10金属的氧化与腐蚀
10.1氧化
10.1.1
氧化oxidization
工件表面的金属原子与介质中的氧、二氧化碳和水蒸气等发生化学反应而生成氧化物的现象。
10.1.2
高温氧化hightemperatureoxidization
在高温下,金属与空气中的氧发生化学反应而生成氧化物的过程。
10.1.3
内氧化internaloxidation
工件加热时,介质中的氧沿工件表层的晶界向内扩散,发生晶界合金元素氧化的过程。
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10.1.4
抗氧化性oxidationresistance
金属材料在室温或高温下抵抗氧化的能力。可采用失重法或增重法测定,以试样在氧化过程中,
在一定时间内金属的重量变化或厚度变化量来表示。钢的抗氧化性一般分为5级。
10.1.5
表面氧化层厚度thicknessofoxidelayer
在被观察的时间间隔内金属表面生成的氧化层(腐蚀产物的薄膜)的平均厚度。
10.2腐蚀
10.2.1
化学性能chemicalproperties
金属材料在室温或高温条件下,抵抗各种腐蚀介质对其进行化学侵蚀的能力,主要为耐腐蚀性和抗氧化性。
10.2.2
耐腐蚀性corrosionresistence
金属材料抵抗介质直接腐蚀作用的能力。
10.2.3
化学腐蚀chemicalcorrosion
金属与周围介质直接起化学作用而产生的腐蚀。其特点是腐蚀过程不产生电流,且腐蚀产物沉积在金属表面上。它包括气体腐蚀和金属在非电解质中的腐蚀两种形式。
10.2.4
电化学腐蚀electrochemicalcorrosion
金属与酸、碱、盐等电解质溶液接触时发生作用而引起的腐蚀。其特点是腐蚀过程中有电流产生,腐蚀产物不覆盖在作为阳极的金属表面上,而是在距离阳极金属的一定距离处。
10.2.5
均匀腐蚀uniformcorrosion
在金属材料的整个暴露表面或大面积上均匀地发生化学或电化学反应,金属宏观变薄的现象,被称为均匀腐蚀。又叫一般腐蚀或连续腐蚀。
10.2.6
局部腐蚀localcorrosion
与环境接触的金属表面局限于某些区域发生的腐蚀。按腐蚀形态可分为点腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、电偶腐蚀、选择性腐蚀、应力腐蚀等。
10.2.7
点腐蚀pointcorrosion
金属的大部分表面不发生腐蚀或腐蚀很轻微,而局部被腐蚀成为一些小而深的点孔的腐蚀现象,
又称为孔蚀。它常在静止的介质中发生,且通常沿重力方向发展,其危害较大。
10.2.8
缝隙腐蚀corrosionataseam
当构件具有缝隙或覆盖沉积物表面暴露在腐蚀介质中时,在缝隙局部范围内发生的腐蚀。如金属铆接处、螺栓连接处和金属表面沉积物下面的腐蚀等。
10.2.9
电偶腐蚀galvaniccorrosion
当两种不同金属或合金在介质中相偶接时,由于腐蚀电池的作用,电位较负的金属腐蚀速度加大,而电位较正的金属受到了保护。这种腐蚀被称为电偶腐蚀,又称接触腐蚀或异种金属腐蚀。
10.2.10
晶间腐蚀intergranularcorrosion
金属材料在某些腐蚀介质(如NaOH)中,沿着或紧靠金属晶粒边界发生腐蚀的现象。发生晶间
腐蚀后,金属的外形尺寸几乎不变,大多数仍能保持金属光泽,但金属的强度和延性显著下降,其危害很大。
10.2.11
选择性腐蚀selectivecorrosion
合金中某些组成元素或某组织在腐蚀过程中不按其在合金中所占比例进行反应所发生的合金腐
蚀。有色金属合金、铸铁及不锈钢等均可能发生选择性腐蚀。
10.2.12
热腐蚀hotattack
金属或它的氧化物与含有微量硫及其他一些杂质的烟气、燃气相接触,在其表面形成一层溶盐灰分的膜,在氧化气氛中引起金属的加速氧化,称为金属的热腐蚀。
10.2.13
氢脆hydrogenembrittlement
由于氢的存在使材料产生不可逆损伤、塑性下降,以及低应力下的滞后断裂,总称为氢脆,也称为氢损伤。
