常见的金属耐久测试方法

金属耐久测试是评估金属材料在各种环境条件和使用情况下抵抗磨损、腐蚀、疲劳等性能下降的能力，以下是一些常见的金属耐久测试方法：

磨损测试

• 原理：通过模拟金属材料在实际使用过程中的摩擦磨损情况，来评估金属的耐磨性能。

• 方法：

• 销盘磨损试验：将金属销试样与旋转的圆盘试样接触并施加一定的载荷，在一定的时间和转速下进行摩擦，通过测量销试样的磨损量来评价金属的耐磨性能。

• 三体磨损试验：在摩擦副之间加入一定粒度的磨料，模拟金属在含有颗粒介质中的磨损情况，如矿山机械中的矿石颗粒对设备的磨损。

• 应用场景：常用于评估金属零件在相对运动过程中的耐磨性能，如机械零件、轴承、齿轮等，为其使用寿命和维护周期的确定提供依据。

腐蚀测试

• 原理：将金属材料暴露在特定的腐蚀环境中，观察和测量金属在一定时间内的腐蚀程度，以评估其耐腐蚀性能。

• 方法：

• 盐雾试验：将金属试样放置在盐雾试验箱中，通过喷雾装置将一定浓度的氯化钠溶液雾化后喷洒在试样表面，模拟海洋环境或高湿度、高盐度的工业环境中的腐蚀情况，根据试验后金属表面的锈蚀程度、腐蚀面积等评价其耐蚀性。

• 浸泡试验：将金属试样完全浸泡在特定的腐蚀介质中，如酸溶液、碱溶液、盐水等，在一定的温度和时间条件下观察金属的腐蚀情况，通过测量试样的质量损失、尺寸变化、表面形貌变化等评估其耐蚀性能。

• 应用场景：广泛应用于金属材料在户外、海洋、化工等易腐蚀环境中的耐久性评估，如建筑幕墙、船舶、桥梁、化工设备等。

疲劳测试

• 原理：通过对金属材料施加循环载荷，模拟金属在实际使用过程中承受的反复应力作用，观察金属在循环载荷下的失效行为，以评估其抗疲劳性能。

• 方法：

• 旋转弯曲疲劳试验：将金属试样一端固定，另一端施加旋转弯曲载荷，使试样表面承受交变的拉应力和压应力，记录试样在循环载荷作用下直至断裂的循环次数，即疲劳寿命，同时观察试样的断口形貌，分析疲劳裂纹的萌生和扩展机制。

• 轴向加载疲劳试验：对金属试样施加轴向的循环拉伸或压缩载荷，可用于评估金属在承受轴向交变应力时的疲劳性能，如发动机连杆、螺栓等在工作过程中主要承受轴向交变载荷，常采用这种试验方法进行疲劳性能测试。

• 应用场景：对于承受循环载荷的金属结构和零部件，如航空发动机叶片、汽车底盘部件、桥梁结构等，疲劳测试是确保其安全可靠运行的重要手段。

高温持久测试

• 原理：在高温环境下对金属材料施加一定的载荷，观察金属在长时间高温作用下的变形和断裂行为，以评估其在高温条件下的持久强度和蠕变性能。

• 方法：

• 持久强度试验：将金属试样置于高温炉中，在恒定的温度和载荷作用下，记录试样断裂的时间，通过对不同温度和载荷下的试验结果进行分析，绘制出持久强度曲线，从而确定金属材料在不同高温条件下的持久强度极限。

• 蠕变试验：在高温和恒定载荷作用下，测量金属试样在长时间内的变形量随时间的变化关系，根据蠕变曲线的特征参数，如蠕变极限、蠕变速率等，评估金属的蠕变性能。

• 应用场景：主要用于评估金属材料在高温环境下的长期使用性能，如航空航天发动机的高温部件、火力发电站的蒸汽管道、冶金工业中的高温炉构件等。

环境模拟测试

• 原理：模拟金属材料在实际使用过程中可能遇到的各种复杂环境条件，综合评估金属在多种因素共同作用下的耐久性。

• 方法：

• 湿热循环试验：将金属试样在高温高湿和低温低湿环境之间循环切换，模拟金属在不同季节、不同地域的使用环境变化，观察金属表面的腐蚀、氧化、变形等情况，评估其在湿热环境下的耐久性。

• 紫外老化试验：利用紫外灯模拟太阳光中的紫外线辐射，对金属材料进行照射，同时可结合高温、高湿等环境条件，评估金属在户外长期暴露于阳光下的老化性能，常用于建筑外墙金属装饰材料、汽车外饰件等的耐久性测试。

• 应用场景：适用于对金属材料在复杂多变的实际使用环境中的耐久性进行全面评估，如电子设备外壳、户外广告牌、建筑装饰材料等。