原子力顯微鏡（AFM）不僅能夠高精度測(cè)量金屬材料表面的粗糙度，還可用于檢測(cè)材料的納米力學(xué)性能。通過(guò)將極細(xì)的探針與金屬材料表面輕輕接觸，利用探針與表面原子間的微弱相互作用力，獲取表面的微觀形貌信息，從而精確計(jì)算表面粗糙度參數(shù)。同時(shí)，通過(guò)控制探針的加載力和位移，測(cè)量材料在納米尺度下的彈性模量、硬度等力學(xué)性能。在微納制造領(lǐng)域，金屬材料表面的粗糙度和納米力學(xué)性能對(duì)微納器件的性能和可靠性有著關(guān)鍵影響。例如在硬盤讀寫頭的制造中，通過(guò) AFM 檢測(cè)金屬材料表面的粗糙度，確保讀寫頭與硬盤盤面的良好接觸，提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和讀取的準(zhǔn)確性。AFM 的納米力學(xué)性能檢測(cè)為微納器件的材料選擇和設(shè)計(jì)提供了微觀層面的依據(jù)。金屬材料的壓縮試驗(yàn)，施加壓力檢測(cè)其抗壓能力，為承受重壓的結(jié)構(gòu)件選材提供依據(jù)。馬氏體不銹鋼粗糙度檢驗(yàn)

在石油化工、能源等行業(yè)，部分金屬設(shè)備需長(zhǎng)期處于高溫高壓且含有腐蝕性介質(zhì)的環(huán)境中，極易發(fā)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂（SCC）現(xiàn)象。應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂檢測(cè)模擬這類極端工況，將金屬材料樣品置于高溫高壓反應(yīng)釜內(nèi)，釜中充入特定腐蝕性介質(zhì)，同時(shí)對(duì)樣品施加一定的拉伸應(yīng)力。通過(guò)電化學(xué)監(jiān)測(cè)、無(wú)損探傷以及定期解剖樣品觀察內(nèi)部裂紋等手段，密切跟蹤材料的腐蝕開(kāi)裂情況。研究應(yīng)力水平、溫度、介質(zhì)濃度等因素對(duì)開(kāi)裂時(shí)間和裂紋擴(kuò)展速率的影響。例如在核電站的蒸汽發(fā)生器管道選材中，通過(guò)嚴(yán)格的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂檢測(cè)，選用抗應(yīng)力腐蝕性能優(yōu)異的鎳基合金材料，有效避免管道因應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂而引發(fā)的泄漏事故，確保核電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。ISO 6506-1-2014金屬材料的熱膨脹系數(shù)檢測(cè)，了解受熱變形情況，保障高溫環(huán)境使用。

在一些金屬材料的熱處理過(guò)程中，如淬火處理，會(huì)產(chǎn)生殘余奧氏體。殘余奧氏體的存在對(duì)金屬材料的性能有著復(fù)雜的影響，可能影響材料的硬度、尺寸穩(wěn)定性和疲勞壽命等。殘余奧氏體含量檢測(cè)通常采用 X 射線衍射法，通過(guò)測(cè)量 X 射線衍射圖譜中殘余奧氏體的特征峰強(qiáng)度，計(jì)算出殘余奧氏體的含量。在模具制造行業(yè)，對(duì)于一些要求高硬度和尺寸穩(wěn)定性的模具鋼，控制殘余奧氏體含量尤為重要。過(guò)高的殘余奧氏體含量可能導(dǎo)致模具在使用過(guò)程中發(fā)生尺寸變化，影響模具的精度和使用壽命。通過(guò)殘余奧氏體含量檢測(cè)，調(diào)整熱處理工藝參數(shù)，如回火溫度和時(shí)間等，可優(yōu)化殘余奧氏體含量，提高模具鋼的綜合性能，保障模具的高質(zhì)量生產(chǎn)。