10.2.14
应力腐蚀stresscorrosion
金属在持久拉应力(包括外加载荷、热应力及冷加工、热加工或焊接后的残余应力等)和特定的
腐蚀介质联合作用下出现的腐蚀现象。由应力腐蚀导致构件的脆性断裂称为应力腐蚀断裂。
10.2.15
大气腐蚀atmosphericcorrosion
在大气环境下,通过金属表面液膜的扩散发生氧化极化的电化学腐蚀为大气腐蚀。按金属表面电解液膜层的存在和状态不同可分为干大气腐蚀、潮大气腐蚀和湿大气腐蚀三类。
10.2.16
水介质中腐蚀corrosioninaqueousenvironment
金属材料在水介质中发生的腐蚀,属电化学腐蚀,通常受阴极过程控制。
10.2.17
苛性脆化causticembrittlement
锅炉用金属,由于局部区域出现碱性介质(如氢氧化钠溶液)的浓缩,使之在拉应力区产生沿晶-穿晶型腐蚀裂纹的现象,但金属组织并未发生变化。苛性脆化也称为碱致脆化。
10.2.18
冲蚀erosion-corrosion
由冲刷和腐蚀联合作用产生的材料破坏过程。即在腐蚀流体高速作用下,金属以溶解的离子状态脱离表面或生成固态腐蚀产物,然后受机械冲刷而脱离金属表面的过程。
10.2.19
腐蚀速率corrosionrate
指将试样置于试验介质中,经一定时间后,通过测量其质量变化可求得材料的全面腐蚀(即均匀
腐蚀)速度。可以用单位时间、单位面积上的质量损失来表示,也可以用年腐蚀深度来表示。
10.2.20
空化腐蚀cavitationcorrosion
由腐蚀和气泡联合作用而产生的材料破坏过程,又叫空泡腐蚀。由于气泡在压强高的区域破裂时产生很大的冲击压强,使气泡破裂处的金属表面膜破坏,发生塑性变形或使金属脆性开裂。
10.2.21
脱锌dezincification
凝汽器铜管在使用过程中,接触冷却水的内壁,锌优先被腐蚀溶于水中,使铜管表面遗留下海棉状纯铜的过程。可分为均匀层状脱锌、点状脱锌和晶界脱锌三种。
11金属检验与分析技术
11.1金相检验与化学分析
11.1.1
金相检验metallographicexamination
泛指对金属的宏观组织和微观组织进行的检验。检验方法见GB/T13298。
11.1.2
光学金相显微分析opticalmicroscopicstructureinspectio
用光学显微镜观察、鉴别和分析金属的显微组织及显微缺陷的方法。显微组织包括相的组成、数量、形态、大小和分布。显微缺陷包括各种非金属夹杂物、裂纹、显微孔洞、珠光体球化程度、石墨化程度、脱碳、过烧、过热等。
11.1.3
金相复型技术metallurgicreplica
将预制的复型材料与经过研磨、抛光和浸蚀并显示出显微组织的金属表面贴合的方法取得部件金属组织形貌的复型(负面)的技术。复型材料有有机玻璃和醋酸纤维纸(AC纸)等。检验方法见DL/T
652。
11.1.4
定量金相技术quantitativemetallographytechnique
在金相分析中对显微组织的特征参数作几何学的定量测定与分析的技术。
11.1.5
金属电子显微技术electronmicroscopicaltechniqueofmetal
利用电子光学显微仪器研究金属的方法。常用的仪器有透射电子显微镜、扫描电子显微镜和扫描透射电子显微镜等。
11.1.6
透射电子显微术transmissionelectronmicroscopy
在透射电子显微镜中,利用高能电子束通过试样时产生的各种信息,研究试样物质微观结构的分析技术。
11.1.7
扫描电子显微术scanningelectronmicroscopy
以能量为1keV~30keV的电子束作为微束激发源(又称为一次束),以光栅状扫描方式照射到被
分析试样的表面上,分析入射电子和试样表面物质的相互作用所产生的各种信息,从而研究试样表面微区形貌、成分和结晶学性质的技术。主要设备为扫描电镜。
11.1.8
俄歇电子能谱Augerelectronspectroscopy
