金属破坏性试验.wps

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1、金属破坏性试验破坏性试验金属的性能对于金属或是焊缝是至关重要的，所以有必要测定其精确的值。现在设计师要得到每个性能的数值，然后他/她就能够有效地选用所材料来设计结构。有许多种试验来测定金属的各种机械和化学特性。这些试验当中，有些可以提供不只一个特性的数值， 而大部分试验是为金属的某一个特定性能来确定数值的。 因此，可能需要进行几个不同的试验以确定所有需要的性能。焊接检验师了解这些试验是非常重要的。检验师应该知道什么时候应该试验，将要提供什么样的结果，如果试验结果与技术要求不符该如何决定。 如果焊接检验师了解试验中的某些方法，这将很有帮助，哪怕他没有直接参与试验。试验方法通常分为二组，破坏性或非

2、破坏性。破坏性试验中，材料或部件试验后就没有用了。 这些试验常常用来确定当材料被加载至失效时的行为。 非破坏性试验不会对元件以后的使用产生影响，并且将在第10 单元讨论。本单元没有提到有关用于确定母材或焊接金属性能的特殊破坏性试验。大的方面来说，这并不代表在试验的方法上有很大的变化。有很多不同的场合下要测试母材或焊缝的性能，但试验的机理没有变化，或即有也非常小疲劳试验疲劳试验我们讨论的最后一种机械试验就是疲劳试验。 用来确定金属的疲劳强度。 疲劳载荷是一种循环载荷。 疲劳试验能帮助设计师确定循环载荷状态下金属抗疲劳性能。一般情况下，我们都会做一系列的疲劳试验直至金属到疲劳极限时结束。用各种应力

3、进行试验直到发现金属表现为无限的疲劳寿命时的最大应力。由于疲劳极限受到表面加工和构造的严重影响，试验试样的预备显得尤为重要。 微小的瑕疵都可能引起试验结果的重大变化。所以，在这一步如果不小心，所有的最终结果可能无效。疲劳试验可以用不同的方法进行。 用哪种试验方法取决于载荷的类型。载荷可以是平面载荷，旋转弯曲，力矩，轴向拉伸，轴向压缩，或几种的结合。当载荷沿轴向或纵向，载荷应该是循环拉伸和压缩。焊接检验员必须知道有关金属疲劳方面的知识，但涉及金属疲劳试验较少。测试化学性能的破坏性试验测试化学性能的破坏性试验前面所讨论的试验讲的都是金属的机械性能。 金属的化学性能同样很重要。事实上，金属的化学成份

4、和热处理很大程度上决定了该金属的机械性能。 所以通常需要确定金属的化学成分。 三种常用的方法，光谱测定，燃烧，湿化学分析。焊接检验员极少需要实际去做化学分析。 但需要协助取样，或根据分析结果判断金属是否符合某种特别的要求。有关金属化学分析更多的信息，参见 ASTM 的有关说明。钢的特殊说明见ASTM A 751，标准方法，惯例，有关钢产品的化学分析定义。在现场，金属分析可以用X射线荧光技术。 尽管这项技术在元素分析上有局限，它在避免材料混合和区分合金类型上很有帮助如果只需要区分材料，可使用某些试验工具非常有用，它们根据材料的磁化性能和对试剂定性颜色的变化来判断材料。如果现场需要更精确的分析，可

5、用便携式光谱仪。另一组化学试验为腐蚀试验。 它们专门用来确定金属或复合金属的抗腐蚀能力。 由于金属腐蚀每年都造成上亿美元的损失。 今年的损失估计为 1200 亿美元。 设计师十分关心在特定的腐蚀环境下金属的状态。试验要确定抗腐蚀程度，所以所模拟的状态越接近于金属实际服役的情况越好。腐蚀试验中必须考虑化学成分，腐蚀环境，温度，水分，含氧量或其他金属，以及应力。忽略了任何一项，都可能导致试验无效。金相试验金相试验另一种掌握金属或焊缝特性的方法是金相试验。 这些试验主要包括去除一部分金属或焊缝然后进行精细抛光。试样准备好了后就可以通过肉眼或放大进行评估。金相试验分成宏观（肉眼）和微观（显微镜）两种。

6、 依放大倍数不同而不同。 宏观的一般放大10x 或更低。 微观试验，放大倍数10x，通常 100x 或更高。宏观试样中可以观察到很多不同的特征。 宏观试样焊缝截面可以判断熔合深度，焊透深度，有效焊喉，焊缝的致密性，熔合度焊缝不连续，焊缝形状，焊道数等等。宏观试样所拍的照片称为宏观照片。典型的宏观照片如图 6.40。微观试样同样可以判断各种特征。 包括金相组织，有无夹渣和微观缺陷，裂纹的性质等等。同样，微观试样的照片称为显微照相。图 6.41 显示了一些典型的该类照片。这两种金相试验对于失效分析，焊接工艺和焊工评定，工艺控制都很有帮助。这两种类型试样的准备也是不同的。宏观试样只要用 80 号粗砂打磨，然而微观试样需要用 600 号细砂精磨并镜面抛光。两种试样都需要浸蚀以显出金属结构。用试剂腐蚀以去除表层，露出底下的晶粒结构。通过这两种试样能收集到大量的关于金属性能的信息。金相试验对于焊接检验师和工程师都是很重要的工具。总结总结本单元介绍了大量的关于破坏性试验方法，供焊接检验师判定各种材料的性能。 虽然焊接检验师可能不会负责实际试验的操作，但懂得哪些试验可以提供什么信息以作为检测工具。 虽然大多数该类试验都非常直观，但光用眼睛也是不行的。 因此，检验师员要在专业人员的带领下进行这些操作。