2021年, 第57卷, 第5期　
刊出日期：2021-05-08

  

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  理化检验—物理分册. 2021, 57(5): 0-0.

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  金属材料室温拉伸试验方法标准ISO 2019版中的问题和GB/T 2010版的修订建议

  李和平

  理化检验—物理分册. 2021, 57(5): 1-5. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202105001

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  为完善GB/T 228.1标准，对金属材料室温拉伸试验方法标准ISO 6892-1：2019存在的争议进行了分析，并提出了GB/T 228.1-2010的修订建议。结果表明：ISO 6892-1：2019仍然存在2009版和2016版标准中存在的两个问题，分别为给方法B贴上“应力速率控制的试验速率”标签和依据不真实的试验条件得到的数据推荐应变控制方法和方法A。建议恢复GB/T 228.1-2010草案中的方法C，既可以避免方法B试验结果再现性差的缺点，又可以克服方法A测量结果偏低、效率低及可行性差的缺点。
试验与研究
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  复合喷丸对铝-铜-镁合金表面形貌和硬度的影响

  韩雨辰, 朱文龙, 姜传海

  理化检验—物理分册. 2021, 57(5): 6-9,13. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202105002

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  对铝-铜-镁合金试样进行复合喷丸处理，通过观察喷丸处理后试样的表面形貌和测量试样的表面粗糙度、残余应力、衍射峰半峰宽及显微硬度等参数，分析了复合喷丸处理对铝-铜-镁合金表面形貌和力学性能的影响。结果表明：铝-铜-镁合金试样经复合喷丸处理后表面粗糙度变化不大，由0.70 mm增加到2.97 mm，试样表面整体细密、均匀，完整性较高，表面质量较好；引入较深的残余压应力场，最大残余压应力为306 MPa，且压应力场整体分布均匀，能够起到很好的强化效果；表面衍射半峰宽增大，为0.275°；表面显微硬度增大，为180.8 HV，比基体的硬度120 HV增加了50%。
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  淬火热处理温度对热成形钢铝-硅涂层的影响

  姜进京, 周林, 邓宗吉

  理化检验—物理分册. 2021, 57(5): 10-13,17. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202105003

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  为研究淬火热处理温度对热成形钢铝-硅涂层的影响，采用DIL805A/D淬火膨胀仪、扫描电镜和能谱仪分析了热成形钢铝-硅涂层加热过程中3种不同厚度涂层的相结构及涂层厚度的变化规律。结果表明：相同淬火加热温度下，不同厚度的涂层中形成了不同的相结构，涂层越薄，铁向涂层方向、铝向钢基体方向扩散的路径越短，铁和铝的饱和时间越少，合金化时间也越少。奥氏体化后，涂层中出现了裂纹和孔洞，且随温度升高孔洞的数量变多、尺寸变大；涂层总厚度和相互扩散层厚度均随温度的升高而增大，同一加热温度下3种厚度涂层的相互扩散层厚度相当。
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  S32101双相不锈钢焊接接头晶间腐蚀试验不合格原因

  唐琴燕, 黄敏敏, 许云伟, 刘恒基, 叶尚杰, 姜思源

  理化检验—物理分册. 2021, 57(5): 14-17. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202105004

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  为探究S32101双相不锈钢焊接后接头晶间腐蚀试验不合格的原因，对晶间腐蚀试验不合格的焊接接头进行了金相检验、X射线光电子能谱（XPS）分析和铁素体含量测试。结果表明：晶间腐蚀试验不合格的原因是材料存在化学成分偏析，造成铬的质量分数偏低，且焊接过程中在晶界处析出碳化铬，形成贫铬区，导致材料的抗晶间腐蚀能力降低。另外，显微组织中的铁素体含量偏低，也增加了贫铬区形成的可能性，进一步降低了抗晶间腐蚀能力。
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  Q345B厚钢板显微组织中带状组织的形成原因及工艺改进

  陈继雄, 刘卫航, 彭晓枫

  理化检验—物理分册. 2021, 57(5): 18-20,26. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202105005

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  为解决Q345B厚钢板显微组织中带状组织不合格的问题，分析了其带状组织的形成机理和影响因素，并提出了工艺改进措施。结果表明：当钢从奥氏体相区冷却时，铁素体中碳元素聚集，直到温度降低至奥氏体化温度A_r1时，保留到最后的奥氏体转变为珠光体，在轧制过程中珠光体聚集，最终形成铁素体和珠光体带状组织。影响带状组织形成的主要因素为加热温度和终轧温度，可以通过提高终轧温度和在轧制后增加喷水冷却处理来改善Q345B钢板中的带状组织。
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  大热输入焊接高性能海上风力发电用钢的研发及力学性能

  胡战, 刘自成, 董中波

  理化检验—物理分册. 2021, 57(5): 21-26. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202105006

