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金屬材料試驗簡述匯總

返回列表來源:天氏庫力 發布日期 2021-06-30 瀏覽:

材料試驗指的是對材料的質量及其在不同條件下的各種性能的檢測和評定,有時僅指材料機械性能試驗。材料試驗對工業生產和材料的基礎研究具有十分重要的意義。材料試驗的種類繁多,現代常用的有機械、物理、化學、腐蝕、磨損試驗和無損檢測以及工藝性能試驗等。
 
1、機械性能試驗
 
測量材料在力或能的作用下所表現的特性,如強度、剛度、塑性、韌性、硬度等。有時要求在某些特定環境,例如高溫、低溫、腐蝕等條件下進行試驗。由于工程結構和機械零件絕大部分是在受力的情況下工作,機械性能是他們的主要性能,因而這類試驗應用廣。
拉伸試驗曲線示意圖

                                 拉伸試驗曲線示意圖
(OB—彈性階段,BC—屈服階段,CD—強化階段,DE—頸縮階段)
扭轉曲線
                                                                                                   扭轉曲線
典型的金屬材料疲勞曲線
                                                                                 典型的金屬材料疲勞曲線

                                         應力、溫度不同的蠕變曲線變化圖
金屬材料試驗標準

2、物理性能試驗
 
利用材料的各種物理效應來檢測材料的一系列特性,包括化學組成和價態、表面形貌、晶體結構、顯微組織等,或確定一些物理性能參數,如比熱容、熱/電導率、膨脹系數等。這類試驗中的很大一部分能揭示材料的微觀特征,從而可與宏觀性能聯系起來,用于分析質量問題和失效事故,以及進行材料科學中的基礎性研究等。


                  Pb-Sn合金在直流電作用下的形核與生長(c=1.5A/mm2,d=1.8 A/mm2)
                                                       (設備:同步輻射XRD)

3、 化學分析
 
定性或定量地測定材料的化學組分和結構。所用方法主要有兩大類:以各種化學反應作為基礎的經典化學分析方法;利用各種元素的不同物理或物理-化學效應的儀器分析方法;前者靈活性較大,為很多標準分析方法所采用。后者的特點是分析速度快、靈敏度高,但試驗裝備通常較龐大復雜,價格昂貴,適用于大批量和成分較復雜的試樣分析工作。

4、腐蝕試驗
檢測金屬或其他材料因與環境發生相互作用而引起的化學或物理(或機械)-化學損傷過程的材料試驗。腐蝕試驗是掌握材料與環境所構成的腐蝕體系的特性,了解腐蝕機制,從而對腐蝕過程進行控制的重要手段。
 
                                                      鹽霧腐蝕試驗箱


5、磨損試驗
 
測定固體在受另一相互接觸的固體的摩擦,或受固體、液態或氣態顆粒的碰撞所引起的表面損耗——磨損。這類試驗尚無公認的統一標準,《GB/T 12444-2006 金屬材料 磨損試驗方法試環-試塊滑動磨損試驗》可供參考。由于很多因素如介質的腐蝕作用、零件的振動、磨粒的形狀和相對的運動速度等均會顯著地影響磨損率,實驗室的試驗結果常與實際情況有較大的出入,應用時須加注意。
 
磨損曲線
                                                     磨損曲線
 
磨粒磨損的影響因素
                                         磨粒磨損的影響因素
 
6、無損檢測
 
在保持被檢物完好的條件下利用各種物理效應查出被檢物表面或內部的缺陷,或測定其他組織、性能和其他物理量。不損害被檢物的使用性能是它有別于一般材料試驗的特點。這類試驗是保證產品質量和安全使用的重要手段。


7、工藝性能試驗
 
測定材料加工成半成品或成品所用的工藝過程(鑄造、鍛壓、焊接、金屬熱處理、切削加工等)的難易程度。這種試驗對判定材料能否投入正常生產有很大意義,對于發展新材料也很重要。
 
 
 
 
 
8、試驗方式
 
材料的試驗方式有試驗室試樣試驗、實驗室臺架試驗、現場掛片試驗和實物運轉試驗。 
① 試驗室試樣試驗:分為不對實際工況條件作特殊模擬的常規試驗;模擬實際工況中的主要條件(如溫度、介質、載荷譜等)的模擬試驗;強化某些工況條件的快速試驗。 
② 試驗室臺架試驗:將材料制成實際零件或模型,在試驗室內模擬一定的工況條件進行試驗。 
③ 現場掛片試驗:將材料制成一定規格的試樣,直接放在現場上進行考驗。這種方式在腐蝕試驗中應用較多。 
④ 實物運轉試驗:將材料制成零部件,裝在實際機器上進行實物運轉。嚴格說來,臺架試驗和實物運轉試驗因包含了結構和環境等因素,已不屬單純的材料試驗。但它們更能反映材料的使用效果,因而日益受到重視。 
 
9、試驗程序
 
試驗程序隨試驗目的、試驗種類和材料種類的不同而異。通常包括以下幾個主要步驟。 
① 試驗方式的確定:選擇試驗方式時應考慮各種方式的特點,尤其是準確度、精確度、靈敏度和測試速度等。 
② 抽樣:抽取試樣時應注意待檢物的均勻性、樣品的代表性和適宜的數量等。
③ 試樣制備:須注意取樣部位、取樣方向、試樣的尺寸和形狀等,并避免制樣時產生缺陷和污染。 
④ 試驗裝置的校準:試驗裝置須定期校準,如誤差超過一定范圍,必須加以檢修。 
⑤ 試驗:通常按標準所規定的步驟進行。帶有探索和研究性的試驗應視具體情況進行。 
⑥ 試驗結果的計算、分析和詮釋:對試驗結果進行適當的數學和圖解等處理,最后進行分析和詮釋。
 

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