2021年, 第57卷, 第7期　
刊出日期：2021-07-08

  

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  理化检验—物理分册. 2021, 57(7): 0-0.

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试验与研究
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  石墨烯类粉体比表面积的氮气吸附法测量条件与不确定度评定

  侯渊, 吴益文, 武晓亮, 朱文广, 张邦文

  理化检验—物理分册. 2021, 57(7): 1-5. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202107001

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  采用氮气吸附静态容量法（氮气吸附法），以氧化还原石墨烯/金属氧化物粉体为研究对象，利用ASAP 2460型比表面积和孔隙度分析仪测量了其比表面积，确定了测量比表面积的理想测试条件，并对测量不确定度进行评定。结果表明：氮气吸附法测量石墨烯类粉体比表面积的理想样品用量为0.2~0.4 g。比表面积不确定度的评定仅考虑测量重复性、天平称量样品质量及标样引入的标准不确定度，在置信水平p为95%，自由度V_rel为32时，采用氮气吸附法物理吸附仪测量石墨样品比表面积的扩展不确定度为14.55 m²·g^-1。
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  里氏硬度换算建筑结构钢材强度的影响因素及相对偏差

  张树勋, 崔萌, 王宁, 王浩, 丁北斗

  理化检验—物理分册. 2021, 57(7): 6-11. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202107002

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  对比了GB/T 50344—2019等3个标准中里氏硬度换算建筑结构钢材抗拉强度结果的差异，结合理论分析和试验研究对形成差异的原因进行了探讨，并对建筑结构钢材硬度与强度的换算关系进行了研究。通过回归分析给出了里氏硬度换算强度的换算公式及相对偏差，并与标准中的换算值进行比较。结果表明：3个标准中里氏硬度换算建筑结构钢材抗拉强度结果差异较大是因为试样的加工和固定方式不同；工程现场检测时，如果不进行适当的支承或耦合，同一块钢板不同位置的检测结果会有明显的差异，钢板越薄，差异越大。采用耦合的方法进行里氏硬度检测时，钢板里氏硬度和强度之间呈正相关，换算值相对偏差基本能够满足现场工程检测的要求，可应用于工程实践。
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  铍材平均线膨胀系数测量不确定度评定

  李美岁, 张子富, 张健康, 吕一格, 龚伟明

  理化检验—物理分册. 2021, 57(7): 12-14,19. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202107003

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  利用热膨胀仪测量了铍材的平均线膨胀系数，分析了影响铍材平均线膨胀系数测量不确定度的因素，并对铍材平均线膨胀系数测量不确定度进行了评定。结果表明：影响平均线膨胀系数测量不确定度的因素主要有测量重复性、热膨胀分析仪测量精度、初始长度L₀测量及数值修约。在（12.01-0.21）×10^-6 ℃^-1至（12.01+0.21）×10^-6 ℃^-1的区间包含了平均线膨胀系数测量结果可能值的95%，即在95%置信度下平均线膨胀系数的扩展不确定度为0.21×10^-6 ℃^-1。
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  S135钻杆摩擦焊焊缝区冲击韧性低的原因

  杨晓峰, 高斌强, 吕海英

  理化检验—物理分册. 2021, 57(7): 15-19. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202107004

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  为找到S135钻杆焊缝冲击韧性低、不符合要求的原因，对焊缝进行了冲击试验、力学性能试验、金相检验、化学成分分析、非金属夹杂物检验等，并对冲击试样断口进行了宏观及微观分析。结果表明：钻杆接头材料硫元素含量高，A类非金属夹杂物级别高、含量多，造成摩擦焊焊接时焊缝区形成较多A类非金属夹杂物，影响了组织的连续性，受到冲击力时，缺陷的弱结合面处先产生裂纹，裂纹快速扩展最终断裂，导致焊缝试样冲击韧性低、不合格。
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  DP780高强钢电阻焊接头维氏硬度测量不确定度评定

  张洁, 张祥瑞, 何国强, 尹孝辉

  理化检验—物理分册. 2021, 57(7): 20-24. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl20210705

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  采用430SVD型数显显微硬度计，通过直接评定法对DP780高强钢电阻焊接头的母材、热影响区及焊缝区分别进行了维氏硬度试验，分析了不同因素对测量结果产生的影响，并对维氏硬度测量结果进行了不确定度评定。结果表明：该DP780高强钢电阻焊接头母材、热影响区及焊缝区维氏硬度的测量不确定度分别为9，9，10 HV，均满足GB/T 4340.2—2012中表5要求的硬度计最大允许误差，该维氏硬度检测方法、检验水平能够满足国家标准的要求。与硬度计本身硬件设施误差相比，压痕对角线长度的测量对合成不确定度评定结果的影响更大。
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  数控高速锯床加工H型钢拉伸试样的程序段设计及试验结果

  宋小勇, 程亚南

  理化检验—物理分册. 2021, 57(7): 25-28,34. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202107006

