金属材料物理性能检测技术分析

金属材料物理性能检测技术分析

贾静静

天津达祥精密工作有限公司 天津 武清 301700

摘要：金属材料本身具有耐腐蚀性、高导热性以及良好的力学性能等特点，而在实际生活中，对某些常用物理性质如超强度特性和电学功能性的检测技术要求更为苛刻。目前国内市场上已经有不少金属材料质量控制测试系统。本文主要对金属材料物理性能检测技术进行详细研究，改变传统的检测方法，为我国该行业提供参考。

关键词：金属材料；物理性能；检测技术

前言：随着社会的不断发展，人们对材料物理性能方面也提出了更高更苛刻的要求。在航天航空、国防军事等领域中应用越来越广泛。而金属材料因为其良好耐腐蚀性以及较高比强度已经被广泛应用。

1、金属材料

金属材料所包含的种类很多，其中自然界存在的金属就有七十多种，纯金属与合金都包含与金属材料的范围。还有一些合金，是通过纯金属在某一条件下所合成，因此，就能够了解合金并不是单一种类的金属所合成，而且合金都还具有其他组成村金属材料的性质。

2、金属材料的现状和发展

金属材料是人类文明发展到一定历史阶段的产物，而金属性能检测又与科学、工程等学科有着密切联系。从古至今，我国一直使用着大量生产生活用铜线来制造各种仪器。随着科学技术水平不断提高和社会经济飞速发展以及人民对日常生活质量要求愈来愈高，这就导致了人们在日常工作中对于所需测量工具也有越来越多新技术手段被应用于各个领域，并逐渐成为主流的趋势，金属材料在传统意义上具有重大科学价值，金属材料的性能检测技术也因此而产生。

金属材料的性能测试技术在现代社会中已经得到了普遍应用，主要表现在检测仪器、设备和工艺上，其中金属检测技术是一项重要且前沿性很强的研究课题。目前国内关于超声波导率与电化学等方面也有一定程度的研究成果，但是这些成果大部分都是针对单个元件或小块产品进行试验，从而开展出来的实验结果分析；对于整个金属材料而言的测试方法比较单一化；而且在某些情况下还存在一些缺陷和局限，无法对金属材料进行更深层次的研究。

3、金属产品质量检测的重要性分析

金属材料的质量检测在工业生产中具有非常重要意义，金属材料是评定产品是否合格，以及检验产品性能优劣和提高设备安全运行水平的主要依据。目前我国对金属材料质量进行了大量研究工作，其中最为主要的是以测试分析手段来判断、鉴定及评价某零件或电路元件符合设计要求与否；同时也利用现代数字化测量技术（高精度电子接触）实现对金属材料的各种物理特性和化学组成等信息检测，如硬度、耐腐蚀性等等，并为后续使用提供参考依据。金属材料的质量是评价产品性能最主要、最具权威性和准确性的依据，也直接影响着产品在市场中是否能站稳脚跟，因此对金属材料进行检测具有非常重要意义。

4、检测金属材料物理性质的具体方法

4.1 拉伸试验检测

在检测金属材料时，一般情况下都是采用拉伸试验。该实验就是通过对金属材料进行拉伸，检测金属材料轴向承受拉伸载荷的材料特性，然后将其与理论计算值进行比较，从而得到材料的拉伸强度。在实验过程中需要先对所检测金属试样做拉拔试验。通过研究了解了影响力学性能测试条件下不同参数之间关系：如长度等、宽度比等等；再根据这些因素确定该方法是否可行以及能否应用于实际生产当中去应用试验，最后将理论计算值与实验数据进行比较分析得出结论并提出解决方案，以达到提高材料质量的目的。

