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焦点:在低温下测试钢材
NIST 研究人员如何测量用于运输和储存低温液体的高性能钢的疲劳度。
来源:美国国家标准与技术研究院__材料信息图片来源:D. Weeks/NIST
图片来源:在位于科罗拉多州博尔德市的 NIST 校园的高架实验室中,NIST 研究人员使用此处显示的机器测试金属的韧性。具体来说,他们测量用于运输和储存低温液体的高性能钢的疲劳度。
例如,在能源领域,以液态形式运输气体(天然气、氢气等)效率更高,因为液态气体占用的体积更小。由于加工要求,产生的液体非常冷。
这些液化气体的温度范围为 20-100 开尔文。相比之下,冬季南极洲的气温可低至约 223 开尔文。
低温会影响液体周围的容器。某些钢在低温下会变脆。对于管道和压力容器,两个部件需要焊接在一起的点更容易因疲劳而失效。
这就是为什么 NIST 研究人员正在研究在平衡韧性和成本时最适合用作首选材料的焊接程序和钢材。
该机器由其底部的液压系统驱动,以高达 100 万磅(约 4,400 千牛顿)的力压或拉(压缩或拉伸)样品。在某些情况下,我们的团队甚至将大型零件及其一些测试设备浸入 77 开尔文的液氮中。
在较小的负载框架上,甚至可以将感兴趣的样本浸入液氦中(4 开尔文)进行测试。
举个例子:与美国国家航空航天局和美国机械工程师学会的合作。我们的研究人员测试了压力容器的焊接金属,这种压力容器是圆形圆柱体,其中的液体温度足够低,可用于太空用途。研究结果于去年 7 月发表。
去年 7 月发表