2022年, 第58卷, 第3期　
刊出日期：2022-03-08

  

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  理化检验—物理分册. 2022, 58(3): 0-0.

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试验与研究
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  热处理温度对选择性激光熔化TC4钛合金板不同成形面组织和性能的影响

  王贞涛, 杨尚磊, 彭曾, 高紫豪

  理化检验—物理分册. 2022, 58(3): 1-5,48. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202203001

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  通过热处理试验、金相检验、扫描电镜观察、X射线衍射分析和硬度测试,分析了热处理温度对选择性激光熔化TC4钛合金板不同成形面的相组成、显微组织和硬度的影响。结果表明:随热处理温度由750℃升高至950℃,选择性激光熔化TC4钛合金板顶面和侧面的针状马氏体α'相不断减少;当热处理温度为850℃时,针状α'相完全转变为α+β相,当热处理温度(950℃)超过α相转变温度时,β相含量升高;钛合金板顶面基本没有柱状β相,形成了等轴状β相,其侧面仍存在柱状β相;钛合金板顶面和侧面的硬度随着温度的升高呈先减小后增大的趋势。
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  热处理工艺对16Mn钢锻件显微组织和力学性能的影响

  俄馨, 李岗, 史伟, 李志霞, 李金梅, 李雅新

  理化检验—物理分册. 2022, 58(3): 6-9. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202203002

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  采用热处理试验、拉伸试验、冲击试验、金相检验和断口分析等方法,分析了热处理工艺对16Mn钢锻件的显微组织和力学性能的影响。结果表明:在相同正火温度下,随着正火冷却速率的提高,16Mn钢锻件的抗拉强度、屈服强度和硬度均呈上升趋势,断后伸长率呈下降趋势,断面收缩率变化不明显,-20℃冲击吸收功均高于标准值(不小于41 J);在920℃正火条件下,16Mn钢锻件的综合力学性能最优;在相同正火温度下,采取水冷方式进行冷却后,16Mn钢锻件的综合力学性能优于其他两种冷却方式(喷淋、空冷)获得的锻件综合力学性能;在920℃正火+水冷条件下,16Mn钢锻件的综合力学性能最优,其组织为贝氏体+少量铁素体。
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  模拟焊后热处理温度对Q345R钢板焊接接头的焊接残余应力及力学性能的影响

  李岗, 齐文宽, 史伟, 赵锡龙, 俄馨, 苏亚宁, 梁小武

  理化检验—物理分册. 2022, 58(3): 10-13. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202203003

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  通过热处理试验、残余应力测试、拉伸试验、弯曲试验、硬度试验等方法,分析了模拟焊后热处理温度对Q345R钢板焊接接头的残余应力及力学性能的影响。结果表明:随模拟焊后热处理温度由400℃提高至620℃,Q345R钢板焊接接头的残余应力逐渐减小,经620℃热处理后,可基本消除其焊接残余应力;随着模拟焊后热处理温度的提高,Q345R钢板焊接接头的抗拉强度有所降低,不同区域的硬度有不同程度的降低,其中热影响区的硬度降低最明显,焊缝硬度次之,母材硬度基本不变。
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  拉伸试验参数对镀锡板屈服强度测试结果的影响

  蔡红梅, 苑小倩, 王伟, 郭宏伟

  理化检验—物理分册. 2022, 58(3): 14-17. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202203004

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  采用拉伸试验、硬度测试和扫描电镜观察,分析了取样方向、平行长度、烘烤温度和烘烤时间对MR T-3 BA和MR T-4 CA两种镀锡板的屈服强度、显微组织和硬度的影响。结果表明:取样方向对两种镀锡板的屈服强度测试结果影响较大,MR T-3 BA镀锡板在0°方向上的屈服强度高于90°和45°方向上的,MR T-4 CA镀锡板在90°方向上的屈服强度高于0°和45°方向上的;不同平行长度条件下,两种镀锡板的屈服强度测试结果没有明显变化;随烘烤温度的升高,MR T-3 BA镀锡板的屈服强度和硬度均呈上升趋势,晶粒变细,MR T-4 CA镀锡板的屈服强度略有减小,硬度和显微组织无明显变化;烘烤时间对两种镀锡板的屈服强度、硬度和显微组织影响不大。
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  化学成分对深水管道连接器A694 F65钢冲洗压力帽锻件力学性能的影响

