金屬材料材質分析精選(九篇)

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第1篇：金屬材料材質分析范文

關鍵詞：石墨烯；氧化石墨烯；酚醛樹脂；納米復合材料；復合材料

DOI：10.15938/j.jhust.2017.02.003

中圖分類號： TB332文獻標志碼： A文章編號： 1007-2683（2017）02-0012-06Domestic

Abstract：Graphene oxide （GO）， an important derivative of graphene， has good compatibility with phenolic formaldehyde resin （PF） thanks to the active groups such as hydroxyl， carboxyl and epoxy. Recently， graphene oxide has been applied in the research and development of PF based composites. GO/PF composites show good mechanical， electrical， thermal and frictional properties， as well as dielectric and flame retardant properties. This review reports the domestic research results in PF/GO composites in the recent five years.

Keywords：graphene； graphene oxide； phenolic formaldehyde resin； nanocomposites； composites

0引言

酚醛樹脂（phenolic formaldehyde resin， PF）是世界上最早的合成樹脂品種[1]，在催化劑作用下由酚類和醛類縮聚而成[2]。經過一個多世紀的發展，酚醛樹脂及其復合材料的研究和應用已經取得了長足的進步[3]，因其具有優良的耐熱、耐腐蝕、阻燃等性能，廣泛應用于模塑料、層壓材料、摩擦材料、阻燃材料、泡沫材料以及耐高溫和燒蝕材料等[4]。同時，為了彌補酚醛樹脂自身韌性差、沖擊強度低等缺點，有關改性技術與方法的研究一直是該領域關注的課題[5-6]。

因其獨特的分子級二維晶體結構[7]，石墨烯（Graphene）表現出奇特而優異的物理、化學、機械等性能，被認為是迄今最有前途的材料之一，并廣泛用于聚合物基復合材料的研究和開發[8]。以天然鱗片石墨（natural flake graphite）為原料制備石墨烯被認為是目前規模化制備石墨烯的有效方法。通常，采用Hummers方法制備氧化石墨（graphite oxide）[9]，經進一步剝離，形成氧化石墨烯（graphene oxide），繼而采用熱還原或化學還原方法得到還原石墨烯（reduced graphene）[10-11]。氧化石墨烯表面含有羥基、羧基和環氧等官能團[12-13]，與酚醛樹脂有著良好的相容性，近年來被用于酚醛樹脂復合材料的研究和應用中[14-15]。本文介紹了近五年來國內氧化石墨烯/酚醛樹脂復合材料的研究結果。

1復合材料的制備

氧化石墨烯/酚醛樹脂復合材料的主要制備方法包括原位聚合法、熔融共混法以及溶液混合法等[16-17]。采用溶液混合法，將氧化石墨烯分散液與酚醛溶液混合[18]，利用氧化石墨的含氧基團與酚醛樹脂上的含氧官能團間的反應以及π-π效應可提高氧化石墨烯在酚醛樹脂中的分散，并改善復合材料的熱穩定性與熱降解成炭量。采用球磨法原位聚合制備氧化石墨烯/酚醛樹脂復合材料[19]，球磨作用有效提高了氧化石墨烯的剝離和分散。

在原位聚合過程中，苯酚和甲醛除了作為反應原料，同時也是氧化石墨的還原劑。于中振等[20]通過苯酚和甲醛縮合反應過程中加入氧化石墨烯并通過超聲剝離達到原位還原插層復合而得到石墨烯酚醛樹脂導電復合材料。配合熱還原或化學還原方法，可以得到石墨烯/酚醛樹脂復合材料。夏和生等[21]提出了一種原位還原的制備方法，采用超聲波或者研磨方式將氧化石墨均勻分散在聚合物膠乳中，然后在聚合物膠乳中通入還原劑，進一步得到聚合物/石墨烯復合母料，用以制備聚合物/石墨烯復合材料。黃桂榮等[22]將氧化石墨烯與酚醛樹脂乳液共混，經水合肼還原和熱固化制備石墨烯/酚醛樹脂納米復合材料。

2復合材料的性能

2.1力學性能

氧化石墨烯用于酚醛樹脂及其復合層壓板、纖維增強材料、摩擦材料等以改善復合材料的力學性能。添加質量分數0.25%的氧化石墨烯使氧化石墨烯/酚醛樹脂復合材料的沖擊強度、彎曲強度和儲能模量相比純酚醛復合材料分別提高21.8%、138%和25.8%[19]。在鄰甲酚醛樹脂/鄰甲酚醛環氧/氧化石墨烯復合層壓板中[23]，加入1.2%的氧化石墨烯，復合材料的拉伸強度和沖擊強度分別提高了102%和86%。將0.1%的氧化石墨、化學還原石墨烯及熱還原石墨烯分別加入到酚醛樹脂/丙烯腈炭纖維中[24]，復合材料的壓縮強度分別提高了139.5%、98.9%和178.9%，研究表明，石墨烯增了界面的結合程度，起到載荷傳遞的作用，而改善了復合材料的力學性能。改性氧化石墨烯進一步提高了復合摩擦材料的力學性能[25]，相比于未改性的復合材料，采用硅烷（γ-氨丙基三乙氧基硅烷，KH550）改性氧化石墨烯的復合材料的沖擊強度、彎曲強度和彎曲模量分別提高了24.32%、10.95%和21.21%；同時，松弛模量提高了42.22%，形變率降低了40.79%。

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第2篇：金屬材料材質分析范文

【關鍵詞】材料成型；控制工程；金屬材料

1機械加工成型

現在的金屬材料加工成型，主要是使用機械加工，加工機械的關鍵部位是加工刀具，現在使用的刀具很多是金剛石成分的刀具[1]。使用這種刀具對鋁基復合材料進行加工比較廣泛，鋁基復合材料使用金剛石刀具加工主要可以分成三種，分別是鉆銷形式、銑銷形式和車銷形式。鉆銷形式使用的是鑲鉆麻花鉆頭，對鋁基復合材料加工，一般情況下使用B4C顆粒鉆銷，而且在加工的過程中還需要添加切銷液，這種液體可以增加鋁基復合材料的強度。銑銷形式使用材料有2.0%的粘接劑，還要8.5%的端面銑刀，這樣的加工方法能強化鋁基復合材料。車銷形式主要使用刀具是硬合金刀具，而且在使用這種加工模式中還需要添加乳化劑，使用這種液體的目的是起到冷卻效果。

2擠壓和鍛模塑性成型

金屬材料在實際成型加工時，可以在模具的表面涂抹一層劑，所選用的壓力成型方法里要能有效控制壓力，以減小在制造時產生的摩擦系數[2]。有研究表明，使用有效壓力和涂抹劑，能夠使加工過程中擠壓壓力減少至少35%。擠壓力的減少能減少對模具的損傷，減少對金屬塑性的削弱，還能防止金屬變形中抵抗力減弱，從而有效提高成型效率。除了使用上述方法進行加工，還可以在金屬基材料中增加適量的增強顆粒，降低其可塑性，增強金屬材料的變形抗力，再在加工過程中增加一定的溫度，使增強顆粒和金屬材質加快融合，加強金屬基材料的可塑性[3]。一般來說，在金屬基材質中使用增強顆粒會影響擠壓的速度，如果在加工的材料中使用的增強顆粒較多，加工時就要嚴格控制擠壓速度。如果擠壓速度過快，很容易造成材料成型以后便面出現橫向裂紋。總之，在使用擠壓和鍛模塑性成型技術對金屬基材質加工的過程中，不僅需要在模具上涂抹劑，還需要控制加工中擠壓的速度，提高相應的溫度，并對這些技術嚴格控制，只有這樣，才能夠保證加工的質量。

3鑄造成型

使用復合材料的加工成型技術中，最常用的一種方法就是使用鑄造成型技術。實際加工過程中，對金屬復合型材料添加增強顆粒以后，這樣的情況下熔體粘度會有增強，同時流動性也會增強，在加上增加增強顆粒的過程中會使用熔體的方法使其融合在一起，同時因為經過高溫作用會產生一些化學反應，這種時候會改變金屬材質的基礎性質。為了控制金屬材質基本性能，在熔化金屬材質過程中要對溫度嚴格控制，同時在保溫時間上也要采用嚴格控制方法。在高溫情況下對增強顆粒的添加容易發生界面反應，比如在添加的增強顆粒是碳化硅顆粒容易出現這種現象。出現界面反應以后熔體的粘度會增強，會出現難以澆筑現象，而且還會影響到材質本質。解決問題的方法是使用精煉法，同時還要添加一定量的變質添加劑，使用這種方法在鍛造成型是不適合使用在添加了增強顆粒的鋁基復合材料中。

