金屬材料物理性能檢測(cè)技術(shù)的新思路

閆海 張立威

[摘 要]金屬行業(yè)作為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要支柱產(chǎn)業(yè)，對(duì)我國(guó)的制造業(yè)起著至關(guān)重要的作用。對(duì)于金屬材料來說，物理性能的檢測(cè)是保證產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)重要的途徑。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了許多新型金屬材料，傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)逐漸不能滿足實(shí)際的需要，對(duì)于新型金屬材料的物理性能的檢測(cè)方法的研究已經(jīng)成為一項(xiàng)重要課題，因此，本文通過對(duì)金屬材料的傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)的分析上提出了一種檢測(cè)的新思路。

[關(guān)鍵詞]金屬材料；物理性能；檢測(cè)技術(shù)；現(xiàn)狀；新思路

中圖分類號(hào)：TG115.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2018）07-0399-01

隨著科技的進(jìn)步，越來越多的新型金屬材料涌現(xiàn)出來，通過對(duì)金屬材料的物理性能的檢測(cè)和研究，有利于我們更好的將新材料應(yīng)用到實(shí)際的生產(chǎn)中。但是并不是所有的新型金屬材料都適合應(yīng)用在實(shí)際的生產(chǎn)生活中，只有質(zhì)量合格的金屬材料產(chǎn)品才可被應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)加工中。在進(jìn)行金屬材料的物理檢測(cè)時(shí)，金屬材料的某些特殊性能是傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的，因此，新技術(shù)的提出和應(yīng)用已經(jīng)迫在眉睫。

一、金屬材料的簡(jiǎn)介

金屬材料是指金屬元素或以金屬元素為主構(gòu)成的具有金屬特性的材料的統(tǒng)稱。包括純金屬、合金、金屬材料金屬間化合物和特種金屬材料等。

金屬材料包含兩個(gè)方面的內(nèi)容，一是純金屬，二是合金。自然界中有七十多種純金屬，這些純金屬在一定的條件下又可以組合中多種合金。所謂合金就是由不止一種的金屬類型組合成的材料，通常情況下，合金具有金屬材料所有的性質(zhì)。

二、金屬材料物理檢測(cè)技術(shù)的分析

金屬材料的物理性能檢測(cè)方法主要包括以下幾類：第一，拉伸試驗(yàn)檢測(cè)，拉伸試驗(yàn)是指在承受軸向拉伸載荷測(cè)定材料特性的試驗(yàn)方法。利用拉伸試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)可以確定材料的彈性極限、伸長(zhǎng)率、彈性模量、比例極限、面積縮減量、拉伸強(qiáng)度、屈服點(diǎn)、屈服強(qiáng)度和其他拉伸性能指標(biāo)。拉伸試驗(yàn)可以說是金屬材料在物理性能檢測(cè)的一個(gè)重要方法。

第二，彎曲試驗(yàn)測(cè)試，測(cè)定材料承受彎曲載荷時(shí)的力學(xué)特性的試驗(yàn)。彎曲試驗(yàn)主要用于測(cè)定脆性和低塑形材料的抗彎強(qiáng)度并能反應(yīng)塑形指標(biāo)的撓度。彎曲試驗(yàn)還可用來檢查材料的表面質(zhì)量。彎曲試驗(yàn)是通過對(duì)金屬材料其受力情況進(jìn)行改變所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，可測(cè)得金屬的耐力性質(zhì)。

第三，硬度測(cè)試實(shí)驗(yàn)，硬度測(cè)試實(shí)驗(yàn)相比以上兩種實(shí)驗(yàn)來說操作相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)金屬材料的硬度進(jìn)行測(cè)試通常都被放在彎曲實(shí)驗(yàn)的后面，測(cè)試的過程中，我們可以通過任何手段對(duì)金屬材料的硬度進(jìn)行檢測(cè)，在測(cè)試后交由物理機(jī)能對(duì)硬度測(cè)試后的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的分析。

