金屬材料檢測方法研究

潘學東，趙 蕊

（全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司，北京 102200）

1 常見金屬材料檢測方法研究分析

1.1 馬口鐵鍍層的檢測方法研究

馬口鐵又被稱作是鍍錫鐵，即電鍍錫薄鋼板的俗稱，指的是兩面都鍍有商業(yè)純錫的冷軋低碳薄鋼板或是鋼帶。當前我國在包裝容器方面廣泛的應用到了馬口鐵，金屬包裝對于馬口鐵的需求量更是極為廣泛，需求量也是在不斷增大，因而馬口鐵包裝在食品工業(yè)中持續(xù)發(fā)展起到了極為重要的作用。當前我國包裝工業(yè)的發(fā)展速度不斷加快，對于金屬包裝提出了更高的要求，不僅僅是在包裝的數(shù)量方面，在質(zhì)量上也有了更為嚴格的要求。馬口鐵在包裝方面有著其獨特的優(yōu)勢，主要是馬口鐵特性方面，馬口鐵具有較好的密封性、避光性以及保藏性，這些特性決定了馬口鐵在食品包裝中的廣泛應用。當前對于馬口鐵在食品包裝上的應用也引發(fā)了其他方面的關(guān)注，主要是馬口鐵在食品包裝上的安全性能。對于馬口鐵的檢測來說，主要需要從其本質(zhì)入手進行研究，馬口鐵作為一種鍍錫鐵材料，在檢測的過程中其鍍錫量是重要的指標之一，鍍錫量在檢測的過程中起到了極為重要的作用。當前隨著馬口鐵的廣泛使用，其質(zhì)量的檢測更顯的十分有必要，合理有效的對馬口鐵包裝的質(zhì)量進行監(jiān)測有利于保證投入使用后的安全性，因而需要對馬口鐵的質(zhì)量進行監(jiān)測。馬口鐵鍍層是一種十分重要的檢測材料，對于馬口鐵鍍層進行合理的分析檢測也是一項重要的檢測人物。當前對于馬口鐵鍍層的檢測主要還是從鍍錫量入手進行研究，常用的鍍錫量測試方法主要包括化學容量法、庫倫法以及X射線熒光法等，而測量方法則主要利用庫倫原理進行計算，計算的內(nèi)容包括純錫層、合金層完全溶解的時間等，根據(jù)這些計算結(jié)果能夠最終計算出合金溶解所需要消耗的電量，由此可以進一步的進行純錫量以及合金錫量的計算，主要利用的是法拉第電解定律。以上的多種測試方法所側(cè)重的點有所不同，這些都需要根據(jù)實際的生產(chǎn)過程進行分析，結(jié)合實際情況才能進一步的保證最中檢測數(shù)據(jù)的科學性及準確性。對于馬口鐵鍍層的檢測來說，對其硬度的檢測也是比較重要的一方面，以往在進行馬口鐵硬度的檢測時需要使用到金剛石測砧，但我國的洛氏硬度計很少有該種配件以便使用，因而后來發(fā)展的過程中往往使用的是PHR-1S型表面洛氏硬度計，其重量僅僅只有0.7kg，可以測試的厚度在0.05mm～25mm的板帶材料以及內(nèi)徑為26mm以上的管材內(nèi)壁硬度，馬口鐵的硬度也可以通過該種儀器進行測定。在實際的使用過程中，此儀器由于體積小、質(zhì)量輕，可以廣泛的使用到馬口鐵的生產(chǎn)現(xiàn)場以及材料倉庫。對于馬口鐵硬度以及馬口鐵鍍層鍍錫量的檢測有利于幫助提高對于馬口鐵質(zhì)量的監(jiān)測，在此過程中可以為馬口鐵的生產(chǎn)及使用過程提供更高的質(zhì)量及安全保障，促進馬口鐵在生產(chǎn)過程中的進一步應用。