4粉末冶金成型

粉末冶金成型技術使用最為早，因此這項技術在實際經驗比較豐富，該技術使用在成型制造主要是對金屬基復合材料使用，還可以對顆粒復合材料零部件和制造晶須中使用。同時粉末冶金技術在后期也使用在一些尺寸較小，造型比較簡單，或者是一些高精密要求的零部件生產加工中。使用粉末冶金技術加工零部件，有著很多方面的優點：（1）成型的組織細密；（2）產品加工成型以后增強相分布均衡；（3）成型以后增加相可調節；（4）界面的反應減少。隨著不斷對該技術的研究，現在可以把粉末冶金技術使用到更多成型加工中。比如自行車架加工，管材加工、自行車零部件加工等。使用粉末冶金技術加工的產品有著較強的耐磨性。在加工時使用該技術在汽車的產品生產，飛機零部件生產和航天器材零部件生產。

第3篇：金屬材料材質分析范文

關鍵詞 金屬材料；應力腐蝕；裂紋

中圖分類號：TG111.91 文獻標識碼：B 文章編號：1671-489X（2013）06-0131-02

1 應力腐蝕概論

應力腐蝕指的是金屬材料或結構處于靜載拉應力與一定的腐蝕環境一起作用下所導致發生的脆性破裂。

1.1 金屬材料應力腐蝕裂紋

金屬材料于一定的腐蝕環境中，被應力作用，因著金屬本身微觀徑路在設限范圍內產生腐蝕而呈現裂紋的現象稱應力腐蝕裂紋。應力腐蝕裂紋的特征是金屬外表為脆性機械斷裂。裂紋只產生于金屬的部分區域，由內向外發展，通常是與作用力保持垂直狀態。金屬材料應力腐蝕裂紋同簡單因應力導致的破壞不一樣，其腐蝕在極其微弱的應力條件下也可以產生；金屬材料應力腐蝕裂紋同單一因腐蝕造成的破壞也不一樣，其腐蝕性最為微弱的介質也可以導致腐蝕裂紋。而處于嚴重的全面腐蝕狀況下，則不易發生應力腐蝕裂紋現象。應力腐蝕外表沒有變化，裂紋發展速度極快并且很難意料，因此可以說是一種具有極大危害性的破壞形式。它的破壞往往是無法意料的，就發展速度而言，能夠達到孔蝕的數百萬倍。導致設備發生滲漏現象及至爆炸，是所有腐蝕形態中最具危害的一種。

1.2 氫脆理論

依據裂紋發展階段的電化學反應，可將應力腐蝕劃分成陽極和陰極兩個反應敏感型。具體說明：1）應力腐蝕陽極反應敏感指的是此類應力腐蝕裂紋的產生與發展階段都是受裂紋處金屬的陽極溶解制約的，裂紋的發展快慢也是由金屬陽極溶解的快慢決定；2）應力腐蝕陰極反應敏感指的是此類應反應階段中因陰極吸氫而導致的脆性破壞，其也稱之為氫脆型應力腐蝕。而氫脆裂紋指的是金屬材料在應力作用下，因為腐蝕反應所產生的氫為金屬所吸收出現氫蝕脆化導致的裂紋。

金屬材料并非是在各種腐蝕環境中均出現應力腐蝕裂紋。不同的金屬材料的應力腐蝕均需一定的腐蝕環境。因各金屬材料適用范圍的逐漸擴大，腐蝕環境的類型也呈現數量增加的趨勢[1]。

2 金屬材料發生應力腐蝕的特征

通常所講的應力腐蝕，即陽極反應敏感應力腐蝕。對于金屬材料發生應力腐蝕的特征，可從4個方面來加以說明。

2.1 金屬材料發生應力腐蝕裂紋必須是拉應力

只有處于應力（特別是拉應力）的狀態下，才會發生應力腐蝕裂紋。發生應力腐蝕的應力屬于其中的靜態部分，它既可能是外加載荷或者裝配力（包括擰螺栓、脹接力等）引發的應力，也可能是構件在制造、熱處理、焊接等加工階段中發生的內應力。不論來源怎樣，造成應力腐蝕裂紋的應力一定包含拉伸應力的成分，壓縮應力是不能引發應力腐蝕裂紋的。而且，此種應力往往是很輕微的，若不是在腐蝕環境條件中，此弱小的應力是不能夠讓構件產生機械性破壞的。促成破壞的應力值要依據材料、腐蝕介質等實際情況來定[2]。

2.2 促成一定金屬材料產生應力腐蝕的環境介質是特定的

發生應力腐蝕的材料與介質并非任意的，只在兩者處于某種組合時才能產生應力腐蝕。引發一般鋼應力腐蝕的腐蝕介質包括的溶液有：氫氧化物；含有硝酸、碳酸鹽、硫化氫的水；海水，硫酸與硝酸混合；融化的鋅、鋰；熱狀態的三氯化鐵；液體氨。引發奧氏體不銹鋼應力腐蝕介質包括的溶液有：具有酸性、中性的氯化物；海水；熱融的氯化物；熱狀態的氟化物、氫氧化物[3]。

2.3 金屬材料

通常極純的金屬不會發生應力腐蝕破壞，只是處于合金或者包含雜質的金屬中才能夠產生。因為金屬材料與腐蝕環境互相作用的狀況不盡相同，金屬材料應力腐蝕裂紋也都不盡相同。裂紋或沿晶粒邊緣發生；或延伸到晶粒內部而又明顯分枝；裂紋或與晶粒邊緣、晶粒內部都沒有關系。

2.4 破壞過程

金屬材料應力腐蝕裂紋，往往在沒有意料的狀況下突然產生，因此危害性非常大。具體表現為3個階段：1）孕育階段，系金屬材料在應力腐蝕裂紋發生之前的時段，也是裂紋的成核前的準備時段；2）裂紋穩定發展階段，在金屬材料應力與腐蝕介質的互相作用下，裂紋漸漸發展時段；3）裂紋缺少穩發展階段，此為最終的機械性破壞。此外，金屬材料的應力腐蝕裂紋還具有一個特性――金屬的裂紋同其自身厚度無關。

3 影響金屬材料應力腐蝕裂紋的因素

3.1 環境方面

奧氏體不銹鋼針對鹵化物元素比較敏感。同理，有些銅合金針對含氨的環境也敏感。奧氏體不銹鋼原本針對氯化物發生應力腐蝕十分敏感，可氯或者鹵素離子并非唯一的決斷因素，發生SCC還應當有氧存在。從對加鈮的18-8不銹鋼分析中得出結論，只需其中擁有百萬分之幾的氧就可以與氯化物一同促成應力腐蝕。奧氏體不銹鋼于沸騰的MgCl2溶液內，唯氮濃度超出500×10-6才出現SCC；若氮濃度低于500×10-6時，就不產生應力腐蝕。溶液的pH值針對金屬材料應力腐蝕的敏感性也具有非常大的影響[4]。

3.2 力學方面

通過對高強度鋁合金7075-T6板材實驗，若順著軋制方向取樣板實施拉伸試驗，對應力腐蝕的抗力達到最強，門檻應力為420 MPa；若順著板寬方向取樣板實施拉伸試驗，其門檻應力達224 MPa；若順著板厚方向取樣板實施拉伸試驗，門檻應力只達49 MPa，幾乎只達到軋制方向的十分之一。

熱處理金屬材料的不同強度，影響著金屬材料應力腐蝕的裂紋發展速度與應力強度因素的關系。由此可見，當金屬材料屈服強度居高時，裂紋發展呈現出兩個階段：開始階段裂紋發展速率隨應力強度因素的增多而增高；當應力強度因素增添到一定的數據時，裂紋發展速率便持續恒定，不再同應力強度因素有關。此實驗結果很具有典型性，幾乎全部的高強度鋼包含馬氏體時效鋼，以及高強度鋁合金均具有如此規律。