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  为使D-450H型数控高速锯床满足H型钢拉伸试样的加工要求，对该型数控高速锯床的程序段进行设计，并对加工出的H型钢拉伸试样的试验结果进行对比验证试验。结果表明：采用经过程序段设计的数控高速锯床加工出的H型钢拉伸试样在拉伸试验时基本不会发生应变强化；试样尺寸及形状公差均满足标准要求；抗拉强度、屈服强度及断后伸长率与鳄鱼剪剪切试样的基本一致，但其表面粗糙度更小，平均值仅为0.61 \mm，且精度较高。
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  拟合函数对燃气轮机轮盘韧脆转变温度评定结果的影响

  杨金刚

  理化检验—物理分册. 2021, 57(7): 29-34. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202107007

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  为研究拟合函数对燃气轮机轮盘韧脆转变温度评定结果的影响，在不同温度下对燃气轮机轮盘进行夏比冲击试验，分别采用线性内插、玻尔兹曼函数、双曲正切函数的冲击吸收能量和脆性断面率进行拟合，计算得到相应的特定比例断口形貌转变温度F_{ATT SEPC}和特定冲击吸收能量转变温度E_{TT AV}，并对计算结果进行了比较与分析。结果表明：对于钢铁材料，无论是断口形貌还是冲击吸收能量的转变温度，通过合理设定边界值，采用双曲正切函数和玻尔兹曼函数可获得近似一致的拟合结果。而双曲正切函数的物理意义更明确，且对一些非对称转变曲线的拟合更具优势，线性内插拟合只能粗略预估转变温度是否合格，当其接近要求值时，不能用于判定是否合格，还需采用玻尔兹曼函数或双曲正切函数进行精确拟合。
标准化
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  GB/T 24174—2009中钢烘烤硬化值测定方法的修订及解读

  田慧玲, 徐惟诚

  理化检验—物理分册. 2021, 57(7): 35-38,47. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202107008

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  介绍了GB/T 24174—2009修订中烘烤硬化值测定方法的主要技术内容变化，进行了相关验证试验，并分析了不同试样类型、拉伸试验速率、烘烤条件（放置方式、加热设备）、烘烤温度、保温时间和预拉伸应变量设置偏差等对烘烤硬化值测定结果的影响。结果表明：该次标准修订增加了标准适用的试样尺寸、拉伸试验速率、预拉伸应变量和不同屈服类型参与计算烘烤硬化值的要求。不同试样类型和加热介质对烘烤硬化值影响较小；易影响烘烤硬化值的因素有烘烤时的试样放置方式，测定涉及上屈服强度的烘烤硬化值B_H2H的拉伸试验速率、预拉伸应变量、烘烤温度和保温时间，采用标准推荐条件测定可得到相对一致的测定结果。
试验技术与方法
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  里氏硬度计在热处理现场的应用及校准补偿

  肖健, 孙盼

  理化检验—物理分册. 2021, 57(7): 39-42,51. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202107009

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  阐述了里氏硬度计的检测原理及在热处理现场应用时的注意事项，讨论了里氏硬度计的校准补偿方法及结果。结果表明：使用里氏硬度计检测时应注意被测材料的牌号、质量、硬度、厚度、表面粗糙度等，采用合适的冲击装置和试验方法，避免因检测条件不合适或操作不当而造成检测误差。在热处理现场检测条件不合适、环境不理想的情况下，可通过计算校准偏差（即补偿值）且进行一次校准来提高换算结果的准确性。
质量控制与失效分析
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  316L不锈钢板式换热器泄漏原因

  吴建华, 李平平, 李玉新, 吴特

  理化检验—物理分册. 2021, 57(7): 43-47. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202107010

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  316L不锈钢板式换热器使用约半年后频繁出现泄漏事故，通过扫描电镜分析、能谱分析、金相检验、显微硬度检测和有限元模拟分析等方法对泄漏原因进行了分析。结果表明：316L不锈钢板片发生了应力腐蚀开裂，造成泄漏。板片冷加工后产生了较大的残余拉应力且环境中存在Cl^-腐蚀介质，导致残余应力较大的波峰和波谷处产生裂纹和腐蚀坑，是造成板片发生早期开裂的主要原因，而高温工作环境加速了点蚀的产生及裂纹的萌生和扩展，最终板片发生泄漏。
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  某220 kV输电线路悬垂线夹断裂原因

  杨迎春, 虞鸿江, 代克顺

  理化检验—物理分册. 2021, 57(7): 48-51,56. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202107011

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  某220 kV输电线路XGF-6X型ZL102铝合金悬垂线夹在运行中发生断裂，通过宏观分析、化学成分分析、硬度测试、机械破坏载荷测试、射线检测、断口分析等方法对悬垂线夹的断裂原因进行了分析。结果表明：悬垂线夹的尺寸不符合设计要求，且悬垂线夹的内部存在气孔、夹渣等铸造缺陷，使得悬垂线夹的机械破坏载荷低于标准的要求，运行中由于覆冰导致悬垂线夹垂直载荷增大，最终发生过载断裂。
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  18CrNiMo7-6A钢减速机输出轴断裂原因

  雷淑梅, 邹高鹏, 尹诗衡, 匡同春

  理化检验—物理分册. 2021, 57(7): 57-60,64. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202107013