  戚蒿, 周声结, 杨阳, 葛辉

  理化检验—物理分册. 2022, 58(3): 18-22. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202203005

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  针对某深水管道连接器A694 F65钢冲洗压力帽锻件,在满足标准要求的前提下,设计了两种不同化学成分即合金元素存在微量差异的锻材方案,采用相同的锻造和热处理工艺进行加工制造,对两种锻件产品进行力学性能测试和金相检验。结果表明:为保证可焊性,在考虑碳当量的同时,降低碳、锰含量,提高铬、镍和钼等合金元素含量,锻件的显微组织为所需的贝氏体+铁素体,非金属夹杂物含量较低,材料强度满足产品设计要求;锻件低温冲击韧度满足产品设计要求,在-46℃和-18℃温度下的冲击韧度测试结果差异较大,随着测试温度的升高,冲击韧度测试结果的稳定性提升。
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  卷取温度对冷轧DC01钢板显微组织与成形性能的影响

  艾兵权, 侯明山, 李兴华, 王玉慧, 逯志强, 赵光, 张靖雨

  理化检验—物理分册. 2022, 58(3): 23-25,57. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202203006

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  通过拉伸试验、金相检验和成形试验,分析了热轧卷取温度对冷轧DC01钢板显微组织和成形性能的影响。结果表明:随卷取温度由680℃升高至730℃,冷轧DC01钢板的屈服强度和抗拉强度均呈不同程度的下降趋势,下降幅度在20~30 MPa,断面收缩率A₈₀提升约2%,最高可达41.5,塑性应变比r提升约0.4,最高可达2.05,加工硬化指数n变化不大,冷轧DC01钢板的综合成形性能与罩式退火DC01钢板的相当;在730℃高温卷取条件下,DC01钢板的热轧组织和冷轧组织均为铁素体+少量珠光体,冷轧过程中再结晶阻力较小,有利于γ纤维织构的形成,使材料的塑性应变比r大幅提高,从而改善材料的冲压成形性能;在730℃高温卷取条件下,冷轧DC01钢板的相对锥杯值和胀形高度与罩式退火DC01钢板的相当,其冲杯高度达到了罩式退火DC01钢板的86%,综合成形性能良好。
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  基于激光闪射法测量某内燃机铝合金活塞的热物性参数

  张振威, 蒋锐, 赵洁, 李雨蕾, 朱宇瑾, 陈耘, 唐家耘

  理化检验—物理分册. 2022, 58(3): 26-28,36. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202203007

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  基于激光闪射法,采用闪射法导热仪测量了不同温度下某内燃机铝合金活塞的比热容、热扩散系数及导热系数。结果表明:随着温度的升高,该内燃机铝合金活塞的热扩散系数逐渐减小,比热容逐渐升高,导热系数在一定温度范围内呈逐渐增大的趋势。
试验技术与方法
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  一种萤石球团落下强度的测试方法

  高延强, 王博, 骆仁智, 祁巍, 赵留伟

  理化检验—物理分册. 2022, 58(3): 29-30,74. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202203008

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  介绍了一种萤石球团落下强度的测试方法,其原理是将一定量的萤石球团从规定高度处自由落下至规定厚度的钢板上,以粒度大于10 mm的萤石球团质量与原萤石球团质量的百分比表示落下强度。阐述了试验设备和样品处理方法,讨论了试验参数的选择依据。结果表明:通过该方法测得萤石球团的落下强度稳定且数据可靠。
无损检测
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  某Q345R钢制压力容器超声测厚异常原因

  马江, 王峰, 薛永盛, 李勇

  理化检验—物理分册. 2022, 58(3): 31-32,52. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202203009

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  在超声测厚过程中,某Q345R钢制压力容器在多处厚度存在异常,通过化学成分分析、力学性能试验和显微组织观察等方法,对压力容器厚度异常部位的内部缺陷进行分析。结果表明:压力容器厚度异常部位的锰含量偏高,导致其厚度中心位置出现大量MnS夹杂物和贝氏体、马氏体等异常过冷组织,在制造过程中,由于受到外力或热加工过程中温度应力作用,在过冷组织内部夹杂物位置处和过冷组织与铁素体界面处会产生应力集中,从而导致微裂纹形成。
质量控制与失效分析
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  骨传导蓝牙耳机镍钛合金后挂早期断裂原因

