船舶管理（轮机长大管轮）7.5 船舶机械材料测试

第五节船舶机械材料测试一、应力试验

目前，测量应力的方法主要分为两大类。（1）机械法，如钻孔法、取条法等。机械法会对工件造成一定的损伤和破坏，但由于其具有理论完善、技术成熟、测量精度较高等优点，目前在现场测试中应用广泛。（2）物理检测法，如X射线衍射法、超声波法和磁测法等。这些方法均属于无损检测，对工件不会造成破坏，但成本较高，其中X射线衍射法发展最为成熟。（一）机械法1.小孔法2.纳米压痕法压痕残余应力测定法是采用硬度试验方法、借鉴盲孔法的应变测量思想、根据应力场干涉理论而形成的一种全新的残余应力测量方法。通过测定材料的载荷–位移曲线来评估材料硬度、弹性模量、塑性等性能。2、物理法（1）X射线衍射法（2）超声波法（3）磁测法（4）Stoney公式法（二）硬度试验

金属的硬度可以认为是金属材料表面在接触应力作用下抵抗塑性变形的一种能力。硬度测量能够给出金属材料软硬程度的数量概念。

硬度的试验方法很多，在机械工业中广泛采用压入法来测定硬度，压入法又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等。三、金相显微镜分析法利用金相显微镜来研究金属及其合金组织和缺陷的方法叫做金相显微分析法。金相显微分析是研究金属内部组织最重要的方法之一。金相试样的制备过程包括取样、磨制、抛光、浸蚀等几个步骤。1、取样取样的部位及磨面的选择，根据检验金属材料或零件的特点、加工工艺及研究目的进行选择，取其具有代表性的部位。2、磨制

磨制分为粗磨和细磨。粗磨可使用砂轮机或锉刀锉平，目的是为了将试样修整成平面。细磨分手工和机械磨制（在予磨机上磨制），目的是消除粗磨留下的磨痕，为抛光作好准备。细磨的目的是获得平整光滑的磨面。3、抛光

抛光的目的在于去除细磨时磨面上遗留下来的细微磨痕和变形层，以获得光滑的镜面。常用的抛光方法有机械抛光，电解抛光和化学抛光三种，其中以机械抛光应用最广。4、浸蚀

抛光后的试样在显微镜下仅能看到某些非金属夹杂物、石墨、孔洞和裂纹等。无法辨别出各种组成物及其形态特征。必须经过适当的浸蚀，才能使显微组织正确地显示出来。目前，最常用的浸蚀方法是化学浸蚀法。（二）船舶机械故障检测1．状态监测状态监测的任务是了解和掌握设备的运行状态，包括采用各种检测、测量、监视、分析和判别方法，结合系统的历史和现状，考虑环境因素，对设备运行状态进行评估，判断其处于正常或非正常状态，并对状态进行显示和记录，对异常状态做出报警，以便运行人员及时加以处理，并为设备的故障分析、性能评估、合理使用和安全工作提供信息和准备基础数据。2．故障诊断故障诊断的任务是根据状态监测所获得的信息，结合已知的结构特性和参数以及环境条件，同时结合该设备的运行历史（包括运行记录和曾发生过的故障及维修记录等），对设备可能要发生的或已经发生的故障进行预报、分析和判断，确定故障的性质、类别、程度、原因、部位，指出故障发生和发展的趋势及其后果，提出控制故障继续发展和消除故障的调整、维修、治理的对策措施，并加以实施，最终使设备复原到正常状态。3.故障诊断和状态检测的应用状态监测一般通过测定设备的某个较为单一的特征参数（例如设备的振动、温度等），来检查其状态是否正常。仅以有限的几个指标就可以确定设备的状态，这就是以监测为主的简易诊断。通常情况下，当简易诊断发现设备或部件发生异常时，应转入精密诊断。通常所称的“故障诊断”不是简易诊断，而是指比较复杂的精密诊断。精密诊断应该对异常状态进行多方面的分析，包括收集设备运行的历史资料、对简易诊断的结果进行审核，同时进一步合理地选择测量仪器对设备的各种参数进行监测，对监测得到的特征信号进行全面的分析（如：进