3.3 冶金方面

共包括三方面的影響：1）金屬材料成份；2）金屬材料組織；3）金屬材料強度。

4 金屬材料應力腐蝕裂紋控制途徑

金屬材料應力腐蝕裂紋是應力與腐蝕環境互相作用導致的。因此，只要去除應力與腐蝕環境二者其中的任一因素，就能夠防止裂紋的出現。現實上既沒有辦法全部去除裝置于建造時的殘留應力，又沒有辦法讓裝置全部甩脫腐蝕性環境。采取以上辦法防止應力腐蝕是不能夠做到的。所以，往往是利用改變材料的辦法克服這個問題。除此之外，焊縫部位因為熱應變功效會發生較大的殘余應力，而添加熱量及冷卻的熱循環階段，也會讓金屬材質出現變化。因此，針對焊縫部分應比針對焊接本體更為注意，應當細致檢查是否產生金屬材料應力腐蝕裂紋。具體可從4個方面進一步說明：1）應力抑制，降下拉伸應力，去除殘余應力，可壓低金屬材料應力腐蝕裂紋敏感性；2）材料抑制，選取耐應力腐蝕金屬材料，在金屬材料應力腐蝕體系中，金屬材料的屈服強度越高，就越低；3）采取陰極保護的措施；4）腐蝕抑制，有效改進設計，添充緩蝕劑或者消除介質內有害成分。

參考文獻

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第4篇：金屬材料材質分析范文

【關鍵詞】熱電廠；金屬材料；特種設備；檢驗監督；管理系統

為保證熱電廠機組安全可靠的運行，熱電廠需定期嚴格進行機組大修，對金屬材料與特種設備的進行檢驗監督是大修時必不可少的環節，它直接影響到機組的整體運行。機組大修之前，工作人員需依據機組的運行情況與時間制定檢驗大綱，其內容應包括四個方面：金屬材料的檢驗監督、壓力管道的定期檢驗、壓力容器的全面檢查、鍋爐內部的定期檢驗[1]。汽輪機與發電機的金屬構件是金屬材料檢驗監督大綱的重點。熱電廠的壓力管道、壓力容器與鍋爐等特種設備，其檢驗監督需由國家質檢總局核準的檢驗機構來進行，而檢驗人員須持有有效的資格證件。筆者就此對熱電廠機組大修時金屬材料及特種設備的檢驗監督及管理系統進行粗略探討，僅提供有關人員參考。

一、檢驗監督依據、設備材料

1.檢驗監督依據

《電力工業鍋爐壓力容器監察規程》（DL612-1996）、《電站鍋爐壓力容器檢驗規程》（DL647-2004）、《承壓設備無損檢測》（JB/T4730-2005）、《熱電廠金屬技術監督規程》（DL438-2000）等規程及金屬材料檢驗監督、壓力管道定期檢驗、壓力容器全面檢查、鍋爐內部定期檢驗等的大綱為主要檢驗監督依據。

2.所需設備

檢驗主要采用無損檢測手段（測厚、磁粉、尺寸、滲透、射線、硬度、超聲波、金相檢驗等）和宏觀檢驗方法為主；硬度計、角磨機、磁力探傷儀、金相顯微鏡、光譜分析儀、X射線探傷儀、超聲波探傷儀數字式游標卡尺與尺寸測量工具等為檢驗所需主要設備；甘油、砂輪片、去漆劑、鋼絲輪、磁粉反差增強劑與著色滲透探傷劑等為檢驗所需主要材料。

二、檢驗監督條件

1.視具體情況拆除保溫，搭腳手架，打磨檢修位置。需拆除保溫的部件要保證拆除面積符合檢驗要求；需搭腳手架位置要保證架子的可靠安全；按要求對主要金屬部件打磨（附金屬部件打磨部位表1），并保證去除銹垢、飛濺物與氧化皮；需電源位置提供220V標準電源。

2.提供所需檢驗金屬部件的名稱、材質、規格等基本參數；新焊口填寫焊口無損檢驗委托單前，應經焊工自檢及質檢員專檢合格；其他需檢驗金屬部件，均應填寫檢驗委托單并注明檢驗內容與位置。

3.去除發電機與汽輪機葉片表面的銹蝕與涂層，并分別編號。

4.汽輪機缸體、閥門、靜葉與閥門等鑄鍛件需先經檢修人員行本體宏觀檢查，應特別注意變截面處的檢查，委托檢驗部門對可疑部位進行金屬檢驗。

5.檢驗螺栓時，宜全部拆下直徑小于90MM或者質量小于5KG的[2]，送至金屬試驗室檢驗，若無法搬運可進行現場檢驗，應先對螺栓打鋼印編號，后委托專業檢驗機構檢驗。

三、檢驗監督時機

1.檢修開始時，防爆防磨人員須及時進行壓力管道u鍋爐的外觀檢驗工作，據發現問題，開展下一步金屬檢驗工作。割管工作要盡早進行，據割管檢驗問題，開展下一步割管或換管工作。

2.檢修剛開始時即對壓力容器安全附件進行檢查，不合格的安全附件要及時進行處理，要保證合格的安全附件在機組運行前回裝完畢。

3.汽輪機部件金屬材料檢驗的重點是螺栓檢驗，應在保證檢驗條件的前提下盡早開展高溫螺栓檢驗工作，預留充足時間以備更換不合格的螺栓之需。

四、檢驗流程

金屬檢驗監督工作流程的合理性是檢驗工作質量的有力保證，需格外重視，因金屬材料的檢驗監督是機組大修金屬與特種設備檢驗監督中的主要工作。

五、檢驗報告

每個周末應整理開辦一期檢修簡報，上報相關部門與領導，更好的使其及時了解機組大修中金屬材料與特種設備的檢驗監督進度與具體情況。當排查出某些部件有較大缺陷時，應加辦檢修特報，令相關部門及時知曉設備檢驗的狀態，以利于進一步檢驗工作開展。檢驗工作人員還應及時整理部件分項報告，待所有檢修工作結束后，向有關部門及時提交整體的檢驗報告，并得出整個金屬材料與特種設備的檢驗結論。

六、檢驗監督工作注意事項

1.金屬割管管樣的長度宜控制在500MM以上，標注相應位置，并要填寫委托通知單后再提交予檢驗單位進行檢驗。

2.設立專門的項目部門，統籌安排金屬材料與特種設備的檢驗監督工作。

3.檢驗過程貫徹委托單制度，保證相關部門金屬檢驗工作的相互配合；檢驗時若發現缺陷，應落實缺陷委托單與缺陷封單制度，及時解決與消除缺陷，保證部件質量[3]。

七、金屬材料與特種設備的管理系統優化建議

目前多數熱電廠對熱電廠金屬材料與特種設備的全過程管理體系還不是很完善，這主要體現在：1.缺少明確的管理職能機構；規章制度不健全；2.作業人員培訓不足；3.缺乏相應的先進的管理信息系統軟件，信息化程度低等。

1.選拔專業管理人才，組建專門的管理職能機構，明確職權范圍，合理組織與統籌金屬材料與特種設備的檢查監督與管理工作，協調好與相關質檢部門的接洽與互相配合。

2.加強作業人員的技能培訓，定期組織培訓活動，強化學習金屬材料與特種設備檢驗監督的基本工作技能與規程制度，并進行考核，納入績效評價體系，制定獎懲制度，激勵工作人員積極進取，強化專業技能，提高職業素質。

3.金屬材料與特種設備的管理系統的設計應遵循系統性、靈活性、可靠性與安全性的原則，健全管理系統的功能模塊：

3.1健全靜態信息管理模塊

該模塊旨在實現熱電廠金屬材料與特種設備的靜態信息的管理，以構建設備信息數據庫，科學管理。靜態信息包括：名稱、型號、編號、生產廠家、制造單位、技術參數、使用部門、使用時間、備品配件、保修日期、圖紙及相關的信息。不同靜態信息映射不同材料設備，用戶可通過數據庫查找與管理相應材料設備。