  郭青, 刘攀攀, 邓祖琪, 李超逸, 罗婷, 李晓玲

  理化检验—物理分册. 2022, 58(3): 33-36. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202203010

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  骨传导蓝牙耳机镍钛合金后挂在组装后出现发软现象,并在疲劳试验时发生早期断裂。采用宏观观察、化学成分分析、拉伸试验、金相检验、断口分析及能谱分析等方法,对该耳机后挂断裂的原因进行了分析。结果表明:耳机镍钛合金后挂的原材料在轧制过程中形成折叠缺陷,在随后的拉拔过程中折叠缺陷不断向材料内部延伸扩展,形成纵向裂纹,使材料承受外力的能力降低,导致耳机后挂在使用时出现发软现象,并在疲劳试验时发生早期断裂。
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  某镀锡钢板罩式退火后产生白色亮带的原因

  孟凡月, 夏明生, 齐建群, 张静, 王浩宇, 赵光, 艾兵权, 王小琼

  理化检验—物理分册. 2022, 58(3): 37-40. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202203011

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  某镀锡钢板在罩式退火后,钢板边部产生白色亮带。采用宏观观察、辉光光谱检测、表面粗糙度检测、金相检验、扫描电镜及能谱分析等方法,分析了镀锡钢板边部产生白色亮带的原因。结果表明:在罩式退火过程中,氢气中微量的氧元素与镀锡钢板中的锰、硅等活性元素发生选择性氧化形成氧化物,富集在钢板表面,最终在钢板边部形成了白色亮带区。
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  某余热发电锅炉低温过热器连接弯头开裂原因

  马芹征

  理化检验—物理分册. 2022, 58(3): 41-44. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202203012

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  某余热发电锅炉低温过热器连接弯头在运行三个月后发生开裂。采用宏观观察、化学成分分析、硬度测试、金相检验和能谱分析等方法,分析了连接弯头开裂的原因。结果表明:该连接弯头开裂的原因是在锅炉安装后的煮炉过程中,碱液进入过热器,并在连接弯头内表面焊缝处聚集、浓缩,在较高的温度及管道自重、汽水振动、热应力和结构应力的共同等多种应力作用下,连接弯头焊缝处发生碱脆开裂。
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  某核电站安全厂用水系统奥氏体不锈钢仪表管泄漏原因

  李鸿远, 张彦召, 张舟永, 刘洪群, 潘姚凡

  理化检验—物理分册. 2022, 58(3): 45-48. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202203013

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  某核电站安全厂用水系统奥氏体不锈钢仪表管焊缝处发生泄漏。采用宏观观察、化学成分分析、硬度测试、金相检验和扫描电镜分析,分析了该仪表管泄漏的原因。结果表明:该仪表管内壁焊接热影响区形成严重的回火色,即贫铬氧化层,在海水中氯离子的作用下,管道内壁形成点蚀坑,点蚀坑不断扩展,最终贯穿整个管壁,导致仪表管泄漏。
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  热轧钢板高频直缝电阻焊接制管开裂原因

  海超, 郭晓静

  理化检验—物理分册. 2022, 58(3): 49-52. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202203014

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  某公司使用热轧钢板生产高频直缝电阻焊管,焊管端部在切削后发生开裂。采用宏观观察、化学成分分析、金相检验及断口分析等方法,分析了焊管开裂的原因。结果表明:在焊接过程中,焊接电流过大引起输入功率过高,造成焊缝温度过高,在焊缝处形成粗大的魏氏组织和大量孔洞,从而导致焊管发生开裂。
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  某油田单井油气集输柔性复合管泄漏原因

  宋成立, 郭继银, 朱文文, 成少兵, 张炳余

  理化检验—物理分册. 2022, 58(3): 53-57. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202203015

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  西部某油田单井油气集输柔性复合管在服役21个月后发生泄漏。采用宏观观察、几何尺寸测量、红外光谱分析、维卡软化温度检测、硬度测试、拉伸性能测试、密度测试和纵向回缩率测试等方法,分析了该管道泄漏的原因。结果表明:该柔性复合管的运行温度远高于设计温度和内衬层的维卡软化温度,在长期运行过程中,油气介质渗入内衬层和增强层内部,导致管道的承压能力显著下降,管道底部壁厚最薄处首先发生开裂,在内压作用下,管道逐层发生塑性变形,导致管道撕裂,从而发生泄漏。
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  某风电机组行星齿轮断齿原因