第四，利用沖擊測(cè)試實(shí)驗(yàn)進(jìn)行金屬材料的物理機(jī)能測(cè)試，測(cè)試的最后一步依靠溫度進(jìn)行測(cè)試的沖擊測(cè)試實(shí)驗(yàn)，沖擊測(cè)試的方法同拉伸測(cè)試基本相同，同拉伸測(cè)試類似，沖擊測(cè)試和拉伸測(cè)試都是通過改變溫度來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，金屬材料的物理性能測(cè)試還有剪切測(cè)試及杯突試驗(yàn)。

通過這些傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)和方法可以有效地對(duì)金屬材料的物理性能進(jìn)行檢測(cè)，從而可以更好地了解金屬材料的物理性能，節(jié)約資源，避免在實(shí)際的生產(chǎn)制造過程中造成更大的浪費(fèi)，通過采用這些檢測(cè)技術(shù)，可以更好的指導(dǎo)我們的生產(chǎn)實(shí)踐。

三、檢測(cè)技術(shù)新思路的提出

科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，推動(dòng)了金屬材料行業(yè)的發(fā)展，隨著新型金屬材料的出現(xiàn)，對(duì)金屬物理實(shí)驗(yàn)技術(shù)提出新的要求，傳統(tǒng)的檢測(cè)方法已經(jīng)逐漸不能滿足新型金屬材料的物理性能的檢測(cè)，因此，金屬材料行業(yè)迫切需要一種新的檢測(cè)方法和思路來滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要，以下根據(jù)這種情況提出了新的思路。

一方面，可以通過提高金屬的靈敏值以及精準(zhǔn)度可以使測(cè)試方法變得更加準(zhǔn)確。在一些新興材料的物理性能檢測(cè)過程中，由于儀器精度的限制，往往不能得出正確的結(jié)果，通過提高金屬的靈敏值以及精準(zhǔn)度可以有效改善這一問題。當(dāng)然，在不考慮經(jīng)濟(jì)因素下，也可以采用更加先進(jìn)的檢測(cè)設(shè)備，或者研發(fā)精度更高，更符合要求的儀器來進(jìn)行對(duì)新型金屬材料物理性能的研究。

另一方面，在金屬材料物理性能檢測(cè)過程中，最終影響檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性的因素有很多，這其中包括：測(cè)試人員素質(zhì)、測(cè)試方法、試樣狀態(tài)、環(huán)境條件等。當(dāng)前對(duì)金屬物理性能的檢測(cè)技術(shù)的改進(jìn)主要體現(xiàn)在對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的改進(jìn)以及測(cè)試方法的科學(xué)化和標(biāo)準(zhǔn)化方面，但隨著計(jì)算機(jī)的普及和應(yīng)用，可以用計(jì)算機(jī)模擬金屬材料物理性能檢測(cè)試驗(yàn)，能夠直觀對(duì)金屬材料在整個(gè)試驗(yàn)過程中的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)進(jìn)行分析。其中應(yīng)用有限元分析軟件對(duì)金屬材料的物理性能進(jìn)行模擬，可以通過計(jì)算機(jī)觀察到應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)，并且計(jì)算機(jī)也會(huì)做一些輔助計(jì)算，使檢測(cè)更加高效，便捷，同時(shí)由于減少了人的參與，大大提高了檢測(cè)的準(zhǔn)確性，為金屬構(gòu)件在服役條件的失效分析、確定金屬構(gòu)件的合理設(shè)計(jì)、制造等提供參考。

四、總結(jié)

金屬材料由于其良好的物理化學(xué)性能在生產(chǎn)制造中有著廣泛的應(yīng)用，然而金屬材料具有不確定因素的特殊性，因此，對(duì)金屬材料的性能檢測(cè)就是一項(xiàng)十分重要的工作。隨著新型金屬材料的出現(xiàn)，可以通過改進(jìn)檢測(cè)設(shè)備或者測(cè)試方法來提高結(jié)果的精確度，同時(shí)也可以借助計(jì)算機(jī)來模擬檢測(cè)試驗(yàn)，這無疑為檢測(cè)金屬材料的物理性能提供了一種新的思路。通過不斷提高檢測(cè)水平，確保了檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

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