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  某公司减速机输出轴在运行过程中发生断裂，通过化学成分分析、断口分析、金相检验、硬度测试及拉伸性能测试等方法，对18CrNiMo7-6A钢制输出轴的断裂原因进行了分析。结果表明：轴的整体热处理工艺不当，显微组织不均匀，局部区域形成了粗大的羽毛状贝氏体，使轴的拉伸性能降低；轴的表面感应淬火工艺不当，淬硬层太薄，远小于标准的规定；此外，该轴表面淬火后回火不充分，导致强化层组织不稳定，残余应力大。在运转载荷作用下，键槽受力传递点及轴表面产生多个疲劳源，裂纹逐渐向内扩展，最终导致轴的早期疲劳断裂。
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  某电厂高压调汽门EH油管断裂原因

  刘文生

  理化检验—物理分册. 2021, 57(7): 61-64. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202107014

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  某电厂高压调汽门EH油（抗燃油）管发生断裂并造成机组非计划停机，通过宏观观察、金相检验、显微硬度测试等方法对EH油管的断裂原因进行了分析。结果表明：4号高压调汽门VP（阀位）卡接线端子松动引起高压调汽门波动，造成了EH油管支管振动，在EH油管三通与支管连接角焊缝的应力集中区域形成较大的交变应力；循环交变应力使得正常奥氏体组织转变成形变马氏体，从而导致该部位硬度升高、脆性增大；同时三通设计上的缺陷以及打磨线性缺陷的存在，使得EH油管最终发生脆性断裂。
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  45钢传动轴断裂原因

  赵美玲, 冯飞龙, 詹忠, 吴晶

  理化检验—物理分册. 2021, 57(7): 65-68. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202107015

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  某45钢传动电机轴在使用中发生早期断裂，通过宏观与微观分析、化学成分分析、硬度测试和金相检验等方法对该轴的断裂原因进行了分析。结果表明：传动轴的断裂性质为旋转弯曲疲劳断裂，疲劳源位于轴肩根部。主要原因是根部倒圆半径偏小引起应力集中和调质处理不合格导致抗疲劳强度偏低，最终传动轴在交变载荷下发生早期疲劳断裂。
实践经验
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  轧钢机渗碳淬火齿轮磨削裂纹产生原因及预防措施

  许鸿翔, 张衡, 郭文仪, 卢金生

  理化检验—物理分册. 2021, 57(7): 69-72,75. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202107016

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  为找到轧钢机齿轮在生产中磨削后齿面出现裂纹缺陷的原因，对轧钢机渗碳淬火齿轮进行了宏观分析、化学成分分析、硬度测试及金相检验等。结果表明：磨齿工艺不当导致齿轮最表层形成未经回火的二次淬火隐晶马氏体，硬度高且脆性大，渗碳层最终形成高-低-高的典型磨削淬火烧伤硬度分布特征，当齿轮磨削表面产生的热应力、拉应力和组织应力大于齿轮表面的断裂强度时将在此处产生裂纹。可通过控制渗碳淬火后的马氏体为隐晶状或细针状，控制残余奥氏体含量面积分数在20%以内、表面碳含量质量分数为0.7%~0.9%，以及选择合理的回火温度、回火时间和磨齿工艺等措施来防止磨齿裂纹的产生。
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  焊缝余高引起的一种超声检测回波信号的正确辨识

  蓝冬梅, 李功开, 王攀涛, 张志刚

  理化检验—物理分册. 2021, 57(7): 73-75,80. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202107017

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  焊缝余高引起的非缺陷回波信号可能会出现在一次波声程以内，影响对缺陷回波信号的正确辨识。分析了一个可疑的回波信号，总结了一种正确辨识缺陷回波信号的方法。结果表明：该焊缝中的反射回波为非主声束轴线入射到内焊缝焊角上的反射回波，而非缺陷回波。当检测过程判断缺陷的信息量少时，发现可疑缺陷后，应首先对回波信息进行正确定位，不能确认是焊缝缺陷的情况下，可利用CAD等作图软件对超声检测的声束路径进行分析，辨别超声检测回波信号的真正反射面，从而对超声检测回波信号进行准确判断。
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  连续铸轧生产线热轧带钢表面缺陷产生原因及改进措施

  刘向明, 朱启茂, 王伟, 李阳

  理化检验—物理分册. 2021, 57(7): 76-80. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202107018

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  针对某厂新建多模式连续铸轧生产线热轧带钢表面几种典型缺陷，通过扫面电镜及能谱分析等方法对缺陷的表面及截面进行分析。结果表明：样品缺陷类型分别为氧化铁皮异常、硅酸盐夹杂、铝酸盐夹杂、卷渣。针对氧化铁皮异常问题，可调整隧道炉炉辊转速，消除炉辊与带钢间的速度差，加密除磷高压水水嘴；针对硅酸盐及铝酸盐夹杂缺陷，应主要从控制炼钢终点氧含量、控制喂铝量、优化钢包吹氩工艺、合理调节氩气流量、适当延长弱搅拌时间、增加连铸钢包浇余等方面进行工艺改进；针对卷渣问题可通过稳定控制塞棒动作、减少结晶器液位波动、减少拉速波动等方面进行改进。