材料物理試驗

材料物理試驗
physical test of material

　　利用物質(zhì)的各種物理效應來分析和確定材料的性狀，并尋找它們之間的相互關(guān)系和規(guī)律性的一種材料試驗。材料的性狀包括結(jié)構(gòu)、組織形貌、化學組成和價態(tài)、物理或物理－化學參數(shù)等。材料物理試驗是鑒定、評價和研究金屬及合金材料的重要手段。有些方法也可用于非金屬材料。
　　作用 　材料物理試驗的主要作用是：
　　①　為合理地選擇制造各種機械零部件用的材料提供可靠的依據(jù)。
　　②　為制訂材料的熱處理（見金屬熱處理）、鍛造、沖壓、鑄造和焊接等各種工藝過程的正確規(guī)范提供參考資料。
　　③　作為失效分析的主要手段。對失效的機械零部件進行失效原因分析是防止類似事故再度發(fā)生、提高產(chǎn)品質(zhì)量和延長使用壽命的有效途徑。失效分析時首先應進行宏觀觀察和檢查，以了解失效現(xiàn)象的概貌。然后進一步應用各種微觀方法來研究失效的零部件，特別是失效的起始部位的組織形貌、結(jié)構(gòu)和化學組成等特征，以便找出失效原因，提出改進措施。
　　方法 　材料物理試驗的方法包括光學金相檢驗、X射線分析、電子顯微鏡分析、電子探針分析、表面分析和物理性能參數(shù)測定。
　　光學金相檢驗 　包括宏觀檢驗和顯微組織檢驗兩個方面。前者采用肉眼或低倍放大方法觀察、分析材料或零部件的宏觀組織和斷口形貌等；后者采用光學金相顯微鏡在放大50～2000倍下觀察金相試樣的顯微組織和微觀缺陷等。
　　X射線分析 　廣泛應用于金屬材料相組分的測定、殘余應力的測定和相變過程中結(jié)構(gòu)變化的研究；也可用于探傷和材料化學成分的X射線熒光分析。 　　電子顯微鏡分析 　主要包括透射電子顯微鏡分析和掃描電子顯微鏡分析兩種。透射電子顯微鏡具有很高的分辨本領(lǐng),而且可以作電子衍射分析,能同時提供試樣的組織形貌和與之相對應的晶體，透射電子顯微鏡分析是物理試驗中最常用的顯微分析手段。掃描電子顯微鏡是采用二次電子、背散射電子或吸收電子等信號成像，有較大的景深，適宜于作斷口分析和三維顯微形態(tài)分析。
　　電子探針分析 　利用樣品受高速電子轟擊后發(fā)出組成元素的特征 X射線信號來鑒定元素種類和含量的分析方法。它是微區(qū)化學成分分析的重要手段，可分析原子序數(shù)為4以上的所有元素。
　　表面分析 　包括離子探針分析、俄歇電子能譜分析和X射線光電子能譜分析。
　　物理性能參數(shù)測定 　物理性能參數(shù)表征金屬和合金固有的宏觀性能(見材料物理性能參數(shù))。這些參數(shù)不僅是設(shè)計中的重要數(shù)據(jù)，而且可根據(jù)它們的變化來有效地研究金屬內(nèi)部組織和結(jié)構(gòu)的變化。物理性能參數(shù)測定的特點是測量速度快而且準確，并能顯示轉(zhuǎn)變過程的全貌。但單靠此法來間接推斷材料內(nèi)部組織和結(jié)構(gòu)變化，在某些情況下存在困難，如用此法與材料物理試驗的其他方法相互配合，則有可能更充分地反映出金屬和合金材料內(nèi)部變化的規(guī)律和本質(zhì)。