3.2健全動態信息管理模塊

對材料設備的生命周期的全過程的管理及動態管理過程，其管理結構如下圖1：

從設備注冊到設備報廢，此8個模塊用于用戶填寫相應申請，相應職能部門負責審核工作，并提交管理部門備案；設備審核模塊主要用于職能部門審核用戶的申請；審核報告模塊主要用于顯示用戶的各類申請審核的結果；動態跟蹤模塊主要用于對金屬材料與特種設備進行生命全過程的跟蹤，用戶可通過特定通信設備，與系統進行聯系，以查詢或者確認相關設備當前所處壽命程度。

參考文獻

[1]劉鮮枝.淺析熱電廠金屬材料的選擇及其檢驗[J].中國科技縱橫.2010（20）

第5篇：金屬材料材質分析范文

陜西省產品質量監督檢驗研究院陜西西安710048

摘要 在物理量測量結果中，通常會出現不確定度，所謂不確定度是指由于存在測量誤差，不能準確確定被測量值的程度，也就是說，不確定度代表著測量結果的可信賴程度。在報告物理量測量結果時，給出不確定度的作用主要表現為便于使用它的人評定可靠性，同時增強測量結果的可比性。本文從洛氏硬度測量的角度進行闡述，同時對金屬材料洛氏硬度不確定度評定方法進行分析，為評定金屬材料落實硬度的不確定度提供參考。

關鍵詞 不確定度；標準偏差；硬度測量

1 概述

測量對象：選擇材質為45 鋼的鋼板；

檢測設備：TH300 自動數顯洛氏硬度計；

檢測環境：室溫為23.5益，相對濕度為55%；

檢測過程：按照GB/T 230.1 - 2009《金屬材料洛氏硬度試驗試驗方法》的相關要求，先用硬度水平為48.2HRC 的標準硬度塊檢測硬度計，在硬度塊上選擇5 點測定其洛氏硬度值，當硬度計正常運行后，再測定試樣的洛氏硬度，測定5 點硬度值。

2 數學模型和不確定度分項的評定

2.1 測量標準物質時硬度試驗機的不確定度

2.1.1 在整個試驗面上，使用標準硬度塊均勻分布地壓出5 個相應的壓痕，分別測定其硬度值，試驗結果如下表所示：

2.1.2 單次試驗標準偏差

評定選擇A 類方法

在評定過程中，按照JJF1059—2012 推薦的極差法進行計算，相應的計算公式如下所示：

其中：

R 為測量結果中的最大值與最小值之差；

C 為極差系數（當n=5 時極差系數C=2.33）。

將R=48.2-47.9=0.3HRC、C=2.33 代入上述公式，

2.1.3 測量標準物質時硬度試驗機的不確定度

對標準物質進行測量時，硬度實驗機的不確定度選擇5 次測量值的平均值，為

2.2 試樣測量重復性的標準不確定度ux

2.2.2 測量試樣的標準偏差

在測量試樣的過程中，采用極差法對測量結果的標準偏差進行處理，當n=5 時，極差系數C=為2.33，將R=0.40HRC 帶入下列公式為

2.2.3 評定試樣測量重復性標準不確定度對單次測量標準的不確定度進行評定：

2.3 評定標準硬度塊的標準不確定度uCRM根據GB/T 230.3-2012 規定，將rrel 定為1.0%、HCMR=48.2HRC帶入下列公式：

整理uCRM=0.1703。

2.4 評定標準不確定度uE

在硬度計誤差允許的情況下，按照GB/ 230.2-2012 的相關要求，洛氏硬度的允許誤差Erel 為1.5HRC

2.5 評定壓痕測量分辨力的標準不確定度ums

在測量過程中，測量裝置的測壓痕分辨率為啄ms=0.1HRC。

3 評定合成標準不確定度

3.1 靈敏系數

通過上述分析，匯總各標準不確定度分項，如下表所示：

3.2 計算合成標準不確定度uc

在計算合成標準不確定度時，將輸入量看成彼此相互獨立的，同時按照下式對標準不確定度進行合成處理：

4 評定擴展不確定度

置信概率P、包含因子k 分別取95豫和2，那么擴展不確定度U95為

5 測量結果

參考文獻

[1]GB/T8170-2008,數值修約規則與極限數值的表示和判定[S].

[2]GB/T230.1-2009,金屬材料洛氏硬度試驗第1 部分：試驗方法[S].

第6篇：金屬材料材質分析范文

【關鍵字】金屬材料，檢測方法，分析研究

Abstract

In recent years, with the development of economy, especially with the deepening of the reform and opening up, our country's economic construction has made great progress, at the same time, our country in the study of metal materials also made great progress. Metal materials for the construction engineering and other fields has a very important role, strengthen the research of metal detection method, can constantly improve the level of the quality of the metal material, so as to guarantee the quality of engineering. In this paper, the author's own research and practical work experience, detection method of metal materials for this paper.

Key words :metal materials, test methods, analysis and research

中圖分類號：F407.4 文獻標識碼：A 文章編號：

一、前言

金屬材料在我國的社會建設中一直發揮著巨大的作用，無論是建筑工程還是其他的設施建設，無不用到金屬材料，這就對金屬材料的質量以及相關的性能提出了很高的要求，這就需要對金屬材料進行檢測。雖然我國在金屬材料的檢測方法上有一些進步，但是還是存在著不足，因此有必要加強對其的研究。

二、檢測儀器檢測金屬分析研究

1、硅鋼片檢測

硅鋼片屬重要的電工材料,用途廣泛,我國的生產能力有限,價格也高于國外同類商品,每年要從日本、韓國、俄羅斯、德國等國進口。硅鋼片分為熱軋和冷軋兩類,后者又可以繼續分為晶粒取向型和無取向型兩種。由于冷軋硅鋼片性能優良,進口的幾乎都是冷軋硅鋼片。其檢測項目有強度、膜厚、密度、疊裝系數、鐵損、磁感強度、矯頑力等。

2、不銹鋼腐蝕試驗和涂膜鍍錫鋼板試驗

食品衛生越來越受到重視,近年,因包裝材料影響食品質量的問題時有發生,檢測涂覆環氧酚醛涂料或其他涂料的鍍錫鋼板(或鍍鉻板)的需求已提到工作日程。根據盛裝內容的不同,這類材料通常要開展涂膜厚度、附著力、耐蝕力、耐酸蝕、耐硫蝕、抗沖擊、耐彎折、透過率和孔性試驗,這些檢測內容對提高罐裝食品的質量,增加出口,有一定意義。

3、無損探傷檢測

無損檢測是金屬材料的又一重要方面, 大多數鍋爐壓力容器材料都有無損探傷的要求。通常,用超聲波等儀器對鋼材內部的缺陷性質、等級、分布情況進行檢測,無損探傷對了解和控制產品質量有重要意義。

三、金屬材料檢測方法的分析研究

1、表面質量檢測

（一）橢圓度：圓形截面的金屬材料，在同一截面上各方向直徑不等的現象。橢圓度用同一截面上最大與最小的直徑差表示，對不同用途材料標準不同。

（二）彎曲、彎曲度：彎曲就是軋制材料。在長度或寬度方向不平直、呈曲線形狀的總稱。如果把它們的不平程度用數字表示出來，就叫彎曲度。

（三）扭轉：條形軋制材料沿縱軸扭成螺旋狀。

（四）鐮刀彎（側面彎）：指金屬板，帶及接近矩形截面的形材沿長度（窄面一側）的彎曲，一面呈凹入曲線，另一面對面呈凸出曲線，稱為"鐮刀彎".以凹入高度表示。

（五）瓢曲度：指在板或帶的長度及寬度方向同時出現高低起伏的波浪現象，形成瓢曲形，叫瓢曲度。表示瓢曲程度的數值叫瓢曲度。

（六）表面裂紋：指金屬物體表層的裂紋。

（七）耳子：由于軋輥配合不當等原因，出現的沿軋制方向延伸的突起，叫作耳子。

（八）括傷：指材料表面呈直線或弧形溝痕通常可以看到溝底。

（九）結疤：指不均勻分布在金屬材料表面呈舌狀，指甲狀或魚鱗狀的薄片。

（十）粘結：金屬板、箔、帶在迭軋退火時產生的層與層間點、線、面的相互粘連。經掀開后表面留有粘結痕跡，叫粘結。

表面缺陷產生的原因主要上由于生產、運輸、裝卸、保管等操作不當。根據對使用的影響不同，有的缺陷是根本不允許超過限度。有些缺陷雖然不存在，但不允許超過限度；各種表面缺陷是否允許存在，或者允許存在程度，在的關標準中均的明確規定。

