簡介
材料是企業進行工業生產的物質基礎,是企業生產優質產品的最基本保障,是企業生產高質量產品的前提條件。
對材料進行測試,能夠為材料生產廠家提供研製和發展新材料、改進材料質量、發揮材料最大限度潛力(選用適當的
許用應力)、分析材料製件故障提供理性的科學支持。對材料使用廠家來說,材料測試能夠提供購買標準和依據。
試驗機
廣泛套用於機械、冶金、石油、化工、建材、建工、航空航天、造船、交通運輸、壓力容器等工業部門以及大專院校、科研院所的相關實驗室。對有效使用材料、改進工藝、提高產品質量、降低成本、保證產品安全可靠等都具有重要作用。
試驗種類
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。由於工程結構和機器零部件絕大部分是在受力的情況下工作的,機械性能是它們的主要性能,因而這類試驗套用最廣。
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:一是以各種化學反應作為基礎的經典化學分析方法;另一是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採用。後者的特點是分析速度快、靈敏度高,但試驗裝置通常較龐大複雜,價格昂貴,適用於大批量和成分較複雜的試樣分析工作(見
材料化學分析)。
④
腐蝕試驗 用化學、物理或機械方法測出材料在各種
介質中因化學或
電化學反應而引起表面局部的或均勻的損耗──腐蝕。這類試驗對長期處於侵蝕性環境中的裝置,如石油、化工、海洋鑽探設備等尤其重要。
⑤
磨損試驗 測定固體在受另一相互接觸的固體的摩擦,或受固態、
液態或氣態顆粒的碰撞時所引起的表面損耗──磨損。這類試驗尚無公認的統一標準。由於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,套用時須加注意。一般用
台架試驗和實物試驗更具有實際意義。
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於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,對於發展新材料也很重要。
試驗方式
材料的試驗方式有試驗室試樣試驗、實驗室台架試驗、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
台架試驗:將材料製成實際零件或模型,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:將材料製成一定規格的試樣,直接放在現場上進行考驗。這種方式在
腐蝕試驗中套用較多。
④ 實物運轉試驗:將材料製成零部件,裝在實際機器上進行實物運轉。
嚴格說來,台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。
試驗程式
試驗程式隨試驗目的、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
試樣製備:須注意取樣部位、取樣方向、試樣的尺寸和形狀等,並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,如誤差超過一定範圍,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,最後進行分析和詮釋。