利用俄歇电子能谱仪,将聚集的数千电子伏一次电子束碰撞试样表面的原子,使原子的内层电子电离而留下空位,如果一个电子填充初态空位时另一电子脱离原子发射出去,则发射的电子就是俄歇电子。探测俄歇电子的数量和能量,从而确定样品表面元素种类的技术。
11.1.9
电子微探针分析electronmicroprobeanalysis
利用入射电子轰击试样表面产生的特征X射线,非破坏性地分析固体表面微区域(约1μm)内化
学组成的方法。主要设备为电子探针仪。
11.1.10
金属化学成分分析chemicalcompositionanalysisofmetal
查明金属材料化学成分的试验方法。鉴定金属由哪些元素所组成的试验方法为定性分析,测定各组分间量的关系的试验方法为定量分析。
11.1.11
金属碳化物分析carbideanalysis
对钢中碳化物相的组成、数量、结构、形态、大小、分布状态及合金元素在相间的分布进行分析的试验方法,属于相分析方法。分析方法见DL/T818。
11.1.12
合金相分析alloyphasesanalysis
对合金中合金相的数量、结构、组成、大小、形态、分布及合金元素在相间的分配进行分析的试验方法。
11.1.13
X射线衍射技术X-raydiffractiontechniques
用X射线照射晶体产生衍射从而测定晶体结构的技术。在电力工业中,主要用于金属碳化物、腐蚀产物、水中沉淀物、水垢及灰粉的物相分析和金属残余应力测量等。
11.2失效分析
11.2.1
断口分析fractography
通过对部件失效断口宏观和微观特征形貌的分析,从而确定断裂的性质和断裂原因,以及研究断裂机理的技术。
11.2.2
脆性断口brittlefracturesurface
出现大量晶粒开裂或晶界破坏的有光泽断口,也称为结晶断口。
11.2.3
韧性断口ductilefracturesurface
出现纤维状剪切破坏的无光泽断口。
11.2.4
正断normalfracture
指断裂面与最大拉应力方向垂直的断裂。包括脆性解理断裂和塑性等轴韧窝状断裂。
11.2.5
切断shearfracture
指断裂面与最大拉应力方向呈450交角的断裂,即断裂沿最大切应力方向进行。切断断口呈灰色的刀刃状,一般发生在形变约束较小的情况。
11.2.6
解理断裂cleavagerupture
在正应力作用下,由于原子间结合键的破坏而造成的穿晶断裂。解理可沿解理面、滑移面或孪晶面进行。断面平滑而光亮,断裂前变形极少,属脆性断裂。其断面存在有解理台阶、河流花样、舌状花样或鱼骨状花样等特征。
11.2.7
准解理断裂quasi-cleavagerupture
与解理断裂相类似,断裂面具有局部塑性变形,其断裂包含显微孔洞的聚集和解理的混合机理。
其断面的形貌特点是:大量短而弯曲的撕裂棱从中央向四周放射,断面稍有凹凸变形和二次裂纹。
11.2.8
脆性断裂brittlefracture
宏观上,断裂前几乎不发生显著的塑性变形(一般不大于1%),断口齐平,断裂构件的两边裂口对接时,裂口吻合完好,断面上常呈现出冰糖状结晶颗粒,微观上没有明显的塑性流变痕迹的断裂。其断口分为两种:与最大拉应力方向垂直的平断口和与最大拉应力方向呈450交角的斜断口。断裂时的工作应力往往低于材料的屈服应力。
11.2.9
塑性断裂plasticfracture
宏观上,断裂前产生显著的塑性变形,构件尺寸有明显变化,断面对接时,裂口不能很好地吻合,断面上常呈现出暗灰色的纤维状特征,微观上有明显的塑性流变痕迹的断裂。断裂时的工作应力往往超过材料的屈服强度极限。
11.2.10
穿晶断裂transgranularfracture
裂纹穿过组织的晶粒内部或相的内部所发生的断裂。包括一般的塑性断裂、解理断裂、大气中的疲劳断裂等。
11.2.11
沿晶断裂intergranularfracture
裂纹沿着组织的晶界或相界扩展所发生的断裂。包括材料的回火脆性、相析出脆性、应力腐蚀开裂等。
11.2.12
疲劳断裂fatiguerupture
金属构件在变动载荷作用下,经过一定循环周次后所发生的断裂。
11.2.13
应力腐蚀断裂stresscorrosionrupture