2、內部質量檢測的保證條件

金屬材料內部質量的檢測依據是根據材質適應不同的要求，保證條件亦不同，在出廠和驗收時必須按保證條件進行檢測，并符合要求，保證條件分；

（一）基本保證條件：對材料質量最低要求，無論是否提出，都得保證，如化學成份，基本機械性能等。

（二）附加保證條件：指根據需方在訂貨合同中注明要求，才進行檢測，并保證檢測結果符合規定的項目。

（三）協議保證條件：供需雙方協商并在訂貨合同中加以保證的項目。

（四）參改條件：雙方協商進行檢測項目，但僅作參考條件，不作考核。

金屬材料內部質量檢測主要有機械性能、物理性能、化學性能、工藝性能、化學成分和內部組織檢測。機械性能、工藝性能第一部分已介紹，這里只對化學成分和內部組織的檢測方法的原理及簡單過程做概括介紹。

4、內部質量檢測

（一）宏觀檢測：利用肉眼或10倍以下的低倍放大鏡觀察金屬材料內部組織及缺陷的檢測。常用的方法有斷口檢測、低倍檢測、塔形車削發紋檢測及硫印試驗等。主要檢測氣泡、夾渣、分層、裂紋晶粒粗大、白點、偏析、疏松等。

（二）顯微檢測：顯微檢測又叫作高倍檢測，是將制備好的試樣，按規定的放大倍在相顯微鏡下進行觀察測定，以檢測金屬材料的組織及缺陷的檢測方法。一般檢測夾雜物、晶粒度、脫碳層深度、晶間腐蝕等。

（三）無損檢測：無損檢測有磁力探傷、螢光探傷和著色探傷。磁力探傷用于檢測鋼鐵等鐵磁性材料接近表面裂紋、夾雜、白點、折疊、縮孔、結疤等。螢光探傷和著色探傷用于無磁性材料如有色金屬、不銹鋼、耐熱合金的表面細小裂紋及松孔的檢測。無損檢測的方法有：

（1）超聲相控陣技術

超聲相控陣技術的工作原理是利用形狀各異的多陣元換能器來產生和接收超聲波束，通過控制換能器陣列當中的各陣元發射或者接收脈沖的過程中所產生時間差，改變聲波到達檢測材料內部的相位關系，從而導致聚焦點和聲束的方向發生變化，通過機械掃描和電子掃描的方式形成圖像。與傳統超聲檢測相比，由于超聲相控陣技術可以控制聲束角度以及可動態聚焦，可以實現全方位多角度的檢測，因此可以用來檢測結構復雜的材料以及盲區位置存在缺陷材料。

（2）微波無損檢測

微波無損檢測技術是利用頻率在330～3300 MHz間的電磁波照射被檢測材料，通過分折反射波和透射波的振幅和相位變化以及波的模式變化，了解檢測材料內部是否存在異常或者缺陷。它還能夠供精確的檢測數據，更好的確定材料缺陷部位的大小和范圍。另外微波無損檢測技術不需要進行特別的分析處理，可以隨時獲得檢測材料缺陷部位的三維實時圖像，而且微波無損檢測操作簡單、成本低有利于推廣使用

（四）超聲波檢測：又叫超聲波探傷。利用超聲波在同一均勻介質中作直線性傳播。但在不同兩種物質的界面上，便會出現部分或全部的反射。因此，當超聲波迂到材料內部有氣孔、裂紋、縮孔、夾雜時，則在金屬的交界面上發生反射，異質界面愈大反射能力愈強，反之愈弱。這樣，內部缺陷的部位及大小就可以通過探傷儀螢光屏的波形反映出來。常用的超聲波探傷有X光和射線探傷。

四、結束語

總之，金屬材料的檢測對于金屬的質量以及性能來說具有重要的作用，加強對金屬材料的檢測方法研究，可以全方位的對金屬材料的質量以及性能進行檢測，提高檢測的準確度。

參考文獻：

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[2]雒婭楠 海洋環境中金屬材料現場電化學檢測及沖刷腐蝕研究天津大學2006-12-01博士

[3]李國祥; 蔡穎; 王正德; 李松波; 張永強 金屬材料除油防銹化學清洗劑的研制內蒙古石油化工2003-09-30期刊

第7篇：金屬材料材質分析范文

關鍵詞：金屬監督;電力行業；應用

中圖分類號：B819文獻標識碼： A

前言：

我們國家的經濟在不斷的發展，電力行業也在不斷的發展。在電力行業當中，金屬監督工作起著十分重要的作用。金屬監督在不斷的趨近科學化和規范化。這對今后電廠發展都起著促進作用。所以我們一定要提高金屬技術監督的專業水平，推廣成熟的新技術，才能夠適應電力行業的快速發展。

1、金屬監督以及焊接質量的重要性

1.1金屬監督是火力發電廠中的關于金屬方面技術工作的簡稱。在電廠中，金屬監督方面的工作一般包括金屬監督、金屬測試、金屬部件的使用壽命以及金屬的事故分析等。隨著電力企業技術的發展，電力生產中向著的參數高、容量大的方向發展，所采用的鋼材日益增多，材質也趨于復雜化。在新組建的機組中，安裝時，由于某些原因，經常會出現以劣質代替優質或者是鋼材錯用的情況，這樣就會給將來機組的使用埋下安全隱患，所以，要對這種現象加強重視，并采取積極的預防手段，如光譜普查等，對金屬用材的質量嚴格控制，這樣才能確保機組的安全運行，所以金屬監督顯得尤為重要。金屬監督是電力建設、生產技術監督中的重要的組成部分，是一種保證電廠安全生產的重要措施。金屬監督的方面包括設備的設計、安裝、運行、試運行、檢修、制造、停用、設備改造各個環節等。通過金屬監督，可以及時診斷和檢測受監部件，及時掌握設備金屬部件的運行狀況和質量情況，防止由于材質不佳、焊接缺陷、選材不當、應力狀態不當、運行工況不良等因素而引起各類安全事故，減少電廠的非計劃停運次數，提高設備運行的可靠性，延長設備使用年限。

1.2 焊接質量是保證電廠安全運行和人民生命財產的重要保障。

焊接質量不僅影響焊接產品的使用性能和壽命，更重要的是影響人身和財產安全。焊接質量通常由產品的設計質量、加工質量、質量檢驗和焊后處理等環節保證。

1.2.1設計質量

焊接產品所選用的接頭類型及其計算強度應滿足實際的承載能力。焊接方法應適合構件的特點，經濟性好。焊接工藝過程應能盡量減少應力、變形和應力集中程度。生產勞動量和材料消耗應盡可能小，接頭設計時還要考慮探傷的方便。

1.2.2加工質量

所采用的母材、焊絲、焊劑或焊條等焊接材料的性能應符合設計要求。焊機、輔助機具和檢測儀器的性能應良好。焊前，焊接材料應按規定烘干，工件的焊接坡口要符合要求并清除切割殘渣、龜裂和污物。

1.2.3質量檢驗

質量檢驗貫穿在產品從設計到成品的整個過程中，必須確保質量檢驗過程中所用檢驗方法的合理性、檢驗儀器的可靠性和檢驗人員的技術水平。焊后的產品要運用各種檢驗方法檢查接頭的致密性、物理性能、力學性能、金相組織、化學成分、抗腐蝕性能、外表尺寸和焊接缺陷。焊接缺陷可分為外部缺陷和內部缺陷。

1.2.4焊后處理

焊后處理包括焊接后工件變形的矯正、余高的打磨處理、接頭清洗、構件焊后局部或整體熱處理等。

2、金屬技術監督的工作范圍

根據DL/T438-2009《火力發電廠金屬技術監督規程》中的規定，金屬監督的范圍包括:工作溫度大于等于400℃的高溫承壓部（含主蒸汽管道、高溫再熱蒸汽管道、過熱器管、再熱器管、聯箱、閥殼和三通)，以及與管道、聯箱相聯的小管;工作溫度大于等于400℃的導汽管、聯絡管;工作壓力大于等于3.82MPa汽包和直流鍋爐的汽水分離器、儲水罐;工作壓力大于等于5.88MPa的承壓汽水管道和部件(含水冷壁管、蒸發段、省煤器管、聯箱和主給水管道);汽輪機大軸、葉輪、葉片、拉金、軸瓦和發電機大軸、護環、風扇葉;工作溫度大于等于400℃的螺栓;工作溫度大于等于400℃的汽缸、汽室、主汽門、調速汽門、噴嘴、隔板和隔板套;300MW及以上機組帶縱焊接縫的低溫再熱蒸汽管道。

