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(guò)精確設(shè)定載荷、轉(zhuǎn)速、摩擦?xí)r間以及潤(rùn)滑條件等參數(shù),對(duì)金屬材料進(jìn)行磨損測(cè)試。試驗(yàn)過(guò)程中,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)摩擦力的變化,利用高精度稱(chēng)重設(shè)備測(cè)量磨損前后材料的質(zhì)量損失,還可借助顯微鏡觀(guān)察磨損表面的微觀(guān)形貌。通過(guò)這些檢測(cè)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。金屬材料的微尺度拉伸試驗(yàn),檢測(cè)微小樣品力學(xué)性能,滿(mǎn)足微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)等領(lǐng)域材料評(píng)估需求。F6a斷后伸長(zhǎng)率試驗(yàn)
同步輻射 X 射線(xiàn)衍射(SR-XRD)憑借其高亮度、高準(zhǔn)直性和寬波段等獨(dú)特優(yōu)勢(shì),為金屬材料微觀(guān)結(jié)構(gòu)研究提供了強(qiáng)大的手段。在研究金屬材料的相變過(guò)程、晶體取向分布以及微觀(guān)應(yīng)力狀態(tài)等方面,SR-XRD 具有極高的分辨率和靈敏度。例如在形狀記憶合金的研究中,利用 SR-XRD 實(shí)時(shí)觀(guān)察合金在加熱和冷卻過(guò)程中的晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,深入了解其形狀記憶效應(yīng)的微觀(guān)機(jī)制。在金屬材料的塑性變形研究中,通過(guò) SR-XRD 分析晶體取向的變化和微觀(guān)應(yīng)力的分布,為優(yōu)化材料的加工工藝提供理論依據(jù),推動(dòng)高性能金屬材料的研發(fā)和應(yīng)用。F51高溫拉伸試驗(yàn)金屬材料的彎曲試驗(yàn),測(cè)試彎曲性能,確定材料可加工性怎么樣。
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(chǔ)罐等,對(duì)金屬材料的低溫拉伸性能要求極高。低溫拉伸性能檢測(cè)通過(guò)將金屬材料樣品置于低溫試驗(yàn)箱內(nèi),將溫度降至實(shí)際工作溫度,如 - 50℃甚至更低。利用高精度的拉伸試驗(yàn)機(jī),在低溫環(huán)境下對(duì)樣品施加拉力,記錄樣品在拉伸過(guò)程中的力 - 位移曲線(xiàn),從而獲取屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率等關(guān)鍵力學(xué)性能指標(biāo)。低溫會(huì)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(qiáng)度升高但韌性降低。通過(guò)低溫拉伸性能檢測(cè),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(yùn)行,防止因材料低溫性能不佳而發(fā)生脆性斷裂事故。
掃描開(kāi)爾文探針力顯微鏡(SKPFM)可用于檢測(cè)金屬材料的表面電位分布,這對(duì)于研究材料的腐蝕傾向、表面電荷分布以及涂層完整性等具有重要意義。通過(guò)將一個(gè)微小的探針在金屬材料表面上方掃描,利用探針與表面之間的靜電相互作用,測(cè)量表面電位的變化。在金屬材料的腐蝕防護(hù)研究中,SKPFM 能夠檢測(cè)出表面不同區(qū)域的電位差異,從而判斷材料表面是否存在腐蝕活性點(diǎn),評(píng)估涂層對(duì)金屬基體的防護(hù)效果。例如在海洋工程中,對(duì)于長(zhǎng)期浸泡在海水中的金屬結(jié)構(gòu),利用 SKPFM 監(jiān)測(cè)表面電位變化,可及時(shí)發(fā)現(xiàn)涂層破損或腐蝕隱患,采取相應(yīng)的防護(hù)措施,延長(zhǎng)金屬結(jié)構(gòu)的使用壽命。金屬材料的低溫沖擊韌性檢測(cè),在低溫環(huán)境下測(cè)試材料抗沖擊能力,滿(mǎn)足寒冷地區(qū)應(yīng)用。
在高溫環(huán)境下工作的金屬材料,如鍋爐管道、加熱爐構(gòu)件等,表面會(huì)形成一層氧化皮。高溫抗氧化皮性能檢測(cè)旨在評(píng)估氧化皮的保護(hù)效果和穩(wěn)定性。檢測(cè)時(shí),將金屬材料樣品置于高溫爐內(nèi),模擬實(shí)際工作溫度,持續(xù)加熱一定時(shí)間,使表面形成氧化皮。然后,通過(guò)掃描電鏡觀(guān)察氧化皮的微觀(guān)結(jié)構(gòu),分析其致密度、厚度均勻性以及與基體的結(jié)合力。利用 X 射線(xiàn)衍射分析氧化皮的物相組成。良好的氧化皮應(yīng)具有致密的結(jié)構(gòu)、均勻的厚度和高的與基體結(jié)合力,能有效阻止氧氣進(jìn)一步向金屬內(nèi)部擴(kuò)散,提高金屬材料的高溫抗氧化性能。通過(guò)高溫抗氧化皮性能檢測(cè),選擇合適的金屬材料并優(yōu)化表面處理工藝,如涂層防護(hù)等,可延長(zhǎng)高溫設(shè)備的使用壽命,降低能源消耗。金屬材料的織構(gòu)分析,利用 X 射線(xiàn)衍射技術(shù),研究晶體取向分布,提升材料加工性能。CF3點(diǎn)蝕程度評(píng)定
金屬材料的摩擦系數(shù)檢測(cè),模擬實(shí)際摩擦工況,確定材料在不同接觸狀態(tài)下的摩擦特性?F6a斷后伸長(zhǎng)率試驗(yàn)
隨著金屬材料表面處理技術(shù)的發(fā)展,如滲碳、氮化、鍍硬鉻等,材料表面形成了具有硬度梯度的功能層。納米壓痕硬度梯度檢測(cè)利用納米壓痕儀,以微小的步長(zhǎng)從材料表面向內(nèi)部進(jìn)行壓痕測(cè)試,精確測(cè)量不同深度處的硬度值,從而繪制出硬度梯度曲線(xiàn)。在機(jī)械加工領(lǐng)域,對(duì)于齒輪、軸類(lèi)等零部件,表面硬度梯度對(duì)其耐磨性、疲勞壽命等性能有影響。通過(guò)納米壓痕硬度梯度檢測(cè),能夠優(yōu)化表面處理工藝參數(shù),確保硬度梯度分布符合設(shè)計(jì)要求,提高零部件的表面性能和整體使用壽命,降低設(shè)備的維護(hù)和更換成本,提升機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。F6a斷后伸長(zhǎng)率試驗(yàn)