電子探針微區分析（EPMA）可對金屬材料進行微區成分和結構分析。它利用聚焦的高能電子束轟擊金屬樣品表面，激發樣品發出特征 X 射線、二次電子等信號。通過檢測特征 X 射線的波長和強度，能精確分析微區內元素的種類和含量，其空間分辨率可達微米級。同時，結合二次電子成像，可觀察微區的微觀形貌和組織結構。在金屬材料的失效分析中，EPMA 發揮著重要作用。例如，當金屬零部件出現局部腐蝕或斷裂時，通過 EPMA 對失效部位的微區進行分析，可確定腐蝕產物的成分、微區的元素分布以及組織結構變化，從而找出導致失效的根本原因，為改進材料設計和加工工藝提供有力依據，提高產品的質量和可靠性。金屬材料的焊接性能檢測，通過焊接試驗，評估材料焊接后的質量與性能是否達標？馬氏體不銹鋼沖擊試驗

在工業生產中，諸多金屬部件在相互摩擦的工況下運行，如發動機活塞與氣缸壁、機械傳動的齒輪等。摩擦磨損試驗機可模擬這些實際工況，通過精確設定載荷、轉速、摩擦時間以及潤滑條件等參數，對金屬材料進行磨損測試。試驗過程中，實時監測摩擦力的變化，利用高精度稱重設備測量磨損前后材料的質量損失，還可借助顯微鏡觀察磨損表面的微觀形貌。通過這些檢測數據，能深入分析不同金屬材料在特定摩擦條件下的磨損機制，是黏著磨損、磨粒磨損還是疲勞磨損等。這有助于篩選出高耐磨的金屬材料，并優化材料的表面處理工藝，如鍍硬鉻、化學氣相沉積等，提升金屬部件的使用壽命，降低設備的維護成本，保障工業生產的高效穩定運行。Al含量測量金屬材料的內耗測試，測量材料在振動過程中的能量損耗，助力對振動敏感設備的選材。

在核能相關設施中，如核電站反應堆堆芯結構材料、核廢料儲存容器等，金屬材料長期處于輻照環境中。輻照會使金屬材料的原子結構發生變化，導致材料性能劣化。金屬材料在輻照環境下的性能檢測通過模擬核輻射場景，利用粒子加速器或放射性同位素源產生的中子、γ 射線等對金屬材料樣品進行輻照。在輻照過程中及輻照后，對材料的力學性能、微觀結構、物理性能等進行檢測。例如測量材料的強度、韌性變化，觀察微觀結構中的空位、位錯等缺陷的產生和演化。通過這些檢測，能準確評估金屬材料在輻照環境下的穩定性，為核能設施的選材提供科學依據。選擇抗輻照性能好的金屬材料，可保障核電站等核能設施的長期安全運行，防止因材料性能劣化引發的核安全事故。

在高溫環境下工作的金屬材料，如鍋爐管道、加熱爐構件等，表面會形成一層氧化皮。高溫抗氧化皮性能檢測旨在評估氧化皮的保護效果和穩定性。檢測時，將金屬材料樣品置于高溫爐內，模擬實際工作溫度，持續加熱一定時間，使表面形成氧化皮。然后，通過掃描電鏡觀察氧化皮的微觀結構，分析其致密度、厚度均勻性以及與基體的結合力。利用 X 射線衍射分析氧化皮的物相組成。良好的氧化皮應具有致密的結構、均勻的厚度和高的與基體結合力，能有效阻止氧氣進一步向金屬內部擴散，提高金屬材料的高溫抗氧化性能。通過高溫抗氧化皮性能檢測，選擇合適的金屬材料并優化表面處理工藝，如涂層防護等，可延長高溫設備的使用壽命，降低能源消耗。金屬材料的殘余應力檢測，分析應力分布，預防材料變形與開裂。

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。金屬材料的高溫硬度檢測，模擬高溫工作環境，測量材料在高溫下的硬度變化情況。WCC規定塑性延伸強度試驗

金屬材料在鹽霧環境中的腐蝕電位檢測，模擬海洋工況，評估材料耐腐蝕性能，保障沿海設施安全。馬氏體不銹鋼沖擊試驗

穆斯堡爾譜分析是一種基于原子核物理原理的分析技術，可用于研究金屬材料中原子的化學環境和微觀結構。通過測量穆斯堡爾效應產生的 γ 射線的能量變化，獲取有關原子核周圍電子云密度、化學鍵性質以及晶格結構等信息。在金屬材料的研究中，穆斯堡爾譜分析可用于確定合金中不同元素的價態、鑒別不同的相結構以及研究材料在熱處理、機械加工過程中的微觀結構變化。例如在鋼鐵材料中，通過穆斯堡爾譜分析可區分不同類型的碳化物，研究其在回火過程中的轉變機制，為優化鋼鐵材料的熱處理工藝提供微觀層面的依據，提高材料的綜合性能。馬氏體不銹鋼沖擊試驗