2021年, 第57卷, 第4期　
刊出日期：2021-04-08

  

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  理化检验—物理分册. 2021, 57(4): 0-0.

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专题报道（GB/T 228.1—2010修订建议）
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  按照ISO 6892-1:2019附录G方法评定弹性模量的测量不确定度

  高怡斐, 梁新帮

  理化检验—物理分册. 2021, 57(4): 1-6. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202104001

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  利用方差合成规律和不确定度定义为方差的正平方根，导出拉伸试验测定的弹性模量的合成标准不确定度表示式，其可以用于评定弹性模量的合成标准不确定度。实例评定结果表明ISO 6892-1：2019附录G中式（G.4）的评定结果明显偏低，原因是式（G.4）缺失了力测量设备准确度级和延伸测量仪器准确度级所允许的误差而引起的不确定度分项。建议附录G对此进行相应的修改。
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  GB/T 228.1-2010中试验速率控制的实践与思考

  黄星, 张列民, 王敏

  理化检验—物理分册. 2021, 57(4): 7-11,18. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202104002

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  介绍了应用GB/T 228.1-2010中试验速率控制在执行过程中的影响因素，给出了各种试验速率控制方法的建议适用范围。方法A1的控制精度最高，但是应用场景较为狭窄；方法A2性能稳定，应用方便，但柔度修正难以准确执行；方法B应用范围最为宽泛，但速率控制要求最低，试验结果的离散度最大。建议方法B名称改为基于应力速率引导的试验速率控制方法，方法A2名称改为基于应变速率引导的试验速率控制方法。
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  试验机同轴度对金属材料弹性模量测量的影响

  王斌, 胡国林, 郭钊

  理化检验—物理分册. 2021, 57(4): 12-14. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202104003

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  采用不同同轴度的拉伸试验机，对比了单侧引伸计和双侧引伸计测量金属材料弹性模量的结果。结果表明：同轴度对金属材料弹性模量测量的影响较大，且对采用单侧引伸计测量弹性模量的影响更为显著，建议采用双侧引伸计测量弹性模量。建议GB/T 228.1-2010修订时充分考虑拉伸试验机的同轴度对弹性模量测量的影响。
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  GB/T 228.1-2010中断后伸长率测量方法浅析及修订建议

  卢美娇, 李荣锋, 吕超, 历妍

  理化检验—物理分册. 2021, 57(4): 15-18. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202104004

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  根据GB/T 228.1-2010中断后伸长率的测量方法，选取塑性富余量较小的BW300TP耐磨钢板进行拉伸试验，分析了采用机器测量方法和手工测量方法测得的断后伸长率结果有差异的原因，并对标准提出修订建议。结果表明：因断裂位置偏离标距中心，机器测量的断后伸长率小于手工测量的断后伸长率，可用关系式y=0.850 5x+5.183 8对机器测量的断后伸长率结果进行补偿和修正。建议GB/T 228.1-2010中P7带头试样的平行长度最小值修改为60 mm；取消附录D中矩形截面非比例试样平行长度L_c≥L₀+1.5 √S₀的规定；增加不同试验材料的机器测量断后伸长率的修正方法及修正建议值。
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  采用横梁位移速率实现GB/T 228.1-2010中的方法A

  彭建章, 李荣锋

  理化检验—物理分册. 2021, 57(4): 19-21,24. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202104005

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  通过大量横梁位移速率控制下的原始拉伸数据，计算了横梁位移控制条件下，名义应变速率与实际应变速率之间的差异，并以此为依据对横梁位移速率进行了修正和验证。结果表明：该修正方法简易可行，建议替代GB/T 228.1-2010中原有的修正方法。
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  对GB/T 228.1-2010中拉伸试样制备的建议

  朱红丹, 张斌

  理化检验—物理分册. 2021, 57(4): 22-24. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202104006

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  用线切割加工方式制备的拉伸试样进行拉伸试验，得到的强度低于铣削加工的拉伸试样的强度，通过对比试验说明了线切割加工方式对强度试验结果的影响。结果表明：GB/T 228.1-2010中对线切割加工方式制备拉伸试样没有明确的加工余量规定，建议在GB/T 228.1-2010中给出线切割加工方式制备拉伸试样的加工余量。
试验与研究
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  工艺参数对5052铝镁合金焊缝凝固裂纹敏感性的影响

  陈毓, 张天理, 于航, 陈浩欣

  理化检验—物理分册. 2021, 57(4): 25-28,33. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202104007

