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(shí)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(shí)間和裂紋擴(kuò)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(yùn)行。拉伸試驗(yàn)檢測金屬材料強(qiáng)度,觀察受力變形,獲取屈服強(qiáng)度等關(guān)鍵數(shù)據(jù),意義重大!WCB橫向抗拉試驗(yàn)
熱模擬試驗(yàn)機(jī)可模擬金屬材料在熱加工過程中的各種工藝條件,如鍛造、軋制、擠壓等。通過精確控制加熱速率、變形溫度、應(yīng)變速率和變形量等參數(shù),對金屬樣品進(jìn)行熱加工模擬試驗(yàn)。在試驗(yàn)過程中,實(shí)時(shí)監(jiān)測材料的應(yīng)力 - 應(yīng)變曲線、微觀組織演變以及力學(xué)性能變化。例如在鋼鐵材料的熱加工工藝開發(fā)中,利用熱模擬試驗(yàn)機(jī)研究不同熱加工參數(shù)對鋼材的奧氏體晶粒長大、再結(jié)晶行為以及產(chǎn)品力學(xué)性能的影響,優(yōu)化熱加工工藝,提高鋼材的質(zhì)量和性能,減少加工缺陷,降低生產(chǎn)成本,為鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)提供技術(shù)支持。WCB室溫拉伸試驗(yàn)金屬材料的壓縮試驗(yàn),施加壓力檢測其抗壓能力,為承受重壓的結(jié)構(gòu)件選材提供依據(jù)。
鹽霧環(huán)境對金屬材料的腐蝕性極強(qiáng),尤其是在沿海地區(qū)的工業(yè)設(shè)施、船舶以及海洋平臺等場景中。腐蝕電位檢測通過模擬海洋工況,將金屬材料置于鹽霧試驗(yàn)箱內(nèi),箱內(nèi)持續(xù)噴出含有一定濃度氯化鈉的鹽霧,高度模擬海洋大氣環(huán)境。在這種環(huán)境下,利用電化學(xué)測試設(shè)備測量金屬材料的腐蝕電位。腐蝕電位反映了金屬在該環(huán)境下發(fā)生腐蝕反應(yīng)的難易程度。電位越低,金屬越容易失去電子發(fā)生腐蝕。通過對不同金屬材料或同一材料經(jīng)過不同表面處理后的腐蝕電位檢測,能直觀地評估其耐腐蝕性能。例如在船舶制造中,選擇腐蝕電位較高、耐腐蝕性能強(qiáng)的金屬材料用于船體結(jié)構(gòu),可有效延長船舶在海洋環(huán)境中的服役壽命,減少因腐蝕導(dǎo)致的維修成本與安全隱患,保障船舶航行的安全性與穩(wěn)定性。
在一些新興的能源轉(zhuǎn)換和存儲系統(tǒng)中,如液態(tài)金屬電池、液態(tài)金屬冷卻的核反應(yīng)堆等,金屬材料與液態(tài)金屬密切接觸,面臨獨(dú)特的腐蝕問題。腐蝕電化學(xué)檢測通過構(gòu)建電化學(xué)測試體系,將金屬材料作為工作電極,置于模擬的液態(tài)金屬環(huán)境中。利用電化學(xué)工作站測量開路電位、極化曲線、交流阻抗譜等電化學(xué)參數(shù)。通過分析這些參數(shù),研究金屬在液態(tài)金屬中的腐蝕熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)過程,確定腐蝕反應(yīng)的機(jī)理和腐蝕速率。根據(jù)檢測結(jié)果,選擇合適的防護(hù)措施,如添加緩蝕劑、采用耐腐蝕涂層等,提高金屬材料在液態(tài)金屬環(huán)境中的使用壽命,保障相關(guān)能源系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。金屬材料的微尺度拉伸試驗(yàn),檢測微小樣品力學(xué)性能,滿足微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)等領(lǐng)域材料評估需求。
熱重分析(TGA)在金屬材料的高溫腐蝕研究中具有重要作用。將金屬材料樣品置于熱重分析儀中,在高溫環(huán)境下通入含有腐蝕性介質(zhì)的氣體,如氧氣、二氧化硫等。隨著腐蝕反應(yīng)的進(jìn)行,樣品的質(zhì)量會發(fā)生變化,熱重分析儀實(shí)時(shí)記錄質(zhì)量隨時(shí)間和溫度的變化曲線。通過分析曲線的斜率和拐點(diǎn),可確定腐蝕反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)參數(shù),如腐蝕速率、反應(yīng)活化能等。同時(shí),結(jié)合 X 射線衍射、掃描電鏡等技術(shù)對腐蝕產(chǎn)物進(jìn)行分析,深入了解金屬材料在高溫腐蝕過程中的反應(yīng)機(jī)制。在高溫爐窯、垃圾焚燒爐等設(shè)備的金屬部件選材中,熱重分析為評估材料的高溫耐腐蝕性能提供了量化數(shù)據(jù),指導(dǎo)材料的選擇和防護(hù)措施的制定,延長設(shè)備的使用壽命。金屬材料的表面粗糙度檢測,測量表面微觀起伏,影響材料的摩擦、密封等性能。碳鋼成分分析試驗(yàn)
金屬材料的切削性能檢測,模擬切削加工,評估材料加工的難易程度,優(yōu)化加工工藝。WCB橫向抗拉試驗(yàn)
在工業(yè)生產(chǎn)中,諸多金屬部件在相互摩擦的工況下運(yùn)行,如發(fā)動(dòng)機(jī)活塞與氣缸壁、機(jī)械傳動(dòng)的齒輪等。摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)可模擬這些實(shí)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(jìn)行磨損測試。試驗(yàn)過程中,實(shí)時(shí)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(jī)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(hù)成本,保障工業(yè)生產(chǎn)的高效穩(wěn)定運(yùn)行。WCB橫向抗拉試驗(yàn)