  谢文婷, 祁红璋, 任蓓蕾, 龚凯, 袁象恺

  理化检验—物理分册. 2022, 58(3): 58-62. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202203016

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  某风电机组行星齿轮在运行约2 a后发生断齿。采用化学成分分析、宏观观察、断口分析、金相检验、扫描电镜及能谱分析等方法,分析了该齿轮断齿的原因。结果表明:该行星齿轮原材料中存在大量聚集的夹杂物,在齿轮服役过程中,夹杂物附近易产生应力集中,从而在该处萌生裂纹,齿轮表面烧伤加速裂纹扩展,最终导致齿轮发生疲劳断裂。
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  某200 MW燃煤电厂锅炉水冷壁管泄漏原因

  赵林松, 马芹征, 赵朋飞, 刘献良

  理化检验—物理分册. 2022, 58(3): 63-65,69. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202203017

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  某200 MW燃煤电厂锅炉水冷壁管在A级检修水压试验过程中发生泄漏。采用宏观观察、拉伸试验、金相检验、扫描电镜及能谱分析等方法,分析了该水冷壁管泄漏的原因。结果表明:因锅炉水质较差、停炉保护不到位、管子传热不良等原因,使富含氧化铁及氧化铜的水渣在锅炉水冷壁管向火面内壁产生沉积,形成垢下氢腐蚀,造成管子强度降低,最终导致管子泄漏。
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  TC4钛合金高锁螺栓发生异常双剪断裂原因

  许永春, 周杰, 沈鹏, 孙晓军, 张钦莹, 朱鹏飞

  理化检验—物理分册. 2022, 58(3): 66-69. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202203018

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  某TC4钛合金高锁螺栓在双剪试验过程中发生异常断裂。采用宏观观察、显微组织观察、断口分析和双剪试验,分析了该高锁螺栓发生异常双剪断裂的原因。结果表明:在该高锁螺栓的热处理过程中,其在真空炉中未被及时取出,使螺栓在炉中长时间保温,形成较厚的表面污染层和显微裂纹;通过分析高锁螺栓的加工工艺可知,在热处理后的精车工序中,加工余量较小,导致螺栓表面污染层未被完全去除,在双剪试验过程中受弯矩作用,显微裂纹沿着脆而硬的表面污染层快速扩展,直至螺栓断裂。
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  Q355B钢板拉伸断口分层原因及改善措施

  祁敏翔, 仲阳阳, 李振兴, 宋继强, 王博

  理化检验—物理分册. 2022, 58(3): 70-74. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202203019

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  采用宏观观察、化学成分分析、拉伸试验、热酸蚀检验、金相检验、扫描电镜及能谱分析等方法,分析了Q355B钢板拉伸断口出现分层的原因。结果表明:Q355B钢板拉伸断口出现分层的主要原因是连铸坯厚度中心处存在缩孔、疏松、偏析和夹杂物缺陷,导致钢板产生中心裂纹,在拉伸试验过程中,裂纹处产生应力集中,随着变形量的不断增加,裂纹不断扩展,最终出现断口分层现象;在适当调整连铸坯浇注及钢板轧制工艺参数(如过热度、二次冷却速率、拉坯速率、道次压下率和轧制温度等)后,采用电磁搅拌和轻压下技术,以及轧后缓冷等措施,Q355B钢板拉伸断口不合格率由6.82%降低至0.84%,并稳定在1%以下。
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  某热镀纯锌卷大锌花和发亮缺陷产生原因及改善措施

  梁燕燕, 刘少先, 杨冬冬

  理化检验—物理分册. 2022, 58(3): 75-78. https://doi.org/10.11973/lhjy-wl202203020

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  某热镀纯锌卷表面产生了大锌花和发亮缺陷。采用化学成分分析、显微组织观察、辉光光谱测试、表面粗糙度测量和扫描电镜分析等方法,对有缺陷和正常的热镀纯锌卷进行了对比,并分析了该类缺陷产生的原因。结果表明:热镀纯锌卷表面发亮的主要原因是其表面形成了镜面状锌花,该类锌花反射率高,视觉上较波纹状锌花更亮。热镀锌板表面产生大锌花缺陷的主要原因是基板粗糙度过低,导致形核点较少,锌液在基板表面的形核为非均匀形核,在锌液结晶过程中形核率与晶粒长大速率的比值较小,从而得到较大的锌晶粒,宏观上呈现出大锌花缺陷。