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  采用鱼骨状裂纹试验对比研究了熔化极惰性气体保护焊（MIG）焊接时保护气体、焊接电流和脉冲模式等焊接工艺参数对5052铝镁合金焊缝凝固裂纹敏感性的影响。结果表明：随焊接电流增大和保护气体中氦气比例的增加，焊缝凝固裂纹敏感性变大；方形电流波形的双脉冲MIG的焊缝凝固裂纹敏感性大于单脉冲MIG的；晶界镁含量增加，焊缝会形成连续晶界，有利于降低焊缝凝固裂纹敏感性。
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  无取向硅钢在全工艺流程中的组织和织构变化

  刘云霞, 李跃, 程林, 曹瑞芳, 刘恭涛, 刘晓强, 安冬洋, 李泽琳

  理化检验—物理分册. 2021, 57(4): 29-33. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202104008

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  选用硅含量2.5%~3.5%（质量分数）的无取向硅钢作为分析对象，研究了其在全工艺流程（热轧、常化、冷轧、退火）中的组织和织构变化。结果表明：由于形变和温度场的分布特征，该无取向硅钢热轧板形成组织分层，表层为再结晶组织，中心层为带状回复组织，过渡区域混杂分布再结晶和回复组织。同时厚度方向表现出很大的织构梯度，并会一直遗传至成品板，但织构梯度随着形变和再结晶会不断弱化。常化后热轧带状组织消失，再结晶晶粒发生了充分长大。冷轧后，无取向硅钢的组织主要表现为沿轧制方向伸长的带状组织。该无取向硅钢的形变和再结晶行为一般规律为形变形成α线织构，再结晶后转变为γ线织构和α^*织构。
试验技术与方法
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  加速电压及线系对钨在SiC/W扩散偶中分布分析的影响

  尚俊玲, 吴利翔

  理化检验—物理分册. 2021, 57(4): 34-38. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202104009

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  采用扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）分别在10 kV和20 kV加速电压下，对SiC/W扩散偶中钨元素的面分布和线分布进行了分析。结果表明：在10 kV加速电压下，钨元素只能激发出M线系，钨元素的M线系和硅元素的K线系发生重叠，从而导致材料中钨元素和硅元素在面分布和线分布下无法区分。将加速电压从10 kV提高至20 kV，通过激发钨元素的L线系，从而实现了钨元素的分布表征，使钨元素分布趋近于真实分布情况。能谱数据再处理也进一步验证了10 kV加速电压下钨元素分布紊乱是由钨元素的M线系和硅元素的K线系重叠引起的。
试验设备及应用
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  腐蚀疲劳试验系统的开发及应用

  邢承亮, 孙晓冉, 安治国, 赵中昱, 宋月, 孙江欢, 白丽娟

  理化检验—物理分册. 2021, 57(4): 39-42,47. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202104010

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  海洋工程用钢服役时一直受到环境腐蚀和疲劳载荷的耦合作用，而传统的腐蚀、疲劳单项评估已不能满足检测需求，因此开发了一套腐蚀疲劳试验系统来测试材料在腐蚀环境下的疲劳寿命，并使用该系统对海洋工程用S690QL高强钢板在腐蚀环境下的疲劳寿命进行了测试。结果表明：该系统可以对试验温度、流速、腐蚀介质pH值等参数精准控制，并可以实现材料在腐蚀与疲劳耦合作用下的性能评估。在相同的循环应力下，材料受到模拟海水腐蚀和疲劳载荷耦合作用的疲劳寿命大大低于在空气中室温下的疲劳寿命。
质量控制与失效分析
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  某锅炉屏式过热器异种钢焊接接头断裂原因

  李万超, 徐航, 梁宝琦

  理化检验—物理分册. 2021, 57(4): 43-47. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202104011

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  某亚临界电站锅炉屏式过热器异种钢焊接接头在运行过程中发生断裂。通过宏观观察、化学成分分析、力学性能试验、金相检验、微观分析等方法，对该异种钢焊接接头的断裂原因进行了分析。结果表明：屏式过热器接头两边母材蠕变强度差较大引起了该异种钢焊接接头的早期失效，同时焊接质量及成形不佳，焊接接头受到膨胀热应力、焊接残余应力、温度波动热疲劳等因素影响加速了此过程，最终导致该异种钢焊接接头断裂。
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  L458M钢管道无损检测缺陷产生原因

  王海涛, 李仕力, 鞠舰波, 张智, 罗艳龙

  理化检验—物理分册. 2021, 57(4): 48-50,57. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202104012

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  某L458M钢管道在无损检测过程中发现检测缺陷，射线和超声检测方法对缺陷复验的结论差别较大，不能确定缺陷种类。采用宏观分析、金相分析及能谱分析等方法对该管段取样进行缺陷原因分析。结果表明：该L485M钢管道无损检测缺陷为裂纹，该位置处进行过管体补焊，裂纹为焊接过程中产生，服役过程中并未发生扩展。原损伤位置在补焊前即存在铜污染，裂纹主要与焊缝金属凝固过程中液体金属不能及时充填收缩位置以及低熔点金属铜引起的结晶裂纹等两方面原因有关。
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  电梯主驱动轴开裂原因

