金属材料研究中理化检测的地位与作用探究

摘 要：金属成分按标准、要求对相应材质进行定量分析，判断其是否符合相应标准或要求。如果原材料、半成品和成品的材料实际化学成分不符合协议标准，那么它将成为影响产品最终性能的关键因素。随着现代冶金技术的进步，已经证明了一些具体元素的重要性，本文就金属材料研究中理化检测的地位与作用进行了探究。

关键词：金属材料；理化检测；地位与作用

一般而言，对于金属材料关注的是其对应的化学成分与力学性能，其次是其对应的金相组织。在化学成分中，尤其关注的是五大元素C、Si、Mn、P、S，对于具体的材料要有针对性分析，例如，SUS304不锈钢，了解五大元素后还需要了解其主要的微量元素Cr、Ni等产生的影响。对于其对应的力学性能，主要了解的是其拉伸性能（根据具体而选用抗拉强度、断面收缩率、屈服强度、伸长率等数值、硬度、抗冲击性能等，这些可以根据所选材料及其应用环境而定。金相组织主要了解的是材料的热处理状态及其对应的显微组织，根据具体需要而定。

一、理化检测的性能和作用

理化检测是保证材料，器件与零件质量最重要手段，加强理化检测科学管理，实现检测技术的程序化，规范化，标准化，确保检测结果准确可靠，为国民经济建设与国防建设服务。理化检测是实现工业现代化，发展科学技术的重要基础性技术，是确保和提高产品质量，鉴定科研成果，评价产品性能，提高科研水平的重要手段和科学依据。在工业企业中，理化检测是保证和提高产品质量的重要手段，也是新材料，新工艺，新技术工程应用研究，开发新产品，产品失效分析，寿命检测，工程设计，环境保护等工作的基础性技术，并对产品的质量既有监督保护作用，又有指导作用。理化检测工作的任务：承担本企业原材料（含母合金），辅助材料及外购锻，铸件毛坯入厂复验中的冶金质检和材质处理；负责厂内锻，铸件毛坯，半成品及成品的试制和生产过程的冶金质量鉴定；负责企业内部热加工工艺工序间的质量控制和理化检测工作；负责产品零件生产过程中的产品缺陷及材质故障分析，并参与处理；负责产品使用过程中的失效分析，并配合有关部门制定预防措施；参与新材料工程应用研究和鉴定工作；参与新工艺，新技术开发和试验研究工作以及新的理化检测方法的研究工作； 承担企业内部理化检测仪器的检修及技术管理工作。

二、理化检测在金属材料研究中的内容

在金属材料的组成研究中，对金属材料和无机非金属材料的主量和微量元素的测定，应用较为普遍的方法有原子光谱法、分子光谱法、电化学法和常规化学法；对高分子的分析，则需要有元素分析、红外光谱、核磁共振、质谱等方面的配合。对其结构研究，通常以光学显微镜观察其基体组织及形貌；以工业CT观察其金属材料内部的微孔洞、裂纹和夹杂物的形态；以透射电镜观察其断口形貌、析出相的形态，借助于能谱或波谱检测，还可给出各相的大致成分；以x射线衍射和选区电子衍射法，鉴定第二相的晶体结构、取向和应力；电子探针能将相的形貌与成分联系起来，可表征微区域成分的相对变化；X射线光电子能谱、X射线荧光光谱、x射线衍射技术，可研究金属材料的晶态、异构观像及其中元素的价态；自射线摄照技术用以研究元素及其形成相在基体中的分布；热分析可了解金属材料晶体和无定形结构的关系；质谱能精确地测定有机高分子的分子量、给出分子式和其他机构信息；核磁共振波谱、质谱与色谱的联用、质谱自身的串联、激光拉曼光谱与红外光谱研究有机结构；傅里叶变换一红外光谱和色谱的联合，被誉为鉴定有机结构的“指纹”；激光微探针质谱可获得有机物元素的局部形态和有机物的机构信息；以电子能谱、二次离子质谱、脉冲激光原子探针、俄歇电子能谱、x射线光电子能谱、x射线衍射和X射线吸收精细结构技术等，研究表面与异质界面原子的几何结构，表面与界面原子的迁移和扩散，表面电子态、异质界面化学键，异质界面扩散反映和界面化合物的形成动力学，异质界面的浸润性、薄膜形成机制和界面失效等等。不难想象，如果没有理化检测对材料的组成、结构和性能及其它们之间相互关系的参与研究与检测，材料的研究就无法进行；进而材料的组成、结构和性能之间的关系及其变化规律就无法确立，材料科学就不能发展。

三、解决金属材料研究中具体问题的实倒

通过对析出相的类型、结构、组成与含量的研究，定量地研究了多种高温合金的时效过程中相的析出、溶解规律和相变规律及其组成与各有关相间地关系、各相与性能间地关系。在对这些关系和规律的研究，选择并确定了某些高温合金有关合金元素的用量、热处理制度，探讨了其组织的稳定性及其合金化机理和强化机理、失效原因等内容。针对50硼钢出现的脆化现象，通过对硼在钢中的存在状态与分布情况，对硼相结构、组成与形成、溶解规律，测硼方法的系统研究，提出了Fe23（C，B）6相沿晶界析出的硼脆机理和通过高于9500C同溶处理，并结合快速冷却，以达到消除或改善硼脆的措施。根据这种情况，国家对测硼方法进行统一，改订了50硼钢标准。通过锰的加入量的变化对93W—Ni—Fe—Co合金力学性能的影响，以及对合金中钨颗粒和粘结相的含量与组成，合金的显微组织与断口形貌，锰同氧、硫等原子的分布状态及其所形成夹杂物的类型、结构、形态、尺寸及分布的系统研究，提出了锰在w—Ni—Fe—co系重合金中晶界净化的作用机制，以及借加入某一或某些可净化钨颗粒/粘结相界面的合金元素。以提高钨颗粒同粘结相问的结合强度，是提高其合金塑性和韧性的一种有效途径。

四、结束语

理化检测学是研究建立物质的组成、结构和性能的测试方法，并提供其结果信息的科学。它在金属材料研究中，为金属材料提供其组成、结构和性能的准确结果，参与金属材料的组成、结构和性能间相互关系及其变化规律的研究与确立。所以，理化检验是金属材料研究的重要组成部分。

参考文献：

[1]何东辉.等离子光谱仪在理化分析中的应用[J].理化检验，2014.

[2]刘世华.材料理化检验测量不确定度评定方法的研究[J].企业文化，2015.

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