通过模拟实际工作中的温度循环变化，对金属材料进行反复的加热和冷却。在每一个温度循环中，材料内部会产生热应力，随着循环次数的增加，微小的裂纹会逐渐萌生和扩展。检测过程中，利用无损检测技术，如超声波探伤、红外热成像等，实时监测材料表面和内部的裂纹情况。同时，测量材料的力学性能变化，如弹性模量、强度等。通过高温热疲劳检测，能准确评估金属材料在高温交变环境下的抗疲劳能力，为材料的选择和设计提供依据。合理选用抗热疲劳性能强的金属材料，并优化结构设计，可有效提高设备在高温交变环境下的可靠性，减少设备故障和停机时间，保障工业生产的连续性。金属材料的微尺度拉伸试验，检测微小样品力学性能，满足微机电系统（MEMS）等领域材料评估需求。F51高温试验

在高温环境下工作的金属材料，如锅炉管道、加热炉构件等，表面会形成一层氧化皮。高温抗氧化皮性能检测旨在评估氧化皮的保护效果和稳定性。检测时，将金属材料样品置于高温炉内，模拟实际工作温度，持续加热一定时间，使表面形成氧化皮。然后，通过扫描电镜观察氧化皮的微观结构，分析其致密度、厚度均匀性以及与基体的结合力。利用 X 射线衍射分析氧化皮的物相组成。良好的氧化皮应具有致密的结构、均匀的厚度和高的与基体结合力，能有效阻止氧气进一步向金属内部扩散，提高金属材料的高温抗氧化性能。通过高温抗氧化皮性能检测，选择合适的金属材料并优化表面处理工艺，如涂层防护等，可延长高温设备的使用寿命，降低能源消耗。F321规定塑性延伸强度试验在进行金属材料的拉伸试验时，借助高精度拉伸设备，记录力与位移数据，以此测定材料的屈服强度和抗拉强度 。

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。

焊接是金属材料常用的连接方式，焊接性能检测用于评估金属材料在焊接过程中的可焊性以及焊接后的接头质量。焊接性能检测方法包括直接试验法和间接评估法。直接试验法通过实际焊接金属材料，观察焊接过程中的现象，如是否容易产生裂纹、气孔等缺陷，并对焊接接头进行力学性能测试，如拉伸试验、弯曲试验、冲击试验等，评估接头的强度、韧性等性能。间接评估法通过分析金属材料的化学成分、碳当量等参数，预测其焊接性能。在建筑钢结构、压力容器等领域，焊接性能检测至关重要。例如在压力容器制造中，确保钢材的焊接性能良好，能保证焊接接头的质量，防止在使用过程中因焊接缺陷导致容器泄漏等安全事故。通过焊接性能检测，选择合适的焊接材料和工艺，优化焊接参数，可提高焊接质量，保障金属结构的安全可靠性。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。

原子力显微镜（AFM）不仅能够高精度测量金属材料表面的粗糙度，还可用于检测材料的纳米力学性能。通过将极细的探针与金属材料表面轻轻接触，利用探针与表面原子间的微弱相互作用力，获取表面的微观形貌信息，从而精确计算表面粗糙度参数。同时，通过控制探针的加载力和位移，测量材料在纳米尺度下的弹性模量、硬度等力学性能。在微纳制造领域，金属材料表面的粗糙度和纳米力学性能对微纳器件的性能和可靠性有着关键影响。例如在硬盘读写头的制造中，通过 AFM 检测金属材料表面的粗糙度，确保读写头与硬盘盘面的良好接触，提高数据存储和读取的准确性。AFM 的纳米力学性能检测为微纳器件的材料选择和设计提供了微观层面的依据。硬度梯度检测金属材料表面硬化效果，判断硬化层质量，助力工艺优化。F53规定塑性延伸强度试验

金属材料的压缩试验，施加压力检测其抗压能力，为承受重压的结构件选材提供依据。F51高温试验

电化学噪声检测是一种用于评估金属材料腐蚀行为的无损检测方法。该方法通过测量金属在腐蚀过程中产生的微小电流和电位波动，即电化学噪声信号，来分析腐蚀的发生和发展过程。在金属结构的长期腐蚀监测中，如桥梁、船舶等大型金属设施，电化学噪声检测无需对结构进行复杂的预处理，可实时在线监测。通过对噪声信号的统计分析，如均方根值、功率谱密度等参数，能够判断金属材料所处的腐蚀阶段，区分均匀腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀等不同腐蚀类型，并评估腐蚀速率。这种检测技术为金属结构的腐蚀防护和维护决策提供了及时、准确的数据支持，有效预防因腐蚀导致的结构失效事故。F51高温试验