  王森, 孙明正

  理化检验—物理分册. 2021, 57(4): 51-54,62. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202104013

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  某电梯主驱动轴在焊接后进行磁粉检测时发现有裂纹。采用微观分析、金相检验、力学性能试验、化学成分分析等方法对电梯主驱动轴的开裂原因进行了分析。结果表明：裂纹位于电梯主驱动轴焊接热影响区熔合线附近，属于低熔共晶产物存在引起的近焊缝区液化裂纹，该液化裂纹是由于焊接工艺不当而产生的。
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  气门弹簧早期断裂原因

  聂轮

  理化检验—物理分册. 2021, 57(4): 55-57. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202104014

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  某公司生产的气门弹簧在用户安装使用几小时后即发生早期断裂。采用宏观观察、微观分析、金相检验及硬度测试等方法对气门弹簧的早期断裂原因进行了分析。结果表明：气门弹簧表面存在折叠裂纹缺陷，该缺陷是在原材料轧制过程中产生的。在交变载荷作用下，折叠裂纹尖端的延伸部分成为疲劳裂纹源并不断扩展，从而造成气门弹簧早期疲劳断裂。
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  某发动机涡轮叶片缘板掉块原因

  刘丽玉, 张剑, 熊继春, 陈俊

  理化检验—物理分册. 2021, 57(4): 58-62. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202104015

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  某发动机涡轮叶片在试车过程中缘板处出现掉块和裂纹。采用宏观分析、低倍腐蚀、断口分析等方法对涡轮叶片缘板处的掉块原因进行了分析。结果表明：涡轮叶片缘板出现掉块和裂纹性质为持久断裂失效，涡轮叶片缘板裂纹产生原因与缘板位置小角度晶界角度过大有关。建议将此型涡轮叶片的小角度晶界技术条件要求由不大于8°提高到不大于6°。
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  某地铁受电弓拉杆球铰轴承失效原因

  董雪春

  理化检验—物理分册. 2021, 57(4): 63-66,72. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202104016

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  某地铁受电弓拉杆球铰轴承在运行过程中发生失效断裂。采用宏观分析、断口分析、金相检验、硬度测试及化学成分分析等方法对球铰轴承的失效原因进行了分析。结果表明：该受电弓拉杆球铰轴承的断裂模式属于高周低应力疲劳断裂。球铰轴承在服役过程中承受频繁的振动和交变载荷作用，折角处的微裂纹成为疲劳裂纹源区，裂纹在交变载荷作用下不断扩展，最终导致球铰轴承失效断裂。
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  某型号战车内部管路组件开裂原因

  徐程, 沙春生, 刘海英, 张毅, 董德浩

  理化检验—物理分册. 2021, 57(4): 67-72. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202104017

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  某型号战车服役期间内部管路组件发生开裂失效。采用宏观观察、低倍检验、化学成分分析、拉伸试验、金相检验、微观分析等方法对管路组件开裂原因进行了分析。结果表明：盖板厚度方向上未能焊透是管路组件发生开裂失效的主要原因，冷却液中氧、硫等典型腐蚀性元素的引入是管路组件发生开裂失效的次要原因。在应力和腐蚀介质的共同作用下，管路组件发生开裂失效。
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  余热锅炉高压过热器取样管开裂原因

  李根, 李杨, 苏晓阳, 尚伟, 刘昕颖

  理化检验—物理分册. 2021, 57(4): 73-76. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202104018

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  某电厂254 MW燃气机组在运行过程中发现，其材料为07Cr19Ni10不锈钢的高压过热器取样管弯头处发生开裂。通过宏观观察、化学成分分析、金相检验、硬度测试、微观分析及金相检验等方法，对取样管的开裂原因进行了分析。结果表明：由于高压过热器取样管安装不当，取样管弯头处受到斜向上的拉应力。同时，取样管原始质量存在缺陷，其在高温高压工况下长期服役，随着第二相逐渐向晶界偏聚，当晶界强度低于所受拉应力时，晶界被拉裂从而形成裂纹。裂纹沿壁厚方向扩展，最终导致取样管开裂失效。
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  管道支吊架管夹变形原因

  刘明, 胡鑫, 陈锐

  理化检验—物理分册. 2021, 57(4): 77-79. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202104019

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  某电厂主蒸汽管道支吊架D9型管夹发生变形。采用化学成分分析及有限元分析等方法对管夹的变形原因进行了分析。结果表明：该管夹在运行状态下的最大拉应力达到124 MPa，位于管夹折弯角外表面。最大拉应力超过了材料的许用应力值，加速了管夹在高温状态下的蠕变速率，蠕变变形不断累积使得管夹两端变形上翘明显。