材料理化检验

材料理化检验

材料理化检验主要是检验材料的使用性能。施工常见的材料检验主要包括力学性能、化学性能、晶间腐蚀、焊材扩散氢检验

一、力学性能检验包括强度、塑性、硬度、韧性。

强度指常温条件下材料的受载抵抗塑性变形和防止破坏的能力不同材料在不同的温度下强度是不同的。施工中常用来确定材料是否在符和腐蚀、温度要求的情况下可否使用或压力试验时计算试验压力，常用的材料不同温度强度在GB150的材料篇中有专用的数值表。

试验方法主要使用万能拉力机检验。在JB4708标准中对试件加工的宽度、长度、方法均有明确要求。我们常用的强度指标是许用强度[σ]，剪切强度。许用强度[σ]对于塑性材料指屈服极限同安全系数的比值。许用剪切强度[τ]用于塑性材料，其同许用强度的关系[τ]= [σ]/√3（依据第四强度理论）塑性指材料在外力的作用下，能够产生永久变形而不破坏的能力试用伸长率、断面收缩率来表示。伸长率是利用拉力机拉断标准试件时，总伸长长度与初始长度以δ（%）表示。断面收缩率顾名思义指试件拉断时横断面缩小的面积与原始截面面积的比值以φ（%）表示。伸长率和断面收缩越大说明材料的塑性越好便于加工成型，避免制造的设备在使用过程中发生脆性破坏。

硬度是指抵抗其他硬物压入其表面或划伤的能力。施工中主要用于检验热处理后设备、管道母材同焊缝的硬度区别，以检验热处理后是否材料符和要求。硬度检验现场主要使用冲击式硬度计检验。硬度标示方法主要有：布氏硬度HB、洛氏硬度HRA/HRC、维氏硬度HV。布氏硬度由于压头的原因测量范围到500，维氏硬度和洛氏硬度远大于它。硬度的指标可以依据GB1172（黑色金属硬度及强度转换）核对硬度和强度的关系确定不同硬度范围的近似强度。工程中主要是使用布氏硬度检测的。

一般情况下，，硬度与抗拉强度有如下的近似关系：

=0.36HB

低碳钢σ

b

=0.34HB

高碳钢σ

b

=0.325HB

调质合金钢σ

b

韧性是材料对冲击载荷的抵抗能力。使用摆锤式试验机对加工试件一次性冲断，材料所吸收的功，使用AK表示单位J，工程中称为冲击值。在冲击试验中，由于材料在不同温度下的塑性是不同的，因此材料的使用应当在转变温度以上，通过冲击试验，可以检验材料的使用温度范围内的冲击韧性是否符合材料的使用要求。

二、金属材料化学分析

材料的化学成分分析在施工中主要是材料的含碳C量、含Mn量、含Si量、含S、P量的分析即五大元素分析。对于其他Gr、Mo、V、Ti、Ni、Cu等元素的分析根据不同的检测要求确定。化学成分分析可以定量分析出材料的成分含量。另外使用广谱分析的方法也可以分析出材料的化学成分，但精度较低只可以大致确定一个范围值。分析方法依据标准：

三、晶间腐蚀

晶间腐蚀是不锈钢材料腐蚀破坏的重要形式。晶间腐蚀需要加工试块，试块表面要求抛光处理达到抛光要求。试验方法主要有10%草酸法，以此为依据作进一步判断（也可作为独立的判断依据）下一步依据判定结果确定进行硫酸—硫酸铁、65%硝酸、硝酸--氢氟酸、硫酸—硫酸铜等长时间热酸试验。这类试验由于时间较长，试件加工精度较高，一般试验成本也相应的比一般的检验要高。依据标准：

GB4334.1-84《不锈钢10%草酸浸蚀试验方法》，

GB4334.2-84《不锈钢硫酸—硫酸铁腐蚀试验方法》

GB4334.3-84《不锈钢65%硝酸腐蚀试验方法》

GB4334.4-84《不锈钢硝酸—氢氟酸腐蚀试验方法》，

GB4334.5-84《不锈钢硫酸—硫酸铜腐蚀试验方法》，

GB4334.6-84《不锈钢5%硫酸腐蚀试验方法》，

GB4334.7-84《不锈钢三氯化铁腐蚀试验方法》，

GB4334.8-84《不锈钢42%氯化镁腐蚀试验方法》，

GB4334.9-84《不锈钢点蚀电位测量方法》

四、焊接材料的扩散氢试验

焊接材料的扩散氢试验主要是检测焊接材料中氢含量。检测方法主要有水银置换法、甘油置换法、气相色谱法。在当用甘油置换法测定的扩散氢含量小于2ml/100g时，必须使用气相色谱法测定。水银置换法测定由于检测毒性较大一般不用。甘油置换法和气相色谱法适用于手工电弧焊执行标准GB/T3965—95《熔敷金属中扩散氢测定方法》。试验方法是：称制试块四件精确至0.1g加引弧版和引出板，试件使用前烘干（加热400～650℃保温1h，250℃保温6h,焊条烘干），四件焊后2s放入冰水中摆动冷却10s后取出，机械除去引弧板，引出板放入收集器中72h检查收集量计算扩散氢含量。因此总需时间最短75h。

按照GB12337—98标准，不同常用焊接材料扩散氢的含量

五、试验的取样

10%草酸法试样的采集是以压力加工的钢材式样从同炉号、同批热处理、同一规格的钢材中选取。铸件从同一炉号的钢水浇铸的试块中选取；焊接试件从与产品钢材相同且焊接工艺也相同的试板上选取。所检验的面为使用面。对于焊接接头试样应当包括母材、热影响区、焊缝金属表面。原则上使用锯切并抛光。

硝酸—氢氟酸腐蚀主要适用于含钼奥氏体不锈钢的晶间腐蚀倾向。晶间腐蚀试样30×20，宽度对于不同材料如焊条、钢丝不做要求。厚度2-5mm数量依据试验方法的不同，单项两件。取样应当是同一炉号、同批号、同批热处理同规格的钢材。板材取样部位沿着轧制方向，钢管根据厚度范围的不同加工两组试样，一组沿外壁，一组沿内壁。焊条为焊缝金属部分。

对于其他的检测方法依据材料的使用环境和业主、设计的要求选用。

六、其他常见的试验方法

1、钢结构厚度方向性能试验

依据GB5313-85《厚度方向性能钢扳》对于钢板的厚度方向性能试验的规定，要求钢板在厚度方向具有良好的抗层间撕裂性能适用于厚度在15～150mm，屈服点不大于500Mpa的镇静钢钢板要求有两方面：含硫量的限制和厚度方向断面收缩率的要求值。分Z15、Z25、Z35三个级别按照用户的要求对每张原轧钢板或检验批进行检查。检验批系指同一炉号，同一热处理条件的钢板，总重量不大于25t的钢板组成一批。且同一批中钢板的公称厚度之差与该批最小厚度之比不得大于20%，Z25、Z35级钢扳应当逐张检验，试件取样为6件，位置轧制方向的任意端中部，制成拉力试样进行拉力试验确定断面收缩率。该检测方法主要用于建筑结构的材料。

2、钢材反复弯曲试验

用以检测金属（及覆盖层）的耐反复弯曲性能，并显示缺陷。适用于截面积小于等于120mm的型截面线材、条材或厚度小于等于5mm的带材和板材。

3、管材的压扁扩口试验

4、螺栓摩擦副的拉力试验