环境的基础上建立了稳定可靠的表征方法。结果表明：该方法和装置能准确表征特殊结构弹性元件的力学性能。
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  砧座磨损对夏比冲击试验结果的影响

  谢晓宇, 叶世亮, 薛小丽

  理化检验—物理分册. 2019, 55(4): 262-264,271. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201904011

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  为了分析砧座磨损对冲击吸收能量的影响，分别采用磨损严重的砧座和完好的新砧座对超高、高、中能量级的弧形缺口标准试样进行了冲击试验，并对两种砧座测得的力-冲击吸收能量-时间曲线和试样宏观形貌进行了对比分析。结果表明：采用磨损严重的砧座进行冲击试验，会在试验过程中产生额外的摩擦功，导致测得的冲击吸收能量偏高；且试样能量级别越高，受砧座磨损影响的程度也越大。
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  铝合金圆棒布氏硬度试验测量不确定度评定

  卢书媛, 王卫忠, 张波, 俞璐

  理化检验—物理分册. 2019, 55(4): 265-267. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201904012

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  使用XHBT-3000Z Ⅲ型全自动布氏硬度计对某进口铝合金圆棒进行了布氏硬度试验，并对试验结果进行了不确定度评定。通过建立数学模型，确定了影响试验结果的各标准不确定度分量，并给出了最终试验结果的不确定度报告。结果表明：在实际试验过程中，可通过控制影响布氏硬度试验结果最大的不确定分量，来提高试验结果的准确度。
质量控制与失效分析
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  低压燃气管道腐蚀原因分析

  王嵩梅, 何少平

  理化检验—物理分册. 2019, 55(4): 268-271. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201904013

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  城市建设的发展导致地下车库成为重要的配套设施，燃气管道也是城市居民赖以生存的重要能源设施，两套设施如果结构配备不合理，将会对管道的运行产生安全隐患，因此开展庭院内埋地燃气管道的腐蚀原因分析对将来基础设施的规划具有重要意义。通过管材理化性能测试、腐蚀形貌及产物分析，对某小区内埋地20钢燃气管道腐蚀原因进行了分析。结果表明：管道腐蚀穿孔起源于外表面，腐蚀机理为氧腐蚀；管道上方的花坛和下方的地下车库这一结构因素以及管道外防腐层的破损，是导致该燃气管道腐蚀穿孔的主要原因。
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  S32750双相不锈钢六角头螺栓腐蚀失效分析

  徐健康, 杨震炯, 方建飞, 胡帅, 王会

  理化检验—物理分册. 2019, 55(4): 272-277. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201904014

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  某企业水泵上的S32750双相不锈钢六角头螺栓在使用2 a（年）后发生腐蚀失效。通过宏观分析、扫描电镜及能谱分析、金相分析、力学性能试验、化学成分分析以及模拟验证试验等方法对螺栓腐蚀原因进行了分析。结果表明：螺栓失效模式为点蚀；引起螺栓点蚀的根本原因是热处理工艺不当导致螺栓显微组织中存在明显的金属间化合物σ相，同时服役环境中存在含Cl^-的腐蚀性介质。
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  L80油管螺纹接头腐蚀原因分析

  蔡锐, 赵金龙, 吴鹏, 张哲

  理化检验—物理分册. 2019, 55(4): 278-281,288. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201904015

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  某井L80油管下井投入使用仅6个月即发生螺纹接头腐蚀失效。采用宏观分析、金相分析、化学成分分析、腐蚀表面微观形貌及腐蚀产物分析等方法对现场发生腐蚀失效的管样进行了检验和分析；通过高温、高压工况模拟腐蚀试验，对油管材料的腐蚀行为进行了研究分析。结果表明：油管螺纹接头表面的腐蚀产物主要为FeCO₃，腐蚀局部集中主要是由于油管在下井时，螺纹部位存在粘扣现象，从而导致螺纹接头的密封性能下降，高矿化度地层水及CO₂等腐蚀介质渗入螺纹连接处，形成了缝隙腐蚀。
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  NC38钻杆接头毛坯裂纹原因分析

  余世杰, 孙小林, 欧阳志英

  理化检验—物理分册. 2019, 55(4): 282-285. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201904016

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  某NC38钻杆接头在调质处理后的车外圆、内孔工序中发现内壁存在横向裂纹。通过宏观观察、化学成分分析、金相分析以及能谱分析等方法，对钻杆接头内壁裂纹产生原因进行了分析。结果表明：用于生产该钻杆接头的钢锭在切除冒口时未切除到位，钢锭中有缩孔残余没有切除干净，使得用于生产该接头的圆棒料内部存在缺陷，并导致接头在后续的加工工序中产生开裂。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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  汽车后背门用植绒弹簧断裂失效分析

  黄立飞

  理化检验—物理分册. 2019, 55(4): 286-288. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl201904017

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  某汽车后背门起支撑作用的植绒弹簧在服役过程中发生断裂，通过断口宏微观形貌分析、化学成分分析、腐蚀产物能谱分析等方法对植绒弹簧断裂原因进行了分析。结果表明：该植绒弹簧断裂由在应力和腐蚀环境共同作用下发生的应力腐蚀开裂导致的；植绒弹簧发生应力腐蚀开裂的主要原因为其使用的润滑油中含有腐蚀性元素氯，建议在后续使用时选用正规品牌、有质量保证的润滑油。