1.2 對于鐵磁基體非磁性膜厚的檢測研究分析

現(xiàn)如今隨著我國國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，我國社會對于鋼鐵制品的使用量逐漸增多。在此過程中，人們對于鋼鐵制品使用的要求也在不斷提高，鋼鐵制品表面涂覆塑料以及富鋅涂料的涂層厚度開始進行檢測，對此進行檢測主要是使得鐵磁基體非磁性膜厚能夠符合正常使用的需要，防止質(zhì)量不過關(guān)，在使用的過程中出現(xiàn)各方面的問題。當前我國關(guān)于鐵磁基體非磁性膜厚的檢測有著相關(guān)的儀器，而市場中最多使用的測量儀器即是MINI2100型號的膜厚測量儀器，該種測量儀器能夠有效的對膜厚度進行檢測，所測得的數(shù)值也是十分準確。當前不同行業(yè)在鐵磁基體的使用過程中對于膜厚度的要求也有所不同，這些都需要企業(yè)在使用的過程中根據(jù)實際的情況進行膜厚度的確定，并進行相關(guān)的研究，選取最適合的檢測方法進行檢驗。市場中所常用的檢測方法不一定適用于所有的企業(yè)，因而企業(yè)要根據(jù)自身需求進行研究，結(jié)合相關(guān)的檢測經(jīng)驗來制定最適合當前發(fā)展的膜厚檢測技術(shù)，由此才能夠促進自身的進一步發(fā)展。鐵磁基體非磁性膜厚的檢測也常常會使用到機械式磁法圖層厚度測量儀，機械式測厚儀主要的原理是采用純機械的方法對磁性金屬基體上的非磁性涂層厚度進行無損的測量。具體的測量過程如下，如圖所示對機械式磁法涂層厚度測量儀進行簡要的分析，首先下部是被測量的物體，主要組成部分包括鐵磁性基體以及土層，其余的部分則是機械式磁法測厚裝置，其核心元件是中間部分的永久性磁體，一般在制作的過程中對于材料有著嚴格的需求，最好使用釹鐵硼強磁材料，永久性的磁體則是由彈簧進行支撐的。在實際的測量過程中，探頭的下端直接性的接觸到了被測量的物體，同時由于磁性的基體與探頭內(nèi)的永久磁體發(fā)生了磁引力作用，最終會導致永久磁體向下方移動，而移動距離的大小則是由涂層的厚度所決定的，涂層越薄則磁引力越大，永久磁體的位置變化距離就會越大，由此便可以對涂層的厚度進行檢測。在此過程中也應用到了胡克定律，其中永久磁體的移動會帶動指針的左端，并在此過程中使得指針發(fā)生一定的偏轉(zhuǎn)，而指針也會在右端的度盤上進行涂層厚度值得指示。這也是機械式磁法涂層厚度測量儀的主要測量方法分析。

圖1 非磁性膜厚的檢測研究

1.3 對50mm鋼管的曲度檢測方法研究分析

當前我國在發(fā)展的過程中使用到了很多的材料，尤其是建筑領域?qū)τ诙喾N金屬以及非金屬材料的使用量日益增多，鋼管作為建筑領域常見的一種生產(chǎn)材料，在項目工程進行中極為常見。當前建筑領域在鋼管的使用過程中，如何保證鋼管的質(zhì)量也是建筑公司所重視的，鋼管的大量使用，必須在質(zhì)量上有所保證，才能夠提高施工的安全性。對于鋼管的檢測來說，鋼管的拉伸性一般，因而往往不會著重考慮，此外鋼管的長度較長，也不會刻意的進行測量，對于鋼管的檢測，最為重要的一點是鋼管的曲度。所謂鋼管曲度，主要是指鋼管在使用的過程中在較長跨度情況下，所能夠承受彎曲的強度，這對于鋼管的使用來說是極為重要的一部分。近些年來隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，我國相關(guān)技術(shù)也在不斷完善的過程中，對于鋼管的曲度檢測來說，以往無法實現(xiàn)，但現(xiàn)如今相關(guān)曲度測試檢驗機的出現(xiàn)使之成為了現(xiàn)實，對于鋼管彎曲度的精確檢測，進一步提升了我國金屬材料的檢測能力。當前我國在50mm鋼管曲度的測試上主要有以下幾種方式，首先是無縫鋼管或是直縫鋼管局部彎曲度，該種方法主要是用直尺靠量在鋼管的最大彎曲處，直尺的長度一般為一米，之后需要使用直尺來測定鋼管的弦高，即是局部的彎曲度數(shù)值，一般單位為mm/m，該種方法使用范圍較廣，管端部彎曲度也可以使用該種方法進行測定。另一種方法是鋼管全場總彎曲度，該種方法需要使用一根細繩，主要是從管的兩端進行拉緊，并由此來測量鋼管彎曲處的最大弦高，之后還需要進行一系列的換算工作，即鋼管長度方向上的全場彎曲度。例如如果一根鋼管的長度為10m，在此過程中測得其最大的弦高度為30mm，則對于該鋼管的全場彎曲的計算來說，應該是如下所示0.03÷10m×100%=0.3%。其他鋼管彎曲度的計算方法也是按照該公式進行的，由此方法所測得的鋼管彎曲度往往符合實際標準，因而得到廣泛的使用。