3、金屬監督工作機制

金屬監督部門設有專門的金屬監督實驗室，有專業的金屬技術監督工作人員，工作人員包括金屬監督的專責工程師以及汽機、鍋爐、電氣、材料等金屬技術監督的人員，工作人員通過金屬檢測手段比如光譜分析、無損檢測、射線檢測對材質進行檢驗，確定鋼材質量的好壞及設備的運行狀況。具體的金屬監督工作機制如圖1所示。

3.1崗位職責

(1）金屬實驗室的職責

金屬實驗室由必要的金屬專業檢測人員組成，檢測人員必須經過專業技術培

訓考核，且取得無損探傷、金相、光譜、焊接等專業資質，并能獨立開展工作;

協助有關部門做好監督范圍內的鋼材、備品備件的質量驗收工作;對熱處理和焊接質量進行監督;負責金屬檢驗、測試工作，出具正確規范的檢驗報告;參與受監部件的防磨防爆檢查測試工作;配合金屬技術監督專職工程師建立、健全和保管金屬技術監督檔案;落實年度工作計劃，做好年度工作總結。

金屬技術監督專職工程師建立、健全和保管金屬技術監督檔案;落實年度工作計

劃，做好年度工作總結。

3.2鍋爐專業崗位職責

鍋爐的崗位職責包括鍋爐四管的防磨防爆檢查，對嚴重脹粗和氧化的管子、過熱器及再熱器管子高溫部位要送金屬實驗室進行機械性能分析和金相組織;對鍋爐小徑管焊接質量要加強管理，在焊接時，合理安排工序，確保所有換管焊口進行100%射線檢查;鍋爐小徑管的焊接一次合格率要不低于96%;參加鍋爐范圍內焊接工作的焊工，必須嚴格按照DL/T679-2012《焊上技術考核規程》考核，持證上崗;編制本專業所轄金屬技術監督部件的焊接熱處理工藝，按照規定對主蒸汽管道、高溫再熱蒸汽管道、低溫再熱蒸汽管道管系、給水管道和支吊架進行全面檢查和調整;負責對所轄金屬監督部件進行外觀檢查和不圓度測量;建立健全所轄范圍金屬部件的檢查記錄。

3.3汽機專業崗位職責

編制關于本專業的金屬技術監督部件的焊接熱處理工藝，包括壓力容器、汽

輪機本體等重要部件的焊接工作，并確定施焊工藝;按照規定對主蒸汽管道、高溫再熱蒸汽管道、低溫再熱蒸汽管道管系、給水管道和支吊架進行全面檢查和調整，每年進行熱態檢查，大修時進行冷態檢查;對所轄金屬監督部件進行外觀檢查和不圓度測量;所有合金部件安裝前100%進行光譜分析，安裝結束后，對焊口、管子、閥門、彎頭進行100%光譜復核無誤后，方可投入運行;所有焊口按規范要求進行無損檢驗;焊口一次合格率應不低于96%;建立健全所轄范圍金屬部件材質規格、檢驗情況、管道彎頭不圓度和外觀檢查況臺帳，配齊受控規程、標準、制度。

3.4材料供應崗位職責

受監的鋼材、焊接材料必須符合國家標準或行業標準;有國家認可的質量合格證或質保書，并應標明鋼號、化學成份、機械性能等各項試驗數據，并有制造技術標準說明;當缺少原始資料時，物資管理部門應主動委托有資格的檢驗單位進行試驗;入庫前應通知金屬技術監督部門按照相應的標準、規程，進行入廠抽檢。使用前都應交金屬技術監督部門進行光譜復檢以核對材質，避免錯用;采用代用材料時，須有必要的審批手續，批準后方能代用;代用材料應做好詳細記錄并存檔。建立嚴格的鋼材、焊接材料、備品備件的質量驗收、保管和領用制度，并設置專人負責此項工作。

4、金屬檢測方法

4.1光譜分析

光譜分析是電力設備金屬材料材質檢查不可缺少的重要檢查手段。目前，由于電力設備金屬材料等級越來越高，材料的合金化元素越來越復雜，相應給光譜分析人員提出了更高的要求。光譜分析人員一方面必須熟練地掌握光譜分析基礎理論和技術知識，另一方面還應充分了解現場光譜檢驗工作常見問題并掌握解決辦法。為了對電力設備金屬光譜分析方法和過程進行規范化管理，保證光譜分析結果的一致性和可靠性，電力行業光譜分析人員要求做到持證上崗；相應地，全國電力工業理化檢驗人員資格考核委員會每年都各舉辦一期光譜檢驗員(高級)取證班和換證班，各省(市)電力工業理化檢驗人員資格考核委員會也不定期舉辦光譜檢驗員(普通級)取證班和換證班，培訓對象包括科研院所、發電廠、電力建設單位、質量監督行業等相關人員。

4.2厚度測量。

厚度測量主要是檢驗進場設備、管道彎管經過加工后壁厚是否符合標準要求。為了確保靈敏度不下降，必須選擇合適的金屬檢測器具以適應相應的被檢測產品。一般來說，檢測范圍盡可能控制在最小值，對于高頻感應性好的產品，檢測器通道大小應匹配于產品尺寸。檢測靈敏度的調整要參考檢測線圈的中心來確定，中心位置的感應最低。

4.3硬度檢測。

硬度檢測主要是檢測高強螺栓以及合金鋼焊口熱處理后的硬度。不銹鋼的硬度檢測要考慮到它的力學性能，這關系到以不銹鋼為原料而進行的變形、沖壓、切削等加工的性能和質量。因此，所有的無縫鋼管要進行力學性能測試。力學性能測試方法主要分兩類，一類是拉伸試驗，一類是硬度試驗。

4.4金相檢驗。

金相分析是金屬材料試驗研究的重要手段之一，采用定量金相學原理，由維金相試樣磨面或薄膜的金相顯微組織的測量和計算來確定合金組織的三維空間形貌，從而建立合金成分、組織和性能間的定量關系。將計算機應用于圖像處理，具有精度高、速度快等優點，可以大大提高工作效率。 金相檢驗時一般不破壞被檢元件，被檢部分可大可小，便攜式顯微鏡使用方便,并附有金相照片,檢驗結果清晰可見，可以檢驗鋼材的金相組織。

4.5無損檢測。

無損檢驗一般由射線檢驗（RT）、超聲檢測(UT）、磁粉檢測(MT）和液體滲透檢測(PT) 四種。其他無損檢測方法：渦流檢測(ET）、聲發射檢測（AT）、熱像/紅外（TIR）、泄漏試驗（LT）、交流場測量技術（ACFMT）、漏磁檢驗（MFL）、遠場測試檢測方法（RFT）、超聲波衍射時差法（TOFD）等，主要是檢驗鋼材和焊縫表面、內部有無氣孔、裂紋、夾渣及其他質量缺陷，確保鋼材、焊縫等的質量，保證電力設備以后的安全運行，保障人民的生命、財產安全。

5、結束語

綜上所述，電力工程金屬監督保證機組安全運行，同時對承壓受熱金屬管件進行監督。金屬部件在制造和安裝時進行了嚴格的監督檢驗，在運行期間了解運行狀況，結合相關標準，認真執行，發現異常及時處理。使電力設施能夠順利的安裝、運行。

參考文獻：

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[3]沈蔚,吳將. 金屬監督在電廠中的重要性[J]. 電子制作,2014,09.

