金屬材料試驗(yàn)簡(jiǎn)述匯總

來源：天氏庫(kù)力發(fā)布日期 2021-06-30 瀏覽：

材料試驗(yàn)指的是對(duì)材料的質(zhì)量及其在不同條件下的各種性能的檢測(cè)和評(píng)定，有時(shí)僅指材料機(jī)械性能試驗(yàn)。材料試驗(yàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)和材料的基礎(chǔ)研究具有十分重要的意義。材料試驗(yàn)的種類繁多，現(xiàn)代常用的有機(jī)械、物理、化學(xué)、腐蝕、磨損試驗(yàn)和無損檢測(cè)以及工藝性能試驗(yàn)等。

1、機(jī)械性能試驗(yàn)

測(cè)量材料在力或能的作用下所表現(xiàn)的特性，如強(qiáng)度、剛度、塑性、韌性、硬度等。有時(shí)要求在某些特定環(huán)境，例如高溫、低溫、腐蝕等條件下進(jìn)行試驗(yàn)。由于工程結(jié)構(gòu)和機(jī)械零件絕大部分是在受力的情況下工作，機(jī)械性能是他們的主要性能，因而這類試驗(yàn)應(yīng)用廣。
拉伸試驗(yàn)曲線示意圖

拉伸試驗(yàn)曲線示意圖

（OB—彈性階段，BC—屈服階段，CD—強(qiáng)化階段，DE—頸縮階段）

扭轉(zhuǎn)曲線

典型的金屬材料疲勞曲線

應(yīng)力、溫度不同的蠕變曲線變化圖

2、物理性能試驗(yàn)

利用材料的各種物理效應(yīng)來檢測(cè)材料的一系列特性，包括化學(xué)組成和價(jià)態(tài)、表面形貌、晶體結(jié)構(gòu)、顯微組織等，或確定一些物理性能參數(shù)，如比熱容、熱/電導(dǎo)率、膨脹系數(shù)等。這類試驗(yàn)中的很大一部分能揭示材料的微觀特征，從而可與宏觀性能聯(lián)系起來，用于分析質(zhì)量問題和失效事故，以及進(jìn)行材料科學(xué)中的基礎(chǔ)性研究等。

Pb-Sn合金在直流電作用下的形核與生長(zhǎng)（c=1.5A/mm2，d=1.8 A/mm2）

(設(shè)備：同步輻射XRD)

3、化學(xué)分析

定性或定量地測(cè)定材料的化學(xué)組分和結(jié)構(gòu)。所用方法主要有兩大類：以各種化學(xué)反應(yīng)作為基礎(chǔ)的經(jīng)典化學(xué)分析方法；利用各種元素的不同物理或物理-化學(xué)效應(yīng)的儀器分析方法；前者靈活性較大，為很多標(biāo)準(zhǔn)分析方法所采用。后者的特點(diǎn)是分析速度快、靈敏度高，但試驗(yàn)裝備通常較龐大復(fù)雜，價(jià)格昂貴，適用于大批量和成分較復(fù)雜的試樣分析工作。

4、腐蝕試驗(yàn)

檢測(cè)金屬或其他材料因與環(huán)境發(fā)生相互作用而引起的化學(xué)或物理（或機(jī)械）-化學(xué)損傷過程的材料試驗(yàn)。腐蝕試驗(yàn)是掌握材料與環(huán)境所構(gòu)成的腐蝕體系的特性，了解腐蝕機(jī)制，從而對(duì)腐蝕過程進(jìn)行控制的重要手段。

鹽霧腐蝕試驗(yàn)箱

5、磨損試驗(yàn)

