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(xué)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(shù)。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(xué)性能。在微納制造領(lǐng)域，金屬材料表面的粗糙度和納米力學(xué)性能對微納器件的性能和可靠性有著關(guān)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(shù)據(jù)存儲和讀取的準確性。AFM 的納米力學(xué)性能檢測為微納器件的材料選擇和設(shè)計提供了微觀層面的依據(jù)。金屬材料的壓縮試驗，施加壓力檢測其抗壓能力，為承受重壓的結(jié)構(gòu)件選材提供依據(jù)。馬氏體不銹鋼粗糙度檢驗

在石油化工、能源等行業(yè)，部分金屬設(shè)備需長期處于高溫高壓且含有腐蝕性介質(zhì)的環(huán)境中，極易發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂（SCC）現(xiàn)象。應(yīng)力腐蝕開裂檢測模擬這類極端工況，將金屬材料樣品置于高溫高壓反應(yīng)釜內(nèi)，釜中充入特定腐蝕性介質(zhì)，同時對樣品施加一定的拉伸應(yīng)力。通過電化學(xué)監(jiān)測、無損探傷以及定期解剖樣品觀察內(nèi)部裂紋等手段，密切跟蹤材料的腐蝕開裂情況。研究應(yīng)力水平、溫度、介質(zhì)濃度等因素對開裂時間和裂紋擴展速率的影響。例如在核電站的蒸汽發(fā)生器管道選材中，通過嚴格的應(yīng)力腐蝕開裂檢測，選用抗應(yīng)力腐蝕性能優(yōu)異的鎳基合金材料，有效避免管道因應(yīng)力腐蝕開裂而引發(fā)的泄漏事故，確保核電站的安全穩(wěn)定運行。ISO 6506-1-2014金屬材料的熱膨脹系數(shù)檢測，了解受熱變形情況，保障高溫環(huán)境使用。

在一些金屬材料的熱處理過程中，如淬火處理，會產(chǎn)生殘余奧氏體。殘余奧氏體的存在對金屬材料的性能有著復(fù)雜的影響，可能影響材料的硬度、尺寸穩(wěn)定性和疲勞壽命等。殘余奧氏體含量檢測通常采用 X 射線衍射法，通過測量 X 射線衍射圖譜中殘余奧氏體的特征峰強度，計算出殘余奧氏體的含量。在模具制造行業(yè)，對于一些要求高硬度和尺寸穩(wěn)定性的模具鋼，控制殘余奧氏體含量尤為重要。過高的殘余奧氏體含量可能導(dǎo)致模具在使用過程中發(fā)生尺寸變化，影響模具的精度和使用壽命。通過殘余奧氏體含量檢測，調(diào)整熱處理工藝參數(shù)，如回火溫度和時間等，可優(yōu)化殘余奧氏體含量，提高模具鋼的綜合性能，保障模具的高質(zhì)量生產(chǎn)。

三維 X 射線計算機斷層掃描（CT）技術(shù)為金屬材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)和缺陷檢測提供了直觀的手段。該技術(shù)通過對金屬樣品從多個角度進行 X 射線掃描，獲取大量的二維投影圖像，再利用計算機算法將這些圖像重建為三維模型。在航空航天領(lǐng)域，對發(fā)動機葉片等關(guān)鍵金屬部件的內(nèi)部質(zhì)量要求極高。通過 CT 檢測，能夠清晰呈現(xiàn)葉片內(nèi)部的氣孔、疏松、裂紋等缺陷的位置、形狀和尺寸，即使是位于材料深處、傳統(tǒng)檢測方法難以觸及的缺陷也無所遁形。這種檢測方式不僅有助于評估材料質(zhì)量，還能為后續(xù)的修復(fù)或改進工藝提供詳細的數(shù)據(jù)支持，提高了產(chǎn)品的可靠性與安全性，保障航空發(fā)動機在復(fù)雜工況下穩(wěn)定運行。金屬材料的納米硬度檢測，利用原子力顯微鏡，精確測量微小區(qū)域硬度，探究微觀力學(xué)性能。

在低溫環(huán)境下工作的金屬結(jié)構(gòu)，如極地科考設(shè)備、低溫儲罐等，對金屬材料的低溫拉伸性能要求極高。低溫拉伸性能檢測通過將金屬材料樣品置于低溫試驗箱內(nèi)，將溫度降至實際工作溫度，如 - 50℃甚至更低。利用高精度的拉伸試驗機，在低溫環(huán)境下對樣品施加拉力，記錄樣品在拉伸過程中的力 - 位移曲線，從而獲取屈服強度、抗拉強度、延伸率等關(guān)鍵力學(xué)性能指標。低溫會使金屬材料的晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，導(dǎo)致其力學(xué)性能改變，如強度升高但韌性降低。通過低溫拉伸性能檢測，能夠篩選出在低溫環(huán)境下仍具有良好綜合力學(xué)性能的金屬材料，優(yōu)化材料成分和熱處理工藝，確保金屬結(jié)構(gòu)在低溫環(huán)境下安全可靠運行，防止因材料低溫性能不佳而發(fā)生脆性斷裂事故。在進行金屬材料的拉伸試驗時，借助高精度拉伸設(shè)備，記錄力與位移數(shù)據(jù)，以此測定材料的屈服強度和抗拉強度 。CF3M成分分析試驗

磨損試驗檢測金屬材料耐磨性，模擬實際摩擦，篩選合適材料用于耐磨場景。馬氏體不銹鋼粗糙度檢驗

掃描開爾文探針力顯微鏡（SKPFM）可用于檢測金屬材料的表面電位分布，這對于研究材料的腐蝕傾向、表面電荷分布以及涂層完整性等具有重要意義。通過將一個微小的探針在金屬材料表面上方掃描，利用探針與表面之間的靜電相互作用，測量表面電位的變化。在金屬材料的腐蝕防護研究中，SKPFM 能夠檢測出表面不同區(qū)域的電位差異，從而判斷材料表面是否存在腐蝕活性點，評估涂層對金屬基體的防護效果。例如在海洋工程中，對于長期浸泡在海水中的金屬結(jié)構(gòu)，利用 SKPFM 監(jiān)測表面電位變化，可及時發(fā)現(xiàn)涂層破損或腐蝕隱患，采取相應(yīng)的防護措施，延長金屬結(jié)構(gòu)的使用壽命。馬氏體不銹鋼粗糙度檢驗