三維 X 射線計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）技術(shù)為金屬材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)和缺陷檢測(cè)提供了直觀的手段。該技術(shù)通過(guò)對(duì)金屬樣品從多個(gè)角度進(jìn)行 X 射線掃描，獲取大量的二維投影圖像，再利用計(jì)算機(jī)算法將這些圖像重建為三維模型。在航空航天領(lǐng)域，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片等關(guān)鍵金屬部件的內(nèi)部質(zhì)量要求極高。通過(guò) CT 檢測(cè)，能夠清晰呈現(xiàn)葉片內(nèi)部的氣孔、疏松、裂紋等缺陷的位置、形狀和尺寸，即使是位于材料深處、傳統(tǒng)檢測(cè)方法難以觸及的缺陷也無(wú)所遁形。這種檢測(cè)方式不僅有助于評(píng)估材料質(zhì)量，還能為后續(xù)的修復(fù)或改進(jìn)工藝提供詳細(xì)的數(shù)據(jù)支持，提高了產(chǎn)品的可靠性與安全性，保障航空發(fā)動(dòng)機(jī)在復(fù)雜工況下穩(wěn)定運(yùn)行。金屬材料的納米硬度檢測(cè)，利用原子力顯微鏡，精確測(cè)量微小區(qū)域硬度，探究微觀力學(xué)性能。

在低溫環(huán)境下工作的金屬結(jié)構(gòu)，如極地科考設(shè)備、低溫儲(chǔ)罐等，對(duì)金屬材料的低溫拉伸性能要求極高。低溫拉伸性能檢測(cè)通過(guò)將金屬材料樣品置于低溫試驗(yàn)箱內(nèi)，將溫度降至實(shí)際工作溫度，如 - 50℃甚至更低。利用高精度的拉伸試驗(yàn)機(jī)，在低溫環(huán)境下對(duì)樣品施加拉力，記錄樣品在拉伸過(guò)程中的力 - 位移曲線，從而獲取屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率等關(guān)鍵力學(xué)性能指標(biāo)。低溫會(huì)使金屬材料的晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，導(dǎo)致其力學(xué)性能改變，如強(qiáng)度升高但韌性降低。通過(guò)低溫拉伸性能檢測(cè)，能夠篩選出在低溫環(huán)境下仍具有良好綜合力學(xué)性能的金屬材料，優(yōu)化材料成分和熱處理工藝，確保金屬結(jié)構(gòu)在低溫環(huán)境下安全可靠運(yùn)行，防止因材料低溫性能不佳而發(fā)生脆性斷裂事故。在進(jìn)行金屬材料的拉伸試驗(yàn)時(shí)，借助高精度拉伸設(shè)備，記錄力與位移數(shù)據(jù)，以此測(cè)定材料的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度 。CF3M成分分析試驗(yàn)

磨損試驗(yàn)檢測(cè)金屬材料耐磨性，模擬實(shí)際摩擦，篩選合適材料用于耐磨場(chǎng)景。馬氏體不銹鋼粗糙度檢驗(yàn)

掃描開(kāi)爾文探針力顯微鏡（SKPFM）可用于檢測(cè)金屬材料的表面電位分布，這對(duì)于研究材料的腐蝕傾向、表面電荷分布以及涂層完整性等具有重要意義。通過(guò)將一個(gè)微小的探針在金屬材料表面上方掃描，利用探針與表面之間的靜電相互作用，測(cè)量表面電位的變化。在金屬材料的腐蝕防護(hù)研究中，SKPFM 能夠檢測(cè)出表面不同區(qū)域的電位差異，從而判斷材料表面是否存在腐蝕活性點(diǎn)，評(píng)估涂層對(duì)金屬基體的防護(hù)效果。例如在海洋工程中，對(duì)于長(zhǎng)期浸泡在海水中的金屬結(jié)構(gòu)，利用 SKPFM 監(jiān)測(cè)表面電位變化，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)涂層破損或腐蝕隱患，采取相應(yīng)的防護(hù)措施，延長(zhǎng)金屬結(jié)構(gòu)的使用壽命。馬氏體不銹鋼粗糙度檢驗(yàn)