超声波探伤是一种广泛应用于金属材料内部缺陷检测的无损检测技术。其原理是利用超声波在金属材料中传播时，遇到缺陷（如裂纹、气孔、夹杂物等）会发生反射、折射和散射的特性。探伤仪产生高频超声波，并通过探头将其传入金属材料内部，然后接收反射回来的超声波信号。根据信号的特征，如反射波的幅度、传播时间等，判断缺陷的位置、大小和形状。超声波探伤具有检测灵敏度高、检测速度快、对人体无害等优点。在航空航天领域，对金属结构件进行超声波探伤至关重要。例如飞机的机翼、机身等关键部件，在制造和使用过程中，通过定期的超声波探伤检测，能及时发现内部可能存在的微小缺陷，避免这些缺陷在飞机飞行过程中扩展导致严重的安全事故，保障飞机的飞行安全。光谱分析用于金属材料成分检测，能快速确定元素含量，确保材料符合标准要求。低倍组织测试

盐雾环境对金属材料的腐蚀性极强，尤其是在沿海地区的工业设施、船舶以及海洋平台等场景中。腐蚀电位检测通过模拟海洋工况，将金属材料置于盐雾试验箱内，箱内持续喷出含有一定浓度氯化钠的盐雾，高度模拟海洋大气环境。在这种环境下，利用电化学测试设备测量金属材料的腐蚀电位。腐蚀电位反映了金属在该环境下发生腐蚀反应的难易程度。电位越低，金属越容易失去电子发生腐蚀。通过对不同金属材料或同一材料经过不同表面处理后的腐蚀电位检测，能直观地评估其耐腐蚀性能。例如在船舶制造中，选择腐蚀电位较高、耐腐蚀性能强的金属材料用于船体结构，可有效延长船舶在海洋环境中的服役寿命，减少因腐蚀导致的维修成本与安全隐患，保障船舶航行的安全性与稳定性。钢的腐蚀试验金属材料的金相组织检测，借助显微镜观察微观结构，评估材料内部质量如何。

环境扫描电子显微镜（ESEM）允许在样品室中保持一定的气体环境，对金属材料进行原位观察。在金属材料的腐蚀研究中，可将金属样品置于 ESEM 的样品室内，通入含有腐蚀性介质的气体，实时观察金属在腐蚀过程中的微观结构变化，如腐蚀坑的形成、扩展以及腐蚀产物的生长等。在金属材料的变形研究中，可在 ESEM 内对样品施加拉伸或压缩载荷，观察材料在受力过程中的位错运动、裂纹萌生和扩展等现象。ESEM 的原位观察功能为深入了解金属材料在实际环境和受力条件下的行为提供了直观的手段，有助于揭示材料的腐蚀和变形机制，为材料的性能优化和失效预防提供科学依据。?

在低温环境下工作的金属结构，如极地科考设备、低温储罐等，对金属材料的低温拉伸性能要求极高。低温拉伸性能检测通过将金属材料样品置于低温试验箱内，将温度降至实际工作温度，如 - 50℃甚至更低。利用高精度的拉伸试验机，在低温环境下对样品施加拉力，记录样品在拉伸过程中的力 - 位移曲线，从而获取屈服强度、抗拉强度、延伸率等关键力学性能指标。低温会使金属材料的晶体结构发生变化，导致其力学性能改变，如强度升高但韧性降低。通过低温拉伸性能检测，能够筛选出在低温环境下仍具有良好综合力学性能的金属材料，优化材料成分和热处理工艺，确保金属结构在低温环境下安全可靠运行，防止因材料低温性能不佳而发生脆性断裂事故。金属材料的高温热疲劳检测，模拟温度循环变化，测试材料抗疲劳能力，确保高温交变环境下可靠运行。

中子具有较强的穿透能力，能够深入金属材料内部进行检测。中子衍射残余应力检测利用中子与金属晶体的相互作用，通过测量中子在不同晶面的衍射峰位移，精确计算材料内部的残余应力分布。与 X 射线衍射相比，中子衍射可检测材料较深部位的残余应力，适用于厚壁金属部件和大型金属结构。在大型锻件、焊接结构等制造过程中，残余应力的存在可能影响产品的性能和使用寿命。通过中子衍射残余应力检测，可了解材料内部的残余应力状态，为消除残余应力的工艺优化提供依据，如采用合适的热处理、机械时效等方法，提高金属结构的可靠性和稳定性。金属材料的织构分析，利用 X 射线衍射技术，研究晶体取向分布，提升材料加工性能。A216横向抗拉试验

火花鉴别法可初步检测金属材料成分，观察火花特征，快速辨别材料类别。低倍组织测试

扫描开尔文探针力显微镜（SKPFM）可用于检测金属材料的表面电位分布，这对于研究材料的腐蚀倾向、表面电荷分布以及涂层完整性等具有重要意义。通过将一个微小的探针在金属材料表面上方扫描，利用探针与表面之间的静电相互作用，测量表面电位的变化。在金属材料的腐蚀防护研究中，SKPFM 能够检测出表面不同区域的电位差异，从而判断材料表面是否存在腐蚀活性点，评估涂层对金属基体的防护效果。例如在海洋工程中，对于长期浸泡在海水中的金属结构，利用 SKPFM 监测表面电位变化，可及时发现涂层破损或腐蚀隐患，采取相应的防护措施，延长金属结构的使用寿命。低倍组织测试