4.2 弯曲试验测试

由于在实际的工程应用中，弯曲试验是最常用到的试样检测技术。弯曲试验测试就是在金属材料弯曲的时候来对其力学特性来进行测定，其主要是通过使用电化学的方法来对材料进行检测，从而得到金属材料在不同弯曲度下力学性能。该测试技术可以有效地测定出试样中所含缺陷部位，并能够准确分析出断裂位置。在测试中使用电化学方法来检测，可以准确地测定出试样的力学性能，并且可以为工程设计提供参考依据。

4.3 硬度检测试验

硬度是表征材料的塑性、韧性和耐磨能力等性能重要参数。在金属材料中，一般情况下，抗拉强度与屈服强度成正比。当晶粒长大到一定程度时（如结晶）将失去其自身的弹性而使之脆化；随着晶粒细度增大其断裂伸长率也随之提高。由于上述试验条件是通过对试样进行一系列物理处理后获得的数据来评价该材料性能参数优劣性强弱，所以硬度作为检测金属元素是否符合要求最重要的手段之一。

由于金属材料的尺寸较大，因而在一定程度上影响了其硬度。通常情况下，当所使用的金属板材规格和厚度相同时（即钢板、管材等）。一般会对每块样品都进行冲压试验来确定该批试样是否具有足够高强度以及良好弹性模量、抗弯刚度等等；而对于同一厂家生产出来的不同型号的材料，则需要通过多次加载才能得到相对精确的硬度检测结果，从而确定该批材料是否具有良好的金属性能。

5、国内金属测试技术现状

5.1 热膨胀测量

热膨胀法测量金属材料的温度变化是通过将试样加热到某一温度，从而得到一定量温差下晶体生长和长大过程中的形变。当晶粒度较大时就会产生明显收缩现象。而当试样在室温或零摄氏升温条件下发挥发后，由于结晶区受外加应力影响开始出现微小变形。因此用该仪器进行热膨胀测量可以使材料内部的温度分布均匀化、尺寸精确到微米级甚至为纳米级别上，从而为热裂纹的检测提供准确可靠的依据。

5.2 热熔测量

在对热容量进行测试的时候采用的是经典的滴水型卡计的方法，在实验的过程中对金属材料进行加热，让其达到一定的温度并保持稳定，然后在突然降温，观察其热量的传递，然后根据热量以及金属材料释放热量的反应来计算热容，但是目前还是存在很多不足的地方。例如；温度的变化范围小，不能准确地测量，并且金属材料在加热过程中容易受到环境因素影响而造成热熔下降等。

6、检测技术新思路的提出

金属材料检测技术的发展，是随着科学技术进步和社会需求，对现代工业生产提出了新要求。在过去一段时间里人们为了检验产品质量、满足市场需要及提高企业经济效益而进行大量地试验研究，但是这些工作都是通过肉眼观察来实现检测目的；然而这种方法不能准确判断出所需样品是否符合标准或规格等信息；而且也无法确定所选择的材料是不是适合于某种特定条件下使用，或者是对某种工艺参数有很高要求等等。

随着科学技术的进步和工业生产技术水平提高，金属材料的应用越来越广泛，人们逐渐认识到，随着科学技术在金属检测中的发展，为了保证检测的准确性，可以通过提高技术检测的准确度与灵敏度实现。由于传统的设备对于金属检测，可能会出现检测精度不足等问题，因此，改变灵敏度以及精确度可以有效的解决这一问题。

总结：结合文章来看，金属材料与社会的发展是紧密联系，为了能够保证社会更加和谐稳定的发展，对检测金属材料物理性质的技术提出更高的要求是非常有必要的，这样才能够保证社会各行各业的进步，满足当前社会的发展需求。

参考文献：

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[2]董峻伟.金属材料物理性能检测技术的现状及方向[J].智富时代，2015(08):297.

[3]陈洪荪.金属材料物理性能检测技术的现状及动向[J].稀有金属材料与工程，1991(04):15-25.

作者简介：姓名：贾静静（1992.05--）；性别：女，民族：汉，籍贯：河北省衡水市，学历：本科；现有职称：助理工程师；研究方向：金属材料物理性能