金属材料检测常见问题及解决对策
摘要: 在经济快速发展的今天,工业领域取得了巨大进步,金属材料作为工业生产和科技发展的物质基础,质量检测是确保工业健康发展的关键。在金属材料的检测过程中,检测人员会受到各种因素的影响,导致检测结果出现误差。为了避免由于检测误差造成工业生产事故,企业必须要采取相应措施进行改进和优化,同时也需要检测人员不断提升自身素质和综合能力,以保证检测结果的准确性。据此,本文主要对金属材料检测常见的问题和解决策略进行了简要分析。

因为社会对工业领域中金属材料的性能提出了新的要求并产生了更多的需求,使得相应的合金类型也开始逐渐增加。通常,对金属材料基本性质的评估都要采用各种测试方法,而同一材料因使用领域不同,使得检测的重点往往也不尽相同,这便提升了试验工作的困难程度。而为尽可能提高检测结果的准确性,就要控制好试验中的各种因素,并采用适当的手段和方法,以推动试验操作顺利进行。

1.金属材料检测时影响检测质量的主要因素

1.1环境因素

所处周围环境的不同,使得金属材料本身的性能也会存在较大的区别,所以测试时应该创造出标准环境来开展试验工作,若所处环境特殊,则要在之后的检测记录中标明操作时的环境信息。对于金属材料来说,通常情况下,会因环境温度的升高而使得自身强度变弱,且疲劳性能也会发生一定改变,同时,如果在高温条件下长久受到静载荷作用,还会使材料出现蠕变情况。另外,环境温度还会在某种程度上对材料的形变情况产生影响,使得金属材料出现热胀冷缩现象,因此必须要让试验时的环境温度、材料温度、装置温度维持一致。

1.2人为因素

人为误差的表现形式包括两种:①由于测试依据和试验方法的差异、操作行为的错误,或者是因为没有因地制宜、缺乏经验而造成的人为误差。②对操作设备、器具的检验不够全面、规范以及检测人员的专业能力较差而产生的人为误差。而在具体检测工作中,试验人员因专业度不够和工作态度不认真而造成失误的频率要更高。

1.3原材料

金属材料的形状、尺寸和表面粗糙度会对材料检测工作产生较大的影响。在进行试验时,材料外形会对上屈服量具有直接影响;试验样品的尺寸会对测试效果有一定的影响;材料表面的粗糙程度,会在自身具有良好可塑性时,降低对屈服点的影响,但当自身可塑性较低的时候,就会对非比例拉伸力和断后延展性造成很大影响。

2.金属材料检测问题及应对策略

2.1力学性能试验

2.1.1拉伸检测

金属材料被制作成产品前期,通常要经过各种各样的生产环节,在这一过程中就可能会让金属材料原有的品质和性能受到不良影响,因此,为提升金属材料性能检测的精准性,一般有关人员会选在金属材料加工成产品后进行测试,而具体的检测方法则会受到产品条件的不同而发生一定变化。例如,在对薄板形式的金属产品进行性能检测时,仅能采用通用夹具来操作产品,但也会由于产品过薄,导致夹具前端凸起难以保持夹紧状态,从而使得在进行拉伸测试时很可能会因不能将产品拉断且使产品掉落而造成试验失败。针对这一问题,为有效防止产品滑出夹具,就要采取措施来增大二者之间的摩擦程度,具体而言,可使用棉布、橡胶条等材料在产品两端进行捆绑,之后在进行夹持时,要使夹具前端凸起部分深入到捆扎的棉布或是橡胶条之中,这样便能确保拉伸检测可顺利进行。

2.1.2载荷检测

在对金属材料进行载荷检测的时候,会应用到万能材料试验设备中的载荷感应装置进行作业,在检测过程中,技术人员会预先设定好恒定速度,检测结果则以载荷-位移曲线的形式进行呈现,针对这一检测试验来说,若只是对最大荷重进行考量,那么最终检测结果会较为精准,但是若从研发方面进行考量,则所测试的金属材料就会因受到各种变形量和载荷量的影响,而使得试验结果产生偏差,且这一情况主要在压缩试验项目中较为明显。这主要是因为普通材料在遭受到压力发生形变时,产生的形变量相比于受到拉力时而形成的形变量会更小一些,这样的条件下,检测装置就不能依据最初所规定的速度进行试验,实际上的试验运动速度会比设置的速度小,所以载荷感应装置便难以准确捕捉到材料的变形变化。针对这一问题,可对感应设备进行更新升级,额外加装一台光栅传感器便能有效解决,而针对不具备光栅传感器的试验设备,就尽量避免进行压缩试验,替换为拉伸试验即可。

2.2硬度检测

对于金属材料的硬性程度检测工作而言,包含有多种试验方法,而在实验室中,布氏硬度检测和维氏硬度检测是使用最为广泛的两种方法。硬度检测的基本原理为:对金属材料表面的压痕直径数据进行测量,再使用读数显微镜对直径长度进行进一步检测,之后和参照表进行比对,找出对应的硬度值。在该试验项目中引发压痕长度检测出现偏差的因素较为多样,如金属材料的检测面和支撑面之间倾斜角的大小、金属材料检测面的粗糙性、试验力度等。针对材料检测面的粗糙性而言,粗糙程度较高的情况下,就会使得压痕较为模糊,由此得到的检测结果的精准性也就较低,所以,对较为粗糙的材料试验面,在进行试验前,应使用砂纸进行适度打磨。其次,对于布氏硬度检测法而言,为确保结果的准确性,在正式开展检测之前,要先对金属材料的硬度进行评估,依据评估数据来选取合适的试验力度和压头直径量,以将压痕直径d控制在0.25~0.6D之间,其中D表示压头直径,该操作要点对于维氏硬度检测也同样适用。

2.3金相显微组织分析

在对金属材料进行金相显微组织分析的时候,常会产生制样问题、腐蚀问题以及组织识别问题。首先,在制样环节,极易因材料受力不等、砂纸和抛光布不适配而导致金属材料表面出现凹凸缺陷、划痕等现象,加之金属材料较软,这些现象就会更易出现。其次,在腐蚀环节中,所使用的腐蚀方法、试验时间、操作环境温度均会在不同程度上影响腐蚀的质量和效果,若是不能准确控制这些要素,就会造成后续对材料组织进行识别、辨认的工作难以顺利开展。为此,在对金属材料进行组织分析的时候,要选用专业能力较强、实操水平较高、试验经验丰富的人员进行作业,并要在允许条件下,对材料进行微区组织成分研究和硬度测试,以能更全面地对金属材料的组织成分进行识别。除此之外,也要督促相关检测人员不断提升专业水平,以进一步强化检测技能,累积更多经验,提高金属检测工作的精准性和可靠性。

结语:由于金属材料品质的优劣程度直接影响到生产的成品质量,所以对该材料的检验工作就具有非常之大的价值和意义。而因金属材料种类、检测手段均较多,使得测试工作受到的影响也较大,极易出现各种问题而影响到试验结果的精准性,为此,测试人员就要对检测设备进行熟练运用,对金属材料的性能特点进行明确,对影响因素进行掌握,对各种检测方法的应用原理和注意要点进行深入研究,并不断积累经验,增强专业能力,唯有如此,才可以获得更加准确的测试结果,从而为产品的生产工作提供可靠保障。

参考文献:

[1]曾兵.金属材料检测中存在的问题及解决办法[J].世界有色金属,2020(17):148-149.

[2]李艳,傅俊超.金属材料检测常见问题及策略探析[J].中国金属通报,2020(06):161-162.