金属构件在静载拉应力和特定的腐蚀环境共同作用下所导致的脆性断裂。
11.2.14
过载断裂overloadrupture
外加载荷超过金属构件危险截面所能承受的极限应力时所发生的断裂。
11.2.15
蠕变断裂creeprupture
材料在一定的温度和载荷共同作用下,由蠕变变形而导致的断裂。
11.2.16
氢脆断裂hydrogenembrittlementrupture
由于氢而导致金属材料在低应力静载荷下的脆性断裂。
11.3力学性能与工艺试验
11.3.1
拉伸试验tensiletesting
用静拉伸力对试样轴向拉伸,测量力和相应的伸长,一般拉至断裂,测定其拉伸力学性能的试验。试验方法见GB/T228和GB/T4338。
11.3.2
压缩试验compressivetesting
用静压缩力对试样轴向压缩,在试样不发生屈曲下测量力和相应的变形(缩短),测定其压缩力
学性能的试验。试验方法见GB/T7314。
11.3.3
扭转试验torsiontesting
对试样两端施加静扭矩,测量扭矩和相应的扭角,一般扭至断裂,测定其扭转力学性能的试验。
试验方法见GB/T10128。
11.3.4
剪切试验sheartesting
用静拉伸或压缩力,通过相应的剪切器具,使垂直于试样纵轴的一个横截面受剪,或相距有限的两个横截面对称受剪,测定其力学性能的试验。
11.3.5
布氏硬度试验Brinellhardnesstest
用一定直径的球体(钢球或硬质合金球),以相应的试验力压入试样表面,经规定保持时间后卸
除试验力,用测量的表面压痕直径计算硬度值的一种压痕硬度试验。布氏硬度用符号HB或HBS(用
钢球压头)或HBW(用硬质合金球压头)表示。试验方法见GB/T231.1、GB/T231.2、GB/T231.3。
11.3.6
洛氏硬度试验Rockwellhardnesstest
在初始试验力及总试验力先后作用下,将压头(金刚石圆锥或钢球)压入试样表面,经规定保持
时间后,卸除主试验力,用测量的残余压痕深度增量计算硬度值的一种压痕硬度试验。洛氏硬度用符号HR表示,HR前面为硬度数值,后面为所使用的标尺。例如:50HRC表示用C标尺测定的洛氏硬
度值为50。试验方法见GB/T230。
11.3.7
表面洛氏硬度试验Rockwellsuperficialhardnesstest
初始试验力为29N,总试验力为147N、294N或441N的洛氏硬度试验。试验方法见GB/T1818。
11.3.8
维氏硬度试验Vickershardnesstest
将相对面夹角为1360的正四棱锥体金刚石压头,以选定的试验力(49.03N~980.7N)压入试样表面,经规定保持时间后卸除试验力,用测量的压痕对角线长度计算硬度值的一种压痕硬度试验。维氏硬度用符号HV表示。试验方法见GB/T4340.1、GB/T4340.2和GB/T4340.3。
11.3.9
小负荷维氏硬度试验lowloadVickershardnesstest
试验力范围在1.961N~49.03N的维氏硬度试验。试验方法见GB/T4340.1、GB/T4340.2和GB/T4340.3。
11.3.10
显微维氏硬度试验Vickersmicrohardnesstest
试验力在1.961N以下的维氏硬度试验。试验方法见GB/T4342。
11.3.11
努氏硬度试验Knoophardnesstest
将两相对棱边夹角分别为172030′和13000′的菱形锥体金刚石压头以规定的试验力压入试验表面,经规定保持时间后卸除试验力,用测量的压痕对角线长度计算硬度值的一种压痕硬度试验。
11.3.12
肖氏硬度试验Shorehardnesstest
将规定重量及形状的金刚石或钢球压头,从一定高度落到试样表面上,用测量的冲头回跳高度计算硬度的一种动态力硬度试验。肖氏硬度用符号HS表示。试验方法见GB/T4341。
11.3.13
里氏硬度试验Leebhardnesstest
用规定质量的冲击体在弹力作用下以一定速度冲击试样表面,用冲头在距试样表面1mm处的回弹速度与冲击速度的比值计算硬度值的一种方法。试验方法见GB/T17394。
