在石油化工、能源等行業(yè),部分金屬設(shè)備需長期處于高溫高壓且含有腐蝕性介質(zhì)的環(huán)境中,極易發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂(SCC)現(xiàn)象。應(yīng)力腐蝕開裂檢測模擬這類極端工況,將金屬材料樣品置于高溫高壓反應(yīng)釜內(nèi),釜中充入特定腐蝕性介質(zhì),同時對樣品施加一定的拉伸應(yīng)力。通過電化學(xué)監(jiān)測、無損探傷以及定期解剖樣品觀察內(nèi)部裂紋等手段,密切跟蹤材料的腐蝕開裂情況。研究應(yīng)力水平、溫度、介質(zhì)濃度等因素對開裂時間和裂紋擴展速率的影響。例如在核電站的蒸汽發(fā)生器管道選材中,通過嚴(yán)格的應(yīng)力腐蝕開裂檢測,選用抗應(yīng)力腐蝕性能優(yōu)異的鎳基合金材料,有效避免管道因應(yīng)力腐蝕開裂而引發(fā)的泄漏事故,確保核電站的安全穩(wěn)定運行。金屬材料的微尺度拉伸試驗,檢測微小樣品力學(xué)性能,滿足微機電系統(tǒng)(MEMS)等領(lǐng)域材料評估需求。F55高溫拉伸試驗
在工業(yè)生產(chǎn)中,諸多金屬部件在相互摩擦的工況下運行,如發(fā)動機活塞與氣缸壁、機械傳動的齒輪等。摩擦磨損試驗機可模擬這些實際工況,通過精確設(shè)定載荷、轉(zhuǎn)速、摩擦?xí)r間以及潤滑條件等參數(shù),對金屬材料進行磨損測試。試驗過程中,實時監(jiān)測摩擦力的變化,利用高精度稱重設(shè)備測量磨損前后材料的質(zhì)量損失,還可借助顯微鏡觀察磨損表面的微觀形貌。通過這些檢測數(shù)據(jù),能深入分析不同金屬材料在特定摩擦條件下的磨損機制,是黏著磨損、磨粒磨損還是疲勞磨損等。這有助于篩選出高耐磨的金屬材料,并優(yōu)化材料的表面處理工藝,如鍍硬鉻、化學(xué)氣相沉積等,提升金屬部件的使用壽命,降低設(shè)備的維護成本,保障工業(yè)生產(chǎn)的高效穩(wěn)定運行。F53室溫拉伸試驗金屬材料的高溫抗氧化膜性能檢測,評估氧化膜的保護效果,增強材料的高溫抗氧化能力!
激光誘導(dǎo)擊穿光譜(LIBS)技術(shù)為金屬材料的元素分析提供了一種快速、便捷的現(xiàn)場檢測方法。該技術(shù)利用高能量激光脈沖聚焦在金屬材料表面,瞬間產(chǎn)生高溫高壓等離子體。等離子體中的原子和離子會發(fā)射出特征光譜,通過光譜儀采集和分析這些光譜,就能快速確定材料中的元素種類和含量。LIBS 技術(shù)無需復(fù)雜的樣品制備過程,可直接對金屬材料進行檢測,適用于各種形狀和尺寸的樣品。在金屬加工現(xiàn)場、廢舊金屬回收利用等場景中,LIBS 元素分析具有優(yōu)勢。例如在廢舊金屬回收過程中,通過 LIBS 快速檢測金屬廢料中的元素成分,可準(zhǔn)確評估廢料的價值,實現(xiàn)高效分類回收。在金屬冶煉過程中,實時監(jiān)測金屬材料中的元素含量,有助于及時調(diào)整冶煉工藝,保證產(chǎn)品質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率。
通過模擬實際工作中的溫度循環(huán)變化,對金屬材料進行反復(fù)的加熱和冷卻。在每一個溫度循環(huán)中,材料內(nèi)部會產(chǎn)生熱應(yīng)力,隨著循環(huán)次數(shù)的增加,微小的裂紋會逐漸萌生和擴展。檢測過程中,利用無損檢測技術(shù),如超聲波探傷、紅外熱成像等,實時監(jiān)測材料表面和內(nèi)部的裂紋情況。同時,測量材料的力學(xué)性能變化,如彈性模量、強度等。通過高溫?zé)崞跈z測,能準(zhǔn)確評估金屬材料在高溫交變環(huán)境下的抗疲勞能力,為材料的選擇和設(shè)計提供依據(jù)。合理選用抗熱疲勞性能強的金屬材料,并優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計,可有效提高設(shè)備在高溫交變環(huán)境下的可靠性,減少設(shè)備故障和停機時間,保障工業(yè)生產(chǎn)的連續(xù)性。金屬材料的殘余應(yīng)力檢測,分析應(yīng)力分布,預(yù)防材料變形與開裂。
在低溫環(huán)境下工作的金屬結(jié)構(gòu),如極地科考設(shè)備、低溫儲罐等,對金屬材料的低溫拉伸性能要求極高。低溫拉伸性能檢測通過將金屬材料樣品置于低溫試驗箱內(nèi),將溫度降至實際工作溫度,如 - 50℃甚至更低。利用高精度的拉伸試驗機,在低溫環(huán)境下對樣品施加拉力,記錄樣品在拉伸過程中的力 - 位移曲線,從而獲取屈服強度、抗拉強度、延伸率等關(guān)鍵力學(xué)性能指標(biāo)。低溫會使金屬材料的晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,導(dǎo)致其力學(xué)性能改變,如強度升高但韌性降低。通過低溫拉伸性能檢測,能夠篩選出在低溫環(huán)境下仍具有良好綜合力學(xué)性能的金屬材料,優(yōu)化材料成分和熱處理工藝,確保金屬結(jié)構(gòu)在低溫環(huán)境下安全可靠運行,防止因材料低溫性能不佳而發(fā)生脆性斷裂事故。金屬材料的織構(gòu)分析,利用 X 射線衍射技術(shù),研究晶體取向分布,提升材料加工性能。A216斷后伸長率試驗
金屬材料的氫脆敏感性檢測,防止氫導(dǎo)致材料脆化,避免嚴(yán)重安全隱患!F55高溫拉伸試驗
熱膨脹系數(shù)反映了金屬材料在溫度變化時尺寸的變化特性。熱膨脹系數(shù)檢測對于在溫度變化環(huán)境下工作的金屬材料和結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。檢測方法通常采用熱機械分析儀或光學(xué)干涉法等。熱機械分析儀通過測量材料在加熱或冷卻過程中的長度變化,計算出熱膨脹系數(shù)。光學(xué)干涉法則利用光的干涉原理,精確測量材料的尺寸變化。在航空發(fā)動機、汽車發(fā)動機等高溫部件的設(shè)計和制造中,需要精確掌握金屬材料的熱膨脹系數(shù)。因為在發(fā)動機運行過程中,部件會經(jīng)歷劇烈的溫度變化,如果材料的熱膨脹系數(shù)與其他部件不匹配,可能導(dǎo)致部件之間的配合精度下降,產(chǎn)生磨損、泄漏等問題。通過熱膨脹系數(shù)檢測,合理選擇和匹配材料,優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計,可有效提高發(fā)動機等高溫設(shè)備在溫度變化環(huán)境下的可靠性和使用壽命。F55高溫拉伸試驗