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  为研发出可大热输入焊接的高性能海上风力发电用钢，基于超快冷热机械控制工艺（TMCP），采用低碳含量、低碳当量、微合金化的设计原则对钢的成分及生产工艺进行确定，并对试制的EH36钢的力学性能进行了检验及分析。结果表明：研发的新一代高性能海上风力发电用钢中含有碳、硅、锰、磷、硫及适量的铌、钒、钛等合金元素。该钢韧脆转变温度在-80℃以下，抗拉强度为532 MPa，屈服强度为434 MPa，疲劳强度为227.8 MPa，断面收缩率大于70%，具有生产周期短、交付快、韧性高、抗层状撕裂性能好、耐疲劳性好、止裂性能优异及可采用大热输入焊接等特点。
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  电动汽车绝缘电阻检测方法分析及优化

  高跃

  理化检验—物理分册. 2021, 57(5): 27-30,34. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202105007

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  为了提高电动汽车绝缘电阻检测方法的速度和检测结果的精度，提高车辆高压安全性，对比分析了常见的电动汽车动力电池及高压系统的绝缘电阻主动检测和被动检测方法的检测原理和优、缺点，讨论了绝缘电阻检测精度的影响因素，并指出提高检测精度的措施，最终开发出了一种集成式的电动汽车绝缘电阻在线检测方法。结果表明：绝缘电阻主动检测方法可以识别到正、负双侧同时发生绝缘失效的工况并计算出绝缘电阻值，但其耗时较长；绝缘电阻被动检测方法可以实时判断车辆绝缘状态，但无法识别正、负两侧同时发生绝缘失效的情况，且无法准确检测出绝缘电阻值；改进后的集成式绝缘电阻检测方法可以兼顾车辆正常状态和发生绝缘故障时的绝缘电阻检测结果的精度，提高了主动检测方法的精度，进而提高了车辆的高压安全性能。
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  气孔对不同MIG焊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, 武雯, 王伟光

  理化检验—物理分册. 2021, 57(5): 31-34. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202105008

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  为研究铝镁合金焊缝内部气孔对不同MIG焊焊缝凝固裂纹敏感性的影响，使用鱼骨型试板测试了8种焊接工艺下的焊缝凝固裂纹长度，并分别对焊缝区的微观气孔进行观察。结果表明：双脉冲MIG焊焊缝凝固裂纹敏感性普遍大于单脉冲MIG焊的，但其焊缝气孔数量却比单脉冲MIG焊的少；双脉冲MIG焊焊缝凝固裂纹敏感性增大的原因是双脉冲电流的振荡作用使气孔聚集，导致气孔内部气压增大，阻碍了低熔点液相向微观热裂纹的填充。
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  DP1180汽车用双相钢连续冷却转变过程中的相变规律

  薛峰, 孙岩, 邢承亮, 孙晓冉, 赵楠, 赵秀娟

  理化检验—物理分册. 2021, 57(5): 35-38. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202105009

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  为研究DP1180汽车用双相钢连续冷却转变过程中的相变特性，对不同冷却速率下的DP1180双相钢试样进行了金相检验及显微硬度测试，绘制了该双相钢的连续冷却转变曲线，并分析了DP1180钢在连续冷却过程中的相变规律。结果表明：对于DP1180汽车用双相钢，其连续冷却转变曲线分为铁素体转变区、贝氏体转变区和马氏体转变区。当冷却速率小于0.5℃·s^-1时，主要发生铁素体-贝氏体转变；当冷却速率增大到1℃·s^-1时，显微组织中出现马氏体；随冷却速率逐渐增大，铁素体不断减少，当冷却速率达到10℃·s^-1时，组织变为马氏体+贝氏体；当冷却速率大于40℃·s^-1时，组织主要为马氏体。
综述
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  数字图像相关法在复合材料研究中的应用进展

  肖志斌, 武丽丽, 裘雄伟, 柯贤朝, 蔡亮

  理化检验—物理分册. 2021, 57(5): 39-45,49. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202105010

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  数字图像相关方法（DIC）具有自动化、光路简单、普适性好及抗干扰能力强等优点，广泛应用于多领域、多种材料的力学性能测试中。综述了自2017年以来，数字图像相关方法在复合材料的力学性能测试、功能结构性能研究及产品质量检测中的应用进展，并提出了发展方向。
质量控制与失效分析
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  川渝地区某气井钻铤断裂原因

  王哲, 万夫, 杜志杰, 陈瑞峰

  理化检验—物理分册. 2021, 57(5): 46-49. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202105011

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  川渝地区某气井钻铤发生断裂事故，通过宏观分析、扫描电镜分析、金相检验、化学成分分析和力学性能试验等方法，结合现场服役情况，对钻铤的断裂原因进行了分析。结果表明：钻铤断裂类型为腐蚀疲劳断裂，主要原因为钻铤主台肩面密封不良，导致钻井液冲蚀台肩面和外螺纹根部，形成腐蚀坑，在钻铤旋转钻进时，受到循环应力与腐蚀共同作用，疲劳裂纹萌生并快速扩展，最后导致钻铤断裂。
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  锅炉HR3C不锈钢末级过热器管泄漏原因

  殷小双, 谌康, 刘长福, 杜双明, 董树青

  理化检验—物理分册. 2021, 57(5): 50-53,58. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202105012

