钢材性能测试的常用检测方法

    在为特定用途选择材料时，通常应考虑几个标准。耐腐蚀性和耐磨性是重要因素，但同样重要的是材料的强度。不同材料组的材料强度差异很大。即使在给定的组内，强度也会因添加的合金元素和材料的制造方式而有很大差异。材料强度是一个非常重要的属性，因此了解如何测试材料以测量其强度是有益的。以下是测量材料强度的六种常用方法。

    拉伸测试 拉伸测试是测试材料机械性能最流行的方法之一。拉伸试验是在称为拉伸试验机或万能试验机（可以进行各种试验）的特殊设备上进行的。 在拉伸试验之前正确准备试样是必不可少的。试样通常是哑铃形的，靠近两端的横截面应该较厚，因为它们被拉伸试验机夹在夹具中。必须知道试样中心横截面的面积，以便可以通过载荷/面积测量来量化拉伸强度。 在实际测试过程中，材料被拉开直到发生故障，并在整个过程中捕获和记录施加的载荷。 拉伸试验通常以磅/平方英寸或类似单位进行测量。材料的弹性模量、屈服强度、极限抗拉强度、延展性、应变硬化特性、杨氏模量和泊松比都可以用这种技术计算。

    压缩测试 与拉伸试验相反的是压缩试验，它是在压力试验机或万能试验机上进行的。 与该领域的专家一起参加关于当前面临的问题以及那些致力于防止和减轻混凝土腐蚀的人的未来的大师班。 被测试的材料被装入机器中的两块板之间，然后将它们压在一起直到材料断裂。压缩测试通常在脆性材料上进行，例如水泥和砖。韧性材料可能无法通过压缩测试进行准确测试，因为它们往往会发生塑性变形而不是断裂。压缩测试通常以磅/平方英寸为单位。

    疲劳测试 当材料将受到循环应力（例如在大规模生产过程中反复旋转的车辆或设备中的冲击或振动）时，了解材料在疲劳和失效之前可以承受多少次重复载荷非常重要。疲劳测试是通过获取材料样本并将其置于试验机器（如液压疲劳试验机）上进行重复加载的加速模拟来进行的。重复计数直到发生材料失效。由此，使用应力-寿命图计算材料的疲劳强度。

    扭转测试 扭转测试用于确定材料如何对导致其扭曲的力做出反应。具有相对高拉伸或压缩强度的材料可能几乎没有承受通过扭转施加的载荷的能力。因此，在为紧固件、桥梁和飞机机翼等选择材料时，此类测试非常重要。 进行扭转测试时，试样的一端连接到一个夹具上，将其固定在一个固定位置。试样的另一端连接到将旋转的卡盘上。在某些情况下，被测材料可能会连接到两个以相反方向旋转的卡盘。然后将试样旋转指定的度数或直到发生故障。有时压缩或拉伸载荷与扭转载荷一起施加；这称为轴向扭转测试。 在样品失效或达到所需的旋转度数之后，收集并记录施加的力以及总旋转度数。然后将它们与试样的尺寸结合使用，以计算多种机械性能，例如延展性、剪切强度（通常以磅/平方英寸为单位）、剪切弹性模量和其他一些属性。 扭转测试的样本输出。

图 2. 扭转测试的示例输出。

    缺口断裂测试 缺口断裂测试是一种特殊类型，可用于测试焊接试样的强度。为了进行缺口断裂试验，焊接试样上加工有一个小缺口。接下来，一个物体撞击样品，导致其断裂。

     这会导致焊缝断裂。缺口断裂试样总是在试样的焊缝金属部分断裂。虽然端部可能是母材，但缺口始终位于焊缝金属  中，这就是发生断裂的地方。更具体地说，它会导致它通过阻力最小的路径断裂，如果存在焊接不连续性，通常会在该路径中找到。然后可以检查断裂面以确定焊接不连续性是否确实对焊接强度产生了负面影响。 

    蠕变测试 蠕变是材料在高温环境中承受载荷时发生的一种变形。如果允许蠕变持续足够长的时间，它最终会导致材料失效。 蠕变测试确定材料在高温下如何承受应力。在蠕变试验期间，材料试样的加工方式与拉伸试样非常相似。施加到材料上的应力通常也是拉应力；然而，在典型的室温下，它的应力不足以导致材料失效。然后将测试环境升高到或超过材料在其实际应用过程中所承受的温度。 蠕变测试的样本输出。

图 3. 蠕变测试的示例输出。

      在测试过程中记录时间、温度和变形量。然后获取这些值并用于计算材料在高温情况下的性能。蠕变试验通常以英寸/英寸/小时或伸长率/小时的百分比进行测量。许多原材料可能会发生蠕变并最终失效，包括聚合物、陶瓷、混凝土和金属，以及由它们制造的产品，例如喷气发动机部件、烤箱和锅炉。