GB/T 228.1

在石油化工、能源等行业，部分金属设备需长期处于高温高压且含有腐蚀性介质的环境中，极易发生应力腐蚀开裂（SCC）现象。应力腐蚀开裂检测模拟这类极端工况，将金属材料样品置于高温高压反应釜内，釜中充入特定腐蚀性介质，同时对样品施加一定的拉伸应力。通过电化学监测、无损探伤以及定期解剖样品观察内部裂纹等手段，密切跟踪材料的腐蚀开裂情况。研究应力水平、温度、介质浓度等因素对开裂时间和裂纹扩展速率的影响。例如在核电站的蒸汽发生器管道选材中，通过严格的应力腐蚀开裂检测，选用抗应力腐蚀性能优异的镍基合金材料，有效避免管道因应力腐蚀开裂而引发的泄漏事故，确保核电站的安全稳定运行。金属材料的残余应力检测，分析应力分布，预防材料变形与开裂。GB/T 228.1

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。GB/T 228.1金属材料的附着力检测，针对涂层，评估涂层与基体结合强度，确保涂装质量。

金相组织分析是研究金属材料内部微观结构的基础且重要的方法。通过对金属材料进行取样、镶嵌、研磨、抛光以及腐蚀等一系列处理后，利用金相显微镜观察其微观组织形态。金相组织包含了晶粒大小、形状、分布，以及各种相的种类和比例等关键信息。不同的金相组织直接决定了金属材料的力学性能和物理性能。例如，在钢铁材料中，珠光体、铁素体、渗碳体等相的比例和形态对材料的强度、硬度和韧性有着影响。细晶粒的金属材料通常具有较好的综合性能。金相组织分析在金属材料的研发、生产过程控制以及失效分析中都发挥着关键作用。在新产品研发阶段，通过观察不同工艺下的金相组织，优化材料的成分和加工工艺，以获得理想的性能。在生产过程中，金相组织分析可作为质量控制的手段，确保产品质量的稳定性。而在材料失效分析时，通过金相组织观察，能找出导致材料失效的微观原因，为改进产品设计和制造工艺提供依据。

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。磨损试验检测金属材料耐磨性，模拟实际摩擦，筛选合适材料用于耐磨场景。

晶粒度是衡量金属材料晶粒大小的指标，对金属材料的性能有着重要影响。晶粒度检测方法多样，常用的有金相法和图像分析法。金相法通过制备金相样品，在金相显微镜下观察晶粒形态，并与标准晶粒度图谱进行对比，确定晶粒度级别。图像分析法借助计算机图像处理技术，对金相照片或扫描电镜图像进行分析，自动计算晶粒度参数。一般来说，细晶粒的金属材料具有较高的强度、硬度和韧性，而粗晶粒材料的塑性较好，但强度和韧性相对较低。在金属材料的加工和热处理过程中，控制晶粒度是优化材料性能的重要手段。例如在锻造过程中，通过合理控制变形量和锻造温度，可细化晶粒，提高材料性能。在铸造过程中，添加变质剂等方法也可改善晶粒尺寸。晶粒度检测为金属材料的质量控制和性能优化提供了重要依据，确保材料满足不同应用场景的性能要求。金属材料的磁性能检测，测定其磁性参数，满足电子、电气等对磁性有要求的领域应用。GB/T 228.1

金属材料的电子背散射衍射（EBSD）分析，研究晶体结构与取向关系，优化材料成型工艺。GB/T 228.1

热膨胀系数反映了金属材料在温度变化时尺寸的变化特性。热膨胀系数检测对于在温度变化环境下工作的金属材料和结构至关重要。检测方法通常采用热机械分析仪或光学干涉法等。热机械分析仪通过测量材料在加热或冷却过程中的长度变化，计算出热膨胀系数。光学干涉法则利用光的干涉原理，精确测量材料的尺寸变化。在航空发动机、汽车发动机等高温部件的设计和制造中，需要精确掌握金属材料的热膨胀系数。因为在发动机运行过程中，部件会经历剧烈的温度变化，如果材料的热膨胀系数与其他部件不匹配，可能导致部件之间的配合精度下降，产生磨损、泄漏等问题。通过热膨胀系数检测，合理选择和匹配材料，优化结构设计，可有效提高发动机等高温设备在温度变化环境下的可靠性和使用寿命。GB/T 228.1