第8篇：金屬材料材質分析范文

1造成腐蝕的原因分析

煉化污水成分復雜，腐蝕性較強，可能造成金屬管道及設備腐蝕的原因很多，包括酸性腐蝕、氧腐蝕、氯離子腐蝕、微生物腐蝕、應力腐蝕、焊接腐蝕等。根據腐蝕的情況，結合現場實測數據，對管道及設備腐蝕作出分析。

1．1污水水質分析2012年對部分污水水質進行了采樣分析。污水水質分析項目和指標如表1所示。

1.2外排污水管道和流砂過濾器管道腐蝕原因分析

從表1可以看出，污水pH值適中，污水中氯離子含量較低，碳鋼管材可以耐受，而監測池外排區和回用區的溶解氧和細菌數較高。分析外排污水管道和流砂過濾器管道腐蝕的原因，主要在于污水中殘留和滋生的微生物———鐵細菌和硫酸鹽還原菌（SRB）促進作用下產生的氧的電化學腐蝕。

1．2．1溶解氧的腐蝕為節省投資，廣西石化公司外排污水監測池與回用污水提升水池合建在一個大池子內，回用區的過剩污水采用溢流堰跌落進外排污水監測池（如圖5所示）；另外，在運行中當外排污水水質較差時，采取將外排污水全部或部分經過砂濾處理后再回流到監測池的措施，以保證污水達標排放，而該回流管線出水口位于水面上，靠近外排污水泵吸入口。由于水流的攪動作用，提高了污水中溶解氧的濃度，監測外排泵吸入口處溶解氧的質量濃度通常在1．5mg／L左右。溶解氧對碳鋼管道的腐蝕是一種電化學腐蝕，鐵和氧形成腐蝕電池，鐵是陽極，遭到腐蝕，氧為陰極，進行還原。水中溶解氧濃度越高，碳鋼的腐蝕速率越高。這正可以解釋污水外排管線的泄漏點全部出現在距泵出口1．6km以內，且沿污水流向遞減分布的現象。

1．2．2鐵細菌的影響污水場在正常生產時共有3個工序需要加入三氯化鐵混凝劑凈化污水，通常加藥總量控制在70mg／L左右，而高密度澄清池出水即回用的砂濾進水中鐵離子的平均質量濃度僅為0．57mg／L，說明加入的大量的鐵離子都已參與了污水的物理、化學和生物反應。由于污水中仍含有鐵離子，且pH值較低，通常在6．5～7．5之間，給鐵細菌的生長創造了良好的生存環境，尤其是在A／O生化池內條件更好，會造成鐵細菌大量繁殖。由于外排污水沒有考慮控制細菌總數，未設殺菌設施，所以在外排污水中必然含有較多的微生物。采樣檢測結果也表明鐵細菌的數量較多（如表1所示）。鐵細菌是一種好氧異養菌，但在溶解氧的質量濃度小于0．5mg／L的系統中也能生長。它偏好鐵質較多的酸環境，以碳酸鹽為碳源：4FeCO3＋O2＋6H2O4Fe（OH）3＋4CO2＋能量［3］，反應產生的能量和高濃度鐵維持其能量代謝，適宜生長的pH值為6～8。它能氧化溶解于水中的氫氧化亞鐵、碳酸亞鐵等使之以紅棕色粘性物（Fe2O3•xH2O）沉積下來，更促使在陽極附近形成氫氧化鐵和鐵銹的沉淀膜。當這種沉淀膜進一步增大時，將妨礙氧進入，所以沉淀膜下方因缺氧而成為陽極，而沉淀膜周圍的金屬則變成了陰極，形成氧的濃差電池，加劇了腐蝕的進行，同時還為SRB提供極為有利的生長條件［6］。在污水外排管道和流砂過濾器進水管道內壁可見大量的暗褐色或黑褐色的銹瘤。挖開銹瘤可見到一個個凹坑，腐蝕繼續進行下去，可造成金屬穿孔。2012年9月底對外排污水管道中的銹瘤樣品進行了分析，其中鐵占68％，由此可證明銹瘤主要是由于鐵細菌腐蝕管道所致。

1．2．3SRB的影響檢測出外排管道垢樣中硫占了1％，而監測流砂過濾器進水中的硫酸根離子的質量濃度為76mg／L。管道中由于氧氣不充足，適宜的溫度、pH值和由于鐵細菌和其它雜質影響形成的銹瘤等沉積物較多，給SRB的生長提供了良好的生長環境。SRB是一種厭氧菌，能利用硫酸鹽或者其它氧化態硫化物作為電子受體異化有機物質。在厭氧環境下，硫酸鹽會在SRB作用下產生H2S，H2S能嚴重腐蝕處理設施和排水管道。

1．3監測池污水提升泵的腐蝕原因分析監測池污水提升泵及其出口閥門、管線腐蝕非常嚴重，分析其原因主要是由于氣蝕所造成。如前所述監測池中的污水含有較高濃度的溶解氧，當葉輪葉片入口附近的壓力小于液體輸送溫度下的飽和蒸氣壓力時，液體就會氣化，溶解在液體內的氣體逸出，形成許多氣泡而產生嚴重的氣蝕現象，造成金屬表面因沖擊疲勞而剝裂。同時含有較多氧氣的氣泡還會形成熱電偶，形成電化學腐蝕作用，更加速了金屬剝蝕的破壞。另外外排污水泵采用了自吸式水泵，由于污水池較深，最低停泵液位設置較低，也容易導致氣蝕的發生。

2對策

目前，污水場出現嚴重腐蝕情況的部位集中在監測池外排污水管道、回用水提升泵和流砂過濾器區域，而在污水處理單元和回用水其它單元尚未發現腐蝕情況。原因是對流砂過濾器等撬裝設備、界區外管道和一些防腐相關的細節考慮和要求不夠，而對污水處理單元的設備和管線充分考慮了污水及化學藥劑的腐蝕性，在選材上大量使用了PE、不銹鋼以及UPVC等耐腐蝕材料。通常控制金屬材料的腐蝕主要從合理設計，正確選用金屬材料，改變腐蝕環境，采用耐腐蝕覆蓋層，電化學保護，采用非金屬材料等方面著手。針對污水場生產運行現狀，采取了如下補救措施和防治對策：（1）對外排污水管道分段打開檢查腐蝕情況和測量厚度，對腐蝕嚴重的部分管段進行維修，碳鋼管內壁做防腐處理。對外排污水管線在上管廊前的410m埋地段采用HDPE內穿插修復。（2）針對污水外排泵出口閥門和出口短接以及回用水裝置閥門的腐蝕問題，升級閥內件材質，采用襯塑、襯四氟等隔離層。（3）對流砂過濾器內部進行了重新打磨和噴涂高強度防腐涂層，將其撬裝碳鋼管線全部更換為HDPE管。（4）將砂濾回流管線移位到監測池入口端，出水口延伸到池子底部，在回用區與外排監測池相連的溢流堰上開些平衡孔，適當提高監測池運行水位，以減少污水中溶解氧的含量。（5）對監測池污水提升泵的氣蝕余量進行核算，調整停泵液位，葉輪材質升級為耐腐蝕的316不銹鋼。（6）提高外排污水的pH值，盡可能控制在8．3～9．0之間，以抑制鐵細菌的生長。（7）向污水監測池中沖擊式投加次氯酸鈉，使菌群數量控制在1000個／L。

3效果

2013年按照上述對策和措施進行了改造，通過一年的運行和監測，外排污水監測池中的溶解氧的質量濃度基本控制在0．5mg／L以下，水中的細菌總數控制在1000個／L以下，并且鐵細菌數量不超過200個／L，經過材質升級的水泵葉輪、泵軸和閥門等沒有再出現腐蝕現象，設備完好；流砂過濾器重新防腐和更換管線后效果非常明顯，漏點基本消除；外排污水管線埋地段采用HDPE內穿插修復后未再發現新漏點，管廊上僅進行維修和簡單防腐處理的管道仍有新漏點產生，但出現頻率大幅減緩，公司已委托設計單位重新設計鋪設一條HDPE管道，準備分段實施。

4結語

第9篇：金屬材料材質分析范文

關鍵詞：當代金屬雕塑創作；藝術形式；特征分析

前言：金屬雕塑作為當前一種十分常見的雕塑形式，在藝術領域當中占據著十分重要的位置。在金屬雕塑當中，注重的并不是草圖、計劃E元素，而是站在金屬材料的角度上，為當代金屬雕塑創作提供依據和借鑒。在當代金屬雕塑中，藝術形式特征十分豐富鮮明，對這些不同的藝術形式特征進行研究，有助于進一步提高金屬雕塑的創作質量，使其具有更為良好的藝術性和觀賞性。