測(cè)定固體在受另一相互接觸的固體的摩擦，或受固體、液態(tài)或氣態(tài)顆粒的碰撞所引起的表面損耗——磨損。這類試驗(yàn)尚無公認(rèn)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，《GB/T 12444-2006 金屬材料磨損試驗(yàn)方法試環(huán)-試塊滑動(dòng)磨損試驗(yàn)》可供參考。由于很多因素如介質(zhì)的腐蝕作用、零件的振動(dòng)、磨粒的形狀和相對(duì)的運(yùn)動(dòng)速度等均會(huì)顯著地影響磨損率，實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)結(jié)果常與實(shí)際情況有較大的出入，應(yīng)用時(shí)須加注意。

磨損曲線

磨粒磨損的影響因素

6、無損檢測(cè)

在保持被檢物完好的條件下利用各種物理效應(yīng)查出被檢物表面或內(nèi)部的缺陷，或測(cè)定其他組織、性能和其他物理量。不損害被檢物的使用性能是它有別于一般材料試驗(yàn)的特點(diǎn)。這類試驗(yàn)是保證產(chǎn)品質(zhì)量和安全使用的重要手段。

7、工藝性能試驗(yàn)

測(cè)定材料加工成半成品或成品所用的工藝過程（鑄造、鍛壓、焊接、金屬熱處理、切削加工等）的難易程度。這種試驗(yàn)對(duì)判定材料能否投入正常生產(chǎn)有很大意義，對(duì)于發(fā)展新材料也很重要。

8、試驗(yàn)方式

材料的試驗(yàn)方式有試驗(yàn)室試樣試驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)室臺(tái)架試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)掛片試驗(yàn)和實(shí)物運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)。

① 試驗(yàn)室試樣試驗(yàn)：分為不對(duì)實(shí)際工況條件作特殊模擬的常規(guī)試驗(yàn)；模擬實(shí)際工況中的主要條件（如溫度、介質(zhì)、載荷譜等）的模擬試驗(yàn)；強(qiáng)化某些工況條件的快速試驗(yàn)。

② 試驗(yàn)室臺(tái)架試驗(yàn)：將材料制成實(shí)際零件或模型，在試驗(yàn)室內(nèi)模擬一定的工況條件進(jìn)行試驗(yàn)。

③ 現(xiàn)場(chǎng)掛片試驗(yàn)：將材料制成一定規(guī)格的試樣,直接放在現(xiàn)場(chǎng)上進(jìn)行考驗(yàn)。這種方式在腐蝕試驗(yàn)中應(yīng)用較多。

④ 實(shí)物運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)：將材料制成零部件，裝在實(shí)際機(jī)器上進(jìn)行實(shí)物運(yùn)轉(zhuǎn)。嚴(yán)格說來，臺(tái)架試驗(yàn)和實(shí)物運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)因包含了結(jié)構(gòu)和環(huán)境等因素，已不屬單純的材料試驗(yàn)。但它們更能反映材料的使用效果，因而日益受到重視。

9、試驗(yàn)程序

試驗(yàn)程序隨試驗(yàn)?zāi)康?、試?yàn)種類和材料種類的不同而異。通常包括以下幾個(gè)主要步驟。

① 試驗(yàn)方式的確定：選擇試驗(yàn)方式時(shí)應(yīng)考慮各種方式的特點(diǎn)，尤其是準(zhǔn)確度、精確度、靈敏度和測(cè)試速度等。

② 抽樣：抽取試樣時(shí)應(yīng)注意待檢物的均勻性、樣品的代表性和適宜的數(shù)量等。

③ 試樣制備：須注意取樣部位、取樣方向、試樣的尺寸和形狀等，并避免制樣時(shí)產(chǎn)生缺陷和污染。

④ 試驗(yàn)裝置的校準(zhǔn)：試驗(yàn)裝置須定期校準(zhǔn)，如誤差超過一定范圍，必須加以檢修。

⑤ 試驗(yàn)：通常按標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的步驟進(jìn)行。帶有探索和研究性的試驗(yàn)應(yīng)視具體情況進(jìn)行。

⑥ 試驗(yàn)結(jié)果的計(jì)算、分析和詮釋：對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)和圖解等處理，最后進(jìn)行分析和詮釋。