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：將金屬銷試樣與旋轉的圓盤試樣接觸并施加一定的載荷，在一定的時間和轉速下進行摩擦，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：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中的磨損情況，如礦山機械中的礦石顆粒對設備的磨損。

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

腐蝕測試

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

• 方法：

• 鹽霧試驗：將金屬試樣放置在鹽霧試驗箱中，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，模擬海洋環境或高濕度、高鹽度的工業環境中的腐蝕情況，根據試驗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：將金屬試樣完全浸泡在特定的腐蝕介質中，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，通過測量試樣的質量損失、尺寸變化、表面形貌變化等評估其耐蝕性能。

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

疲勞測試

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

• 方法：

• 旋轉彎曲疲勞試驗：將金屬試樣一端固定，另一端施加旋轉彎曲載荷，使試樣表面承受交變的拉應力和壓應力，記錄試樣在循環載荷作用下直至斷裂的循環次數，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展機制。

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

• 應用場景：對于承受循環載荷的金屬結構和零部件，如航空發動機葉片、汽車底盤部件、橋梁結構等，疲勞測試是確保其安全可靠運行的重要手段。

高溫持久測試

• 原理：在高溫環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度和蠕變性能。

• 方法：

• 持久強度試驗：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結果進行分析，繪制出持久強度曲線，從而確定金屬材料在不同高溫條件下的持久強度極限。

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

• 應用場景：主要用于評估金屬材料在高溫環境下的長期使用性能，如航空航天發動機的高溫部件、火力發電站的蒸汽管道、冶金工業中的高溫爐構件等。

環境模擬測試

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

• 方法：

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

• 紫外老化試驗：利用紫外燈模擬太陽光中的紫外線輻射，對金屬材料進行照射，同時可結合高溫、高濕等環境條件，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。

• 應用場景：適用于對金屬材料在復雜多變的實際使用環境中的耐久性進行全面評估，如電子設備外殼、戶外廣告牌、建筑裝飾材料等。