一、當代金屬雕塑創作的主要藝術形式

（一）形式特點

在當代金屬雕塑創作當中，藝術作品的新奇獨創、多樣化等都十分重要。在當前社會中，人們在物質價值得到滿足的同時，也需要對信息文化價值進行了解，因而為雕塑創作作品提出了更深層次的內含要求。雕塑作為一種媒介開始對一定的信息進行傳遞。因而在金屬雕塑創作中，逐漸引入了后結構主義批評理論、符號學理論、語言哲學理論等[1]。由此可見，在當代金屬雕塑創作中，受眾信息化要求的提高，是一個十分重要的特點。

（二）表現手法

在當代金屬雕塑創作的表現手法中，主要包括風格表現、環境表現、內容表現、情感表現等方面的內容。通過融合物的思想和美學，能夠體現出藝術的內在、深刻、集中形象表現，生動確切的升華和表露藝術靈感，進行藝術的概括和提煉。金屬雕塑的形式元素，與周邊環境中的空間、生態、自然等要達到良好的協調和統一，通過對審美效果的削弱或加強，對金屬雕塑的空間結構產生影響。采用相互依存的內容和形式語言，對雕塑創作的藝術性進行體現。此外，通過對現實生活情感的不斷積累，賦予金屬雕塑深刻的情感表現。

（三）藝術形式形態

在金屬雕塑藝術形式當中，創造性具有十分重要的非意義，在現代主義時期當中，對于金屬雕塑藝術來說，藝術形式的原創性發揮著重要的作用，在對藝術家藝術成就進行衡量的過程中，也是一種關鍵性的標準[2]。現代雕塑藝術的發展體現出了藝術形式的進步，人們應當對藝術進行不斷的創新，不斷產生新的藝術形式。在當代金屬雕塑中，手法表達形式通常以寫實為主，通過嚴格的解剖學、透視學原理，對形態藝術形態進行塑造。另外，寫意手法也占據著重要的位置，對形體心態進行變形、夸張、提煉、概括。

（四）空間結構形式

在當代金屬雕塑中，經過不斷的探索和研究，逐漸開始對現成品進行利用。在這樣的現成品金屬雕塑作品中，并不是局限于材質美感、藝術家勞動等方面，其意義得到了更為廣泛的擴充，對于批評、社會生活等方面都有所涉及。因此，金屬線成品材料的應用，使得材料空間得到了豐富，因而使金屬雕塑逐漸形成了不同的空間結構形式。例如在獨立造型中，并沒有被線使形象外輪廓所限制，基于線的自身表現能量，通過全新的方式，對線的空間結構形式進行塑造。

（五）造型結構形式形態

當代金屬雕塑主要包括框架、體塊、空間等造型結構形式形態。例如在建設房屋的過程中，必須首先對框架進行制造，才能夠進行門窗安裝和墻體堆砌，最終建成房屋[3]。如果沒有事先建立框架，就難以確定門窗、墻體的位置。在金屬雕塑中也是如此，需要進行框架的建立，才能夠進行后續的造型。通過金屬雕塑不同的體塊造型，能夠展現出不同的形象和意味，對韻律豐富的可是形象進行構造。一個好的金屬雕塑必須能夠融入其所在的城市空間當中，通過與周邊一切事物與環境的良好融合，提升整個空間的藝術品位。

二、當代金屬雕塑創作的藝術形式特征

（一）融合性

在當代金屬雕塑創作中，一個十分明顯的藝術形式特征就是融合性，作為一種物質，金屬材料具有十分廣泛的含義，而在雕塑的創作當中，必須體現出金屬材料和周圍環境的融合，不但能夠融入周圍環境，同時也需要對周邊環境進行襯托，以達到更好的藝術表現[4]。另外，金屬雕塑作為提供給人們欣賞的一種藝術形式，應當注重和人之間的互動與融合。不同的人在欣賞同一座雕塑時，能夠通過與其融合互動，感受到不同的意味，可以說這件雕塑就是成功的。

（二）傳統性

傳統性使當代金屬雕塑創作中一個主要的藝術形式特征，在金屬雕塑當中，通過運用傳統形式語言和傳統象征語言，往往能夠取得意想不到的良好效果。例如在理查德?塞拉創作的火車站金屬雕塑作品《中轉站》當中，采用了長條鋼構成本較差抽象的平臺，沒有對外形進行特殊加工，采用了不銹鋼材質，也符合環境雕塑的原則[5]。對象征性語言進行運用，能夠通過一個事物對另一個事物進行表達，在當代金屬雕塑中，也體現出了藝術形式的獨特性特征。采用傳統形式語言和象征語言，提升了雕塑作品的藝術形象自由性，滿足了美的本質和藝術的要求。

（三）互動性

一件優秀的金屬雕塑作品，應當具有良好的互動性藝術形式特征，首先需要提升雕塑形式的可讀性，其中的藝術形式、藝術語言等，應當能夠被人們所接收和解讀，與公眾進行平等的對話和交流[6]。在社會生活中，應體現出良好的共榮幸特點，能夠對某一特定空間進行適應，或是對雕塑作品環境進行依附，采用不同的材料和手法在不同的環境中進行作品的塑造。當代金屬雕塑應當與公眾行為之間產生良好的互動，讓人們能夠對雕塑作品的藝術形式和藝術內涵進行更加深入的了解。

（四）標志性

從形式意義、主題等方面來看，金屬雕塑的大小環境區別十分鮮明，對于歷史、傳統、風土等進行了良好的承載。在小環境當中，采用對照構成法對雕塑作品進行塑造，兩邊基本相同的形象，向中心聚合，統一感、聚合力等十分強烈，對于小環境十分適合[7]。而在大環境方面，以環境為主進行金屬雕塑創作，與周圍的建筑、空間、環境等實現良好的統一與和諧。在環境適宜的情況下，對雕塑作品的體積進行合理的確定，避免對缺點進行暴露，防止無法對細節進行展現。

（五）多元性

在物質屬性不同的材質中，應當根據材料具體確定工藝。對于制作方法、工藝流程、材質等，都應進行熟悉和了解，從而更好的發揮出工藝技術的效果特點，盡量美化和完善雕塑作品的藝術境地。在限制當中對好的金屬雕塑進行構思和立意，適當的變形和夸張紋飾與造型，能夠對金屬雕塑的藝術特點進行體現。對于當代金屬雕塑的藝術形式特點而言，具有很多的形式特點，但由于其具有極大的多元性、豐富性，因而具有更多的結構層次、角度、樣式等。在公共藝術觀念、環境、人、建筑等角度的差異，造就了當代金屬雕塑的多元性，通過金屬雕塑的形式，也能夠更加充分的表達出人們豐富的美好期盼與對未來的憧憬。

結論：雕塑是當前藝術領域當中一種主要的表現形式，金屬雕塑作為雕塑作品中的一個主要類別，具有十分豐富的創作藝術形式和藝術形式特征。例如互動性、融合性、標志性、傳統性、多元性等。在復雜的雕塑造型形態設計中，對雕塑的形式元素進行提煉，從而對藝術形式進行更為充分的體現。通過公共環境藝術的角度，對雕塑文化狀態進行揭示，從而使其能夠對人文氣息進行體現。通過這種方式，當代金屬雕塑創作才能夠體現出更為良好的藝術形式特征。

參考文獻：

[1]何桂彥.中國當代雕塑的形態邊界與敘事邏輯[J].藝術生活-福州大學廈門工藝美術學院學報，2012，01：26-29.

[2]張大民.從材料和造型論中國新具象雕塑創作個性化特征[J].數位時尚（新視覺藝術），2012，02：115-117.

[3]宋偉光，曾靖.“抽象雕塑如何在當代中國文化體系中生長――“第十八屆中國雕塑論壇”專題研討會紀要[J].雕塑，2012，06：12-17.

[4]錢海源.勇于進行藝術探索的優秀典范――解讀雕塑家鐘志源[J].文藝生活（藝術中國），2013，06：36-39.

[5]李仲如.若即若離，是我非我――百年中國女性雕塑創作中的女性意識[J].雕塑，2010，02：42-47.