常見的金屬耐久測試方法

金屬耐久測試是評估金屬材料在各種環(huán)境條件和使用情況下抵抗磨損、腐蝕、疲勞等性能下降的能力，以下是一些常見的金屬耐久測試方法：

磨損測試

• 原理：通過模擬金屬材料在實(shí)際使用過程中的摩擦磨損情況，來評估金屬的耐磨性能。

• 方法：

• 銷盤磨損試驗(yàn)：將金屬銷試樣與旋轉(zhuǎn)的圓盤試樣接觸并施加一定的載荷，在一定的時間和轉(zhuǎn)速下進(jìn)行摩擦，通過測量銷試樣的磨損量來評價金屬的耐磨性能。

• 三體磨損試驗(yàn)：在摩擦副之間加入一定粒度的磨料，模擬金屬在含有顆粒介質(zhì)中的磨損情況，如礦山機(jī)械中的礦石顆粒對設(shè)備的磨損。

• 應(yīng)用場景：常用于評估金屬零件在相對運(yùn)動過程中的耐磨性能，如機(jī)械零件、軸承、齒輪等，為其使用壽命和維護(hù)周期的確定提供依據(jù)。

腐蝕測試

• 原理：將金屬材料暴露在特定的腐蝕環(huán)境中，觀察和測量金屬在一定時間內(nèi)的腐蝕程度，以評估其耐腐蝕性能。

• 方法：

• 鹽霧試驗(yàn)：將金屬試樣放置在鹽霧試驗(yàn)箱中，通過噴霧裝置將一定濃度的氯化鈉溶液霧化后噴灑在試樣表面，模擬海洋環(huán)境或高濕度、高鹽度的工業(yè)環(huán)境中的腐蝕情況，根據(jù)試驗(yàn)后金屬表面的銹蝕程度、腐蝕面積等評價其耐蝕性。

• 浸泡試驗(yàn)：將金屬試樣完全浸泡在特定的腐蝕介質(zhì)中，如酸溶液、堿溶液、鹽水等，在一定的溫度和時間條件下觀察金屬的腐蝕情況，通過測量試樣的質(zhì)量損失、尺寸變化、表面形貌變化等評估其耐蝕性能。

• 應(yīng)用場景：廣泛應(yīng)用于金屬材料在戶外、海洋、化工等易腐蝕環(huán)境中的耐久性評估，如建筑幕墻、船舶、橋梁、化工設(shè)備等。

疲勞測試

• 原理：通過對金屬材料施加循環(huán)載荷，模擬金屬在實(shí)際使用過程中承受的反復(fù)應(yīng)力作用，觀察金屬在循環(huán)載荷下的失效行為，以評估其抗疲勞性能。

• 方法：

• 旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)：將金屬試樣一端固定，另一端施加旋轉(zhuǎn)彎曲載荷，使試樣表面承受交變的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力，記錄試樣在循環(huán)載荷作用下直至斷裂的循環(huán)次數(shù)，即疲勞壽命，同時觀察試樣的斷口形貌，分析疲勞裂紋的萌生和擴(kuò)展機(jī)制。

• 軸向加載疲勞試驗(yàn)：對金屬試樣施加軸向的循環(huán)拉伸或壓縮載荷，可用于評估金屬在承受軸向交變應(yīng)力時的疲勞性能，如發(fā)動機(jī)連桿、螺栓等在工作過程中主要承受軸向交變載荷，常采用這種試驗(yàn)方法進(jìn)行疲勞性能測試。

• 應(yīng)用場景：對于承受循環(huán)載荷的金屬結(jié)構(gòu)和零部件，如航空發(fā)動機(jī)葉片、汽車底盤部件、橋梁結(jié)構(gòu)等，疲勞測試是確保其安全可靠運(yùn)行的重要手段。

高溫持久測試

• 原理：在高溫環(huán)境下對金屬材料施加一定的載荷，觀察金屬在長時間高溫作用下的變形和斷裂行為，以評估其在高溫條件下的持久強(qiáng)度和蠕變性能。

• 方法：

• 持久強(qiáng)度試驗(yàn)：將金屬試樣置于高溫爐中，在恒定的溫度和載荷作用下，記錄試樣斷裂的時間，通過對不同溫度和載荷下的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，繪制出持久強(qiáng)度曲線，從而確定金屬材料在不同高溫條件下的持久強(qiáng)度極限。

• 蠕變試驗(yàn)：在高溫和恒定載荷作用下，測量金屬試樣在長時間內(nèi)的變形量隨時間的變化關(guān)系，根據(jù)蠕變曲線的特征參數(shù)，如蠕變極限、蠕變速率等，評估金屬的蠕變性能。

• 應(yīng)用場景：主要用于評估金屬材料在高溫環(huán)境下的長期使用性能，如航空航天發(fā)動機(jī)的高溫部件、火力發(fā)電站的蒸汽管道、冶金工業(yè)中的高溫爐構(gòu)件等。

環(huán)境模擬測試

• 原理：模擬金屬材料在實(shí)際使用過程中可能遇到的各種復(fù)雜環(huán)境條件，綜合評估金屬在多種因素共同作用下的耐久性。

• 方法：

• 濕熱循環(huán)試驗(yàn)：將金屬試樣在高溫高濕和低溫低濕環(huán)境之間循環(huán)切換，模擬金屬在不同季節(jié)、不同地域的使用環(huán)境變化，觀察金屬表面的腐蝕、氧化、變形等情況，評估其在濕熱環(huán)境下的耐久性。

• 紫外老化試驗(yàn)：利用紫外燈模擬太陽光中的紫外線輻射，對金屬材料進(jìn)行照射，同時可結(jié)合高溫、高濕等環(huán)境條件，評估金屬在戶外長期暴露于陽光下的老化性能，常用于建筑外墻金屬裝飾材料、汽車外飾件等的耐久性測試。

• 應(yīng)用場景：適用于對金屬材料在復(fù)雜多變的實(shí)際使用環(huán)境中的耐久性進(jìn)行全面評估，如電子設(shè)備外殼、戶外廣告牌、建筑裝飾材料等。