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  某超超临界锅炉末级过热器管发生泄漏事故，通过宏观观察、化学成分分析、力学性能试验、金相检验和能谱分析等方法，对过热器管的泄漏原因进行了分析。结果表明：HR3C不锈钢末级过热器管材料中存在晶间氧化和原始内折叠缺陷，采用水浸法超声波检测未检出，运行过程中在缺陷部位产生应力集中并萌生裂纹源，裂纹在轧制过程中的交变应力作用下沿缺陷扩展最终造成管壁泄漏。
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  航空机载光电设备连接盘裂纹的产生原因

  伏克峰, 郝碧波

  理化检验—物理分册. 2021, 57(5): 54-58. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202105013

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  某型航空机载光电设备试制过程中，在冲击摸底试验后，设备中镁合金材料的主承重件连接盘出现裂纹。通过宏观分析、化学成分分析、金相检验及应力应变测试等方法，对连接盘产生裂纹的原因进行了分析。结果表明：由于连接盘采用手工铸造工艺，不可控因素较多，导致在个别连接盘加强筋内部产生大量缩松缺陷，影响了铸件的连续性，使得零件的承载能力及抗疲劳能力降低，试验时受到力的作用后在内部缺陷处萌生裂纹源，裂纹扩展，最终导致连接盘加强筋过载开裂。
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  军用H62黄铜罐开裂原因

  徐幸, 徐斌, 王嵩蒲, 尉成栋, 于玲君

  理化检验—物理分册. 2021, 57(5): 59-61,65. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202105014

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  某工厂生产的军用H62黄铜罐在水压试验后入库存放，一段时间后出现开裂现象。通过化学成分分析、金相检验、硬度测试、扫描电镜分析和能谱分析等方法，结合生产工艺和现场工况，对该黄铜罐的开裂原因进行了分析。结果表明：黄铜罐在机械打孔及焊接后未进行退火处理，导致焊缝部位产生应力集中，之后的水压试验提供了潮湿环境，引起显微组织中的β相脱锌，导致黄铜力学性能下降，最终发生应力腐蚀开裂。
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  汽油发动机缸套频繁开裂的原因

  薛喜才

  理化检验—物理分册. 2021, 57(5): 62-65. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202105015

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  某汽油发动机频繁出现缸套开裂的现象，通过宏观观察、金相检验、化学成分分析和硬度测试等方法，对缸套的开裂原因进行了分析。结果表明：发动机缸套在使用过程中发生了过载开裂，原因是在缸套离心铸造过程中，铸件壁厚和冷却速率不均匀，引起各部位收缩量不均衡、相互阻碍收缩，产生较大的残余应力；同时，毛坯件机械加工过程中，表层金属由于塑性变形产生了机械应力和热应力，最终在工作载荷的作用下发生过载导致缸套开裂。
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  630 MW超临界锅炉高温过热器管爆管原因

  杨平, 张健

  理化检验—物理分册. 2021, 57(5): 66-70. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202105016

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  某超临界锅炉TP347HFG奥氏体不锈钢高温过热器发生爆管事故，通过宏观观察、化学成分分析、金相检验及力学性能试验等方法，对该高温过热器管的爆裂原因进行了分析。结果表明：该高温过热器管发生了脆性断裂。由于管屏上部集箱内的节流孔尺寸偏小，与设计图纸不符，导致管道内水介质流量偏小，冷却效果差，管壁长期在超温环境中服役。而该钢长期高温运行会在晶界处析出大量的σ相，此外细小的晶粒也促进了σ相的生成，导致材料快速发生老化，降低了高温强度，最终导致爆管。
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  核电厂循环水泵盘根压盖螺栓断裂原因

  苗学良, 张福海, 王欣, 张明晖

  理化检验—物理分册. 2021, 57(5): 71-75. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202105017

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  某核电厂循环水泵盘根压盖螺栓发生断裂，导致轴封水泄漏，通过宏微观分析、化学成分分析、金相检验、力学性能测试及断口分析等方法，对螺栓的断裂原因进行了分析。结果表明：螺栓断裂的主要原因是螺纹切削加工时产生刀痕，在加工刀痕处形成了应力集中并萌生了的疲劳裂纹源，同时高强度和高的硫化物夹杂含量也促进了疲劳裂纹的萌生，在交变载荷作用下裂纹不断扩展，最终导致螺栓发生疲劳断裂。
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  304奥氏体不锈钢管焊接接头开裂原因

  曹龙韬, 龚兰芳, 陈智江

  理化检验—物理分册. 2021, 57(5): 76-79. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202105018

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  304奥氏体不锈钢管使用过程中在焊接接头附近发生开裂现象，通过宏观和微观观察、化学成分分析、能谱分析和金相检验等方法对不锈钢管焊接接头的开裂原因进行了分析。结果表明：不锈钢管焊接接头的开裂形式为晶间腐蚀导致的沿晶开裂，主要原因是一侧不锈钢管的成分不符合标准，碳含量偏高、铬含量偏低，在焊接加热的过程中发生了焊接敏化现象，降低了焊接接头的耐腐蚀性能，导致焊接接头的热影响区产生腐蚀裂纹，此外钢管中输送的自来水中氯离子较多，提供了腐蚀环境，进一步促进了裂纹的扩展。