11.3.14
夏比(V型缺口)冲击试验charpyimpacttest(V-notch)
用规定高度和重量的摆锤对处于简支梁状态的标准V型缺口试样进行一次性打击,测量试样折断时冲击吸收功的试验。试验方法见GB/T229。
11.3.15
夏比(U型缺口)冲击试验charpyimpacttest(U-notch)
用规定高度和重量的摆锤对处于简支梁状态的标准U型缺口试样进行一次性打击,测量试样折断时冲击吸收功的试验。试验方法见GB/T229。
11.3.16
艾氏冲击试验lzodimpacttest
用规定高度和重量的摆锤对处于悬臂梁状态的标准缺口试样进行一次性打击,测量试样折断时冲击吸收功的试验。试验方法见GB/T4158。
11.3.17
落锤试验drop-weighttest
将规定高度和重量的重锤自由落体一次冲击处于简支梁状态的预制裂纹的标准试样,测量无塑性转变温度的试验。试验方法见GB/T8363。
11.3.18
蠕变试验creeptest
利用一组试样,在规定温度和不同试验力作用下,测量试样蠕变变形量随时间变化的关系,进而测定材料的蠕变极限的试验。试验方法见GB/T2039。
11.3.19
持久强度试验stressrupturetest
利用一组试样,在规定温度及恒定试验力作用下,测定试样至断裂的持续时间,然后用统计的方法获得材料持久强度极限的试验。试验方法见GB/T2039。
11.3.20
应力松弛试验stressrelaxationtest
利用一组试样,在规定温度下,保持试样初始变形或位移恒定,测定试样上应力随时间下降关系的试验。试验方法见GB/T10120。
11.3.21
断裂韧度试验fracturetoughnesstesting
利用一组试样,测定带裂纹试样抵抗裂纹失稳扩展能力,即断裂韧性的力学性能试验方法。表征材料断裂韧性的指标有KIC、JIC、δC等。试验方法见GB/T4161、GB/T2038、GB/T2358。
11.3.22
疲劳裂纹扩展速率试验fatiguecrackgrowthratetesting
利用一组试样,在循环加载条件下测定带裂纹试样裂纹扩展的速度。试验方法见GB6398。11.3.23
疲劳试验fatiguetest
利用一组试样,在交变载荷作用下直至试样断裂,从而测定材料的疲劳曲线和疲劳极限的力学性能试验。以交变载荷类型的不同有旋转弯曲疲劳试验、拉压疲劳试验和扭转疲劳试验等;以交变应力或应变有应力疲劳或应变疲劳。试验方法见GB/T2107、GB/T3075、GB/T4337、GB/T6399。11.3.24
金属弯曲试验bendtestofmetals
用规定直径尺寸的弯心将试样弯曲至规定程度,检验金属材料承受弯曲塑性变形的能力并显示其缺陷的试验。试验方法见GB/T232。
11.3.25
金属管弯曲试验bendtestontubesofmetals
在带槽弯心上将试样弯曲至规定程度,检验金属管承受弯曲塑性变形的能力并显示其缺陷的试验。试验方法见GB/T244。
11.3.26
金属不淬硬弯曲试验bendtestofnon-quench-hardeningmetals
检验金属材料接近于淬火温度骤冷后承受规定弯曲塑性变形的能力并显示其缺陷的试验。
11.3.27
金属型材展平弯曲试验fatteningandbendtestonsectionsofmetals
用锤将型材角部击成平面后进行弯曲,检验金属型材在室温或热状态下承受展平弯曲塑性变形的能力并显示其缺陷的试验。
11.3.28
金属反复弯曲试验reversebendofmetals
将试样一端夹紧,在规定半径的圆柱形表面上进行900的重复反向弯曲,检验金属(及覆盖层)
的耐反复弯曲能力并显示其缺陷的试验。试验方法见GB/T235。
11.3.29
金属线材扭转试验torsiontestofmetallicwire
将试样两端夹紧,一端夹头围绕试样轴线旋转,检验金属线材在单向或交变方向扭转时承受塑性变形的能力并显示材料的均匀性、表面和内部缺陷的试验。试验方法见GB/T239。
