中子具有較強的穿透能力，能夠深入金屬材料內部進行檢測。中子衍射殘余應力檢測利用中子與金屬晶體的相互作用，通過測量中子在不同晶面的衍射峰位移，精確計算材料內部的殘余應力分布。與 X 射線衍射相比，中子衍射可檢測材料較深部位的殘余應力，適用于厚壁金屬部件和大型金屬結構。在大型鍛件、焊接結構等制造過程中，殘余應力的存在可能影響產品的性能和使用壽命。通過中子衍射殘余應力檢測，可了解材料內部的殘余應力狀態，為消除殘余應力的工藝優化提供依據，如采用合適的熱處理、機械時效等方法，提高金屬結構的可靠性和穩定性。金屬材料的彎曲試驗，測試彎曲性能，確定材料可加工性怎么樣。低合金鋼顯微組織檢驗

輝光放電質譜（GDMS）技術能夠對金屬材料中的痕量元素進行高靈敏度分析。在輝光放電離子源中，氬離子在電場作用下轟擊金屬樣品表面，使樣品原子濺射出來并離子化，然后通過質譜儀對離子進行質量分析，精確測定痕量元素的種類和含量，檢測限可達 ppb 級甚至更低。在半導體制造、航空航天等對材料純度要求極高的行業，GDMS 痕量元素分析至關重要。例如在半導體硅材料中，痕量雜質元素會嚴重影響半導體器件的性能，通過 GDMS 精確檢測硅材料中的痕量雜質，可嚴格控制材料質量，保障半導體器件的高可靠性和高性能。在航空發動機高溫合金中，痕量元素對合金的高溫性能也有影響，GDMS 分析為合金成分優化提供了關鍵數據。F53點蝕程度評定金屬材料的液態金屬腐蝕檢測，針對特殊工況，觀察與液態金屬接觸時的腐蝕情況，選擇合適防護措施。

在熱循環載荷作用下，金屬材料內部會產生熱疲勞裂紋，隨著循環次數增加，裂紋逐漸擴展，可能導致材料失效。熱疲勞裂紋擴展速率檢測通過模擬實際熱循環工況，對金屬材料樣品施加周期性的溫度變化，同時利用無損檢測技術，如數字圖像相關法、掃描電子顯微鏡原位觀察等，實時監測裂紋的萌生和擴展過程。精確測量裂紋長度隨熱循環次數的變化，繪制裂紋擴展曲線，計算裂紋擴展速率。通過研究材料成分、組織結構、熱循環參數等因素對裂紋擴展速率的影響，為金屬材料在熱疲勞環境下的壽命預測和可靠性評估提供關鍵數據，指導材料的優化設計和工藝改進，提高高溫設備的服役壽命。

原子力顯微鏡（AFM）不僅能夠高精度測量金屬材料表面的粗糙度，還可用于檢測材料的納米力學性能。通過將極細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，從而精確計算表面粗糙度參數。同時，通過控制探針的加載力和位移，測量材料在納米尺度下的彈性模量、硬度等力學性能。在微納制造領域，金屬材料表面的粗糙度和納米力學性能對微納器件的性能和可靠性有著關鍵影響。例如在硬盤讀寫頭的制造中，通過 AFM 檢測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，提高數據存儲和讀取的準確性。AFM 的納米力學性能檢測為微納器件的材料選擇和設計提供了微觀層面的依據。檢測金屬材料的電導率，判斷其導電性能，滿足電氣領域應用需求？

金相組織分析是研究金屬材料內部微觀結構的基礎且重要的方法。通過對金屬材料進行取樣、鑲嵌、研磨、拋光以及腐蝕等一系列處理后，利用金相顯微鏡觀察其微觀組織形態。金相組織包含了晶粒大小、形狀、分布，以及各種相的種類和比例等關鍵信息。不同的金相組織直接決定了金屬材料的力學性能和物理性能。例如，在鋼鐵材料中，珠光體、鐵素體、滲碳體等相的比例和形態對材料的強度、硬度和韌性有著影響。細晶粒的金屬材料通常具有較好的綜合性能。金相組織分析在金屬材料的研發、生產過程控制以及失效分析中都發揮著關鍵作用。在新產品研發階段，通過觀察不同工藝下的金相組織，優化材料的成分和加工工藝，以獲得理想的性能。在生產過程中，金相組織分析可作為質量控制的手段，確保產品質量的穩定性。而在材料失效分析時，通過金相組織觀察，能找出導致材料失效的微觀原因，為改進產品設計和制造工藝提供依據。進行金屬材料的疲勞試驗，需在疲勞試驗機上施加交變載荷，長時間監測以預測材料的疲勞壽命 。低合金鋼顯微組織檢驗

金屬材料的熱膨脹系數檢測，了解受熱變形情況，保障高溫環境使用。低合金鋼顯微組織檢驗

在一些新興的能源轉換和存儲系統中，如液態金屬電池、液態金屬冷卻的核反應堆等，金屬材料與液態金屬密切接觸，面臨獨特的腐蝕問題。腐蝕電化學檢測通過構建電化學測試體系，將金屬材料作為工作電極，置于模擬的液態金屬環境中。利用電化學工作站測量開路電位、極化曲線、交流阻抗譜等電化學參數。通過分析這些參數，研究金屬在液態金屬中的腐蝕熱力學和動力學過程，確定腐蝕反應的機理和腐蝕速率。根據檢測結果，選擇合適的防護措施，如添加緩蝕劑、采用耐腐蝕涂層等，提高金屬材料在液態金屬環境中的使用壽命，保障相關能源系統的穩定運行。低合金鋼顯微組織檢驗