1.4 顯微鏡視頻攝像技術(shù)研究分析

當前我國金屬材料檢測的相關(guān)技術(shù)快速發(fā)展，逐漸的出現(xiàn)了多種新型金屬材料檢測技術(shù)，而金屬顯微組織分析技術(shù)則是當前的先進金屬檢測技術(shù)之一。當前金屬顯微組織分析技術(shù)快速發(fā)展，應用范圍不斷增大，與國內(nèi)市場當前所出現(xiàn)的MM6大型金相顯微鏡相聯(lián)系，能夠鑒別各類夾雜物，由此可見其用途廣泛。該種技術(shù)的基本原理是借助顯微鏡視頻攝像技術(shù)，在使用的過程中與計算機進行了聯(lián)系，主要是利用計算機進行各類數(shù)據(jù)的處理分析。該種技術(shù)充分結(jié)合了先進的計算機技術(shù)進行研究，其中視頻的采集處理以及相關(guān)信息的處理都可以利用計算機，因而更加的方便準確。檢測人員的工作也由此得以減輕，僅僅需要觀測計算機屏幕上的成像即可，計算機處理后的數(shù)據(jù)圖像清晰的在頻幕上呈現(xiàn)，檢測人員認真的分析計算機所提供的信息，鑒別過后便可以確認檢測的結(jié)果。相較于傳統(tǒng)的通過膠片進行顯影、定影在烘干等一系列繁瑣的操作，新式的方法有著便捷準確的優(yōu)點。當前顯微鏡視頻攝像技術(shù)的廣泛應用，為我國金屬材料的檢測提供了很大的便利。

1.5 圖像分析的金屬檢測方法探究分析

顯微鏡視頻攝像技術(shù)的快速發(fā)展為我國金屬檢測提供了很大的便利，也為我國定量金相的發(fā)展提供了堅實的基礎。現(xiàn)如今圖像分析技術(shù)的發(fā)展也在一定程度上使定量金相成為了現(xiàn)實，并在此過程金相檢驗的標準也在不斷的體現(xiàn)確定。圖像分析儀的主要檢測原理是根據(jù)視學原理進行分析，將成像系統(tǒng)所生成的圖像轉(zhuǎn)化成為了電信號，在此過程中還會通過掃描轉(zhuǎn)化得到一定的電壓位置函數(shù)，由此進行分析可以得出最終的檢測結(jié)果。后續(xù)工作的進行需要相關(guān)的工作人員由所得到的函數(shù)進行分析，如測量面積、周長等，這些參數(shù)排列計算得出最后的成分分析。

1.6 光譜分析的金屬檢測方法分析

光譜分析法是當前比較先進的一種物質(zhì)檢測方法，主要是根據(jù)物質(zhì)的光譜來鑒別物質(zhì)的化學組成以及相對含量的一種方法，是一金屬原子的光譜為基礎所建立的一種分析方法，具體的實施過程中分為三部分，分別是能源提供能量、能量與被測物質(zhì)相互作用以及產(chǎn)生被檢測訊號。光譜法也分為多種類型，最常用的是吸收光譜法以及發(fā)射光譜法，這是根據(jù)不同金屬原子能級分布是特征的，從而得出其光譜也是特征的，由此定性的進行特征光譜的分析可以得出相應的金屬檢測結(jié)果，

1.7 不銹鋼腐蝕的檢測方法探究

不銹鋼是當前應用極為廣泛的一種金屬材料，在市場中有著極為廣闊的發(fā)展前景，但金屬材料的使用中常常會出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，這就很大程度上影響到了不銹鋼的正常使用過程中，因而需要對不銹鋼的腐蝕進行檢測。不銹鋼的腐蝕分為多種，如一般腐蝕、應力腐蝕、晶間腐蝕三種，這些不同腐蝕形式的出現(xiàn)與不銹鋼使用環(huán)境也密切相關(guān)。當前主要使用的不銹鋼腐蝕的檢測方法是渦流法，渦流法的基本原理是根據(jù)電磁感應定律進行導體內(nèi)部閉合回路測定。改種方法靈敏度高，適用范圍也比較廣。

2 結(jié)語

本文中就金屬材料的檢測方法進行研究，主要介紹了當前常用的五種金屬材料檢測方法，分別是馬口鐵鍍層、鐵磁基體非磁性膜厚、50mm鋼管的曲度、顯微鏡視頻攝像技術(shù)以及圖像分析。隨著金屬使用范圍越來越廣，對于金屬材料檢測方法的研究也會進一步發(fā)展，取得更大的成就。