11.3.30
金属管压扁试验flatteningtestontubesofmetals
将金属管压扁至规定尺寸,检验其塑性变形的能力并显示其缺陷的试验。试验方法见GB/T246。
11.3.31
金属管卷边试验flangingtestontubesofmetals
将规定形状的顶心压入金属管一端,使管壁均匀卷至规定尺寸,检验管壁承受外卷塑性变形的能力并显示其缺陷的试验。
11.3.32
金属管扩口试验flaringtestontubesofmetals
将规定锥度的顶心压入金属管一端,使直径均匀地扩张至规定尺寸,检验金属管径向扩张塑性变形的能力并显示其缺陷的试验。试验方法见GB/T242。
11.3.33
金属管缩口试验reductiontestontubesofmetals
将金属管压入规定锥度的座套中,使直径均匀减缩至规定尺寸,检验金属管径向压缩塑性变形的能力并显示其缺陷的试验。
11.3.34
滚动磨损试验rollweartest
两圆环形试样作滚动接触摩擦并承受规定压力,经规定转数或时间后测定试样耐磨性和摩擦系数的试验。
11.3.35
金属管液压试验hydrostaticpressuretestontubesofmetals
用水或规定液体充满金属管,在一定时间内承受规定压力,检验金属管质量及强度,并显示其缺陷的试验。
11.3.36
气密性检验airtighttest
将压缩空气(或氨、氟利昂、氦、卤素气体等)压入焊接容器,利用容器内外气体的压力差检查
有无泄漏的试验法。
11.3.37
耐压检验pressuretest
将水、油、气等充入容器内徐徐加压,以检查其泄漏、耐压、破坏等的试验。
11.4无损检测
11.4.1
无损检测non-destructivetesting
不破坏被检查材料或成品的性能和完整性而检测其缺陷的方法。
11.4.2
宏观检测visualtesting
用目视或5倍~10倍的放大镜或光纤内窥镜检查工程部件表面缺陷和完整性的方法。
11.4.3
超声检测ultrasonicflawdetection
超声波在被检材料中传播时,根据材料的缺陷所显示的声学性质对超声波传播的影响来探测其缺陷的方法。
11.4.4
磁粉检测magneticparticletesting
利用漏磁和合适的检验介质发现试件表面和近表面的不连续性的无损检测方法,也叫磁粉探
伤。
11.4.5
渗透检测penetrantflawdetection
通过施加渗透剂,然后用洗净剂除去多余部分,如有必要,施加显像剂以得到零件上开口于表面的某些缺陷的指示。也叫渗透探伤。
11.4.6
涡流检测eddycurrenttesting
以交流电磁线圈在金属部件表面感应产生涡流来检测金属部件表面及近表面缺陷的无损检测方
法。
11.4.7
射线透照检查radiographicinspection
利用X射线或核辐射以探测金属部件中的缺陷,并在记录介质上显示其图像。其方法有X射线荧光屏检查、γ射线透照术、电子辐射透照术、中子射线透照术等。
11.4.8
X射线荧光屏检查fluoroscopy
在可透射物体的致电离辐射照射下,在荧光屏上用目视法检查物体的图像。
11.4.9
γ射线透照术Gamma-rayradiography
利用γ射线源进行射线透照的技术。
11.4.10
电子辐射透照术electronradiography
一束电子穿过材料在胶片上留下记录的一种方法;或者是,一束X射线入射到材料上,用胶片记录从材料表面所发射出的电子的方法。
11.4.11
中子射线透照术neutronradiography
通过物体对中子束有选择性的衰减,得到物体内部细节图像的一种方法。
11.4.12
红外线检测infra-redinspection
利用测量红外辐射的方法,检测部件表面温度或温度分布,以确定部件缺陷的一种检测技术。
11.4.13
声发射检测acousticemissioninspection
固体材料或部件因受力发生塑性变形至断裂的过程中,储存的应变能断续的释放发射出瞬态弹性波,通过接收和分析材料的声发射信号以检测部件的破坏过程。