船舶管理（輪機長大管輪）7.5 船舶機械材料測試

第五節(jié)船舶機械材料測試一、應力試驗

目前，測量應力的方法主要分為兩大類。（1）機械法，如鉆孔法、取條法等。機械法會對工件造成一定的損傷和破壞，但由于其具有理論完善、技術成熟、測量精度較高等優(yōu)點，目前在現(xiàn)場測試中應用廣泛。（2）物理檢測法，如X射線衍射法、超聲波法和磁測法等。這些方法均屬于無損檢測，對工件不會造成破壞，但成本較高，其中X射線衍射法發(fā)展最為成熟。（一）機械法1.小孔法2.納米壓痕法壓痕殘余應力測定法是采用硬度試驗方法、借鑒盲孔法的應變測量思想、根據應力場干涉理論而形成的一種全新的殘余應力測量方法。通過測定材料的載荷–位移曲線來評估材料硬度、彈性模量、塑性等性能。2、物理法（1）X射線衍射法（2）超聲波法（3）磁測法（4）Stoney公式法（二）硬度試驗

金屬的硬度可以認為是金屬材料表面在接觸應力作用下抵抗塑性變形的一種能力。硬度測量能夠給出金屬材料軟硬程度的數(shù)量概念。

硬度的試驗方法很多，在機械工業(yè)中廣泛采用壓入法來測定硬度，壓入法又可分為布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度等。三、金相顯微鏡分析法利用金相顯微鏡來研究金屬及其合金組織和缺陷的方法叫做金相顯微分析法。金相顯微分析是研究金屬內部組織最重要的方法之一。金相試樣的制備過程包括取樣、磨制、拋光、浸蝕等幾個步驟。1、取樣取樣的部位及磨面的選擇，根據檢驗金屬材料或零件的特點、加工工藝及研究目的進行選擇，取其具有代表性的部位。2、磨制

磨制分為粗磨和細磨。粗磨可使用砂輪機或銼刀銼平，目的是為了將試樣修整成平面。細磨分手工和機械磨制（在予磨機上磨制），目的是消除粗磨留下的磨痕，為拋光作好準備。細磨的目的是獲得平整光滑的磨面。3、拋光

拋光的目的在于去除細磨時磨面上遺留下來的細微磨痕和變形層，以獲得光滑的鏡面。常用的拋光方法有機械拋光，電解拋光和化學拋光三種，其中以機械拋光應用最廣。4、浸蝕

拋光后的試樣在顯微鏡下僅能看到某些非金屬夾雜物、石墨、孔洞和裂紋等。無法辨別出各種組成物及其形態(tài)特征。必須經過適當?shù)慕g，才能使顯微組織正確地顯示出來。目前，最常用的浸蝕方法是化學浸蝕法。（二）船舶機械故障檢測1．狀態(tài)監(jiān)測狀態(tài)監(jiān)測的任務是了解和掌握設備的運行狀態(tài)，包括采用各種檢測、測量、監(jiān)視、分析和判別方法，結合系統(tǒng)的歷史和現(xiàn)狀，考慮環(huán)境因素，對設備運行狀態(tài)進行評估，判斷其處于正常或非正常狀態(tài)，并對狀態(tài)進行顯示和記錄，對異常狀態(tài)做出報警，以便運行人員及時加以處理，并為設備的故障分析、性能評估、合理使用和安全工作提供信息和準備基礎數(shù)據。2．故障診斷故障診斷的任務是根據狀態(tài)監(jiān)測所獲得的信息，結合已知的結構特性和參數(shù)以及環(huán)境條件，同時結合該設備的運行歷史（包括運行記錄和曾發(fā)生過的故障及維修記錄等），對設備可能要發(fā)生的或已經發(fā)生的故障進行預報、分析和判斷，確定故障的性質、類別、程度、原因、部位，指出故障發(fā)生和發(fā)展的趨勢及其后果，提出控制故障繼續(xù)發(fā)展和消除故障的調整、維修、治理的對策措施，并加以實施，最終使設備復原到正常狀態(tài)。3.故障診斷和狀態(tài)檢測的應用狀態(tài)監(jiān)測一般通過測定設備的某個較為單一的特征參數(shù)（例如設備的振動、溫度等），來檢查其狀態(tài)是否正常。僅以有限的幾個指標就可以確定設備的狀態(tài)，這就是以監(jiān)測為主的簡易診斷。通常情況下，當簡易診斷發(fā)現(xiàn)設備或部件發(fā)生異常時，應轉入精密診斷。通常所稱的“故障診斷”不是簡易診斷，而是指比較復雜的精密診斷。精密診斷應該對異常狀態(tài)進行多方面的分析，包括收集設備運行的歷史資料、對簡易診斷的結果進行審核，同時進一步合理地選擇測量儀器對設備的各種參數(shù)進行監(jiān)測，對監(jiān)測得到的特征信號進行全面的分析（如：進