金属材料力学性能检测技术的发展

金属材料力学性能检测技术的发展

郑健

中国电建集团山东电力建设第一工程有限公司 山东济南 250100

摘要：事实上，任何产品在使用和生产时，都会有一定程度受受力、温度的影响。金属材料力学性能检测材料的选型应根据其特性、经济性等综合考虑。此时，检测人员首先要对材料的使用性能进行主动地分析，并根据材料的力学性能对各种工程设计参数进行研究。必须充分地发挥金属材料的作用，并对其力学性能的影响因素做出解释。基于此，本文针对金属材料力学性能检测技术的相关要点以及未来的发展方向做出分析。

关键词：金属材料；力学性能；力学实验；实验设备

前言

随着我国金属科学技术的发展进步，金属材料已成为现代社会不可或缺的重要组成部分，在工业中占有举足轻重的地位。金属材料的性能和材质能有效地提高金属建筑和设施设备的使用寿命，因此，我国为提高金属材料的综合性能，对金属材料本身的制造提出了更多、更细致、更难的要求。

1金属材料的使用性能

在材料选择过程中，金属材料的力学性能起着不可忽视的作用，是重要的参考因素之一。金属材料力学性能检测应在实际环境条件下，根据产品性能的各项指标，并同时满足对材料使用的要求等等，还应在采用各种方法的过程中，收集更多的数据、信息，最终达到对产品合格的判定。金属材料的使用性能也是一个非常重要的参数，更是一个重要的参考指标。此类参考数据的标准可进一步确定材料的适用范围。另外，从有关数据、实例来看，金属材料的使用性能包括以下几个方面的内容，如：物理性能、化学性能和机械性能等。事实上，金属材料的力学性能主要是指材料在各种温度条件下，在承受拉力过程中所表现出来的力学性能。

2金属材料的力学性能实验方法及力学实验设备

2.1金属材料的力学性能实验方法

金属材料力学性能实验方法主要包括拉伸测试、扭转测试、硬度测试及压缩测试。其中拉伸测试主要是测定金属材料的极限拉伸范围及其在极限范围内的具体表现；扭转测试主要是依据事先在材料中绘制的直线，对材料扭转测试阶段扭转变形程度、屈服极限、剪切强度极限进行逐一测试；硬度测试主要利用压入法、回跳法、刻化法等方法，利用布氏硬度对金属材料软硬程度进行测试；压缩测试主要以金属材料屈服极限、抗拉强度为测试对象。通过对金属材料被压缩期间不同时间段、不同压缩程度表现进行分析，可以直接得出金属材料力学性能。

2.1.1金属材料的拉伸试验

当前，我国力学性能检测中比较常见的方式就是拉伸试验，其中的各项拉伸性能指标就作为金属材料中较为重要的测试信息之一。那么，金属材料力学性能检测中的拉伸试验就要对其中的塑性指标、各项强度等加以确定。其实这就是体现金属材料力学性能的重要参考数据之一。这样的试验方式就可以高效地应用万能试验机这类设备。同时，金属材料拉伸试验在操作过程中往往不会过于复杂，能够在直观的视角下对材料的受力状态下的弹性阶段、塑性阶段以及断裂阶段中的变化进行研究。此外，有关金属材料力学性能检测技术人员在实验中也发现并得出其中力学性能标准的可靠性，并以此为前提，真正地完成检测过程。我国目前也对拉伸试验方法进行研究，规定了专业的标准和制度，最终有效地提高了金属材料拉伸试验的效率等。

2.1.2金属材料的扭转试验

当前，我国金属材料力学性能检测人员在完成扭转试验方法的过程中，应当在保障扭转力作用良好的前提下对试验的受力、变形情况进行研究。第一点，金属材料力学性能检测人员需要对材料具体的破损程度进行研究、观察，以此来确定材料中的各种指标等，并明确指标的极限值。这时，金属材料试件在承受扭矩压力的过程中，就要材料等进行检查，更要使材料处于纯剪切应力状态下，并成为新的一种应力状态。

2.1.3扭转测试

扭转测试只要是在测试之前，通过事先绘制的金属材料直线，在扭转测试过程中，通过对金属材料变形程度，来获取金属材料的极限值以及剪切强度极限值。在测试过程中，为了避免金属材料移动对检测数据带来的影响，科研人员通过用螺栓将金属材料进行固定[5-7]。当测试设备进入减速转动时，固定部分的金属材料会带动其他部分扭动起来，由于金属材料受力不均匀，因此会导致金属材料变形。因此，科研人员可以通过利用扭转测试来对金属材料特性进行分析。

2.1.4硬度测试

硬度测试主要是判断金属材料软硬程度的一种方式，硬度测试主要可以分为压入法、回跳法、刻划法三大类。当测试人员通过对材料的硬度进行测试时，首先需要对实验材料的受力点进行分析，并且通过相关检测手段来对其进行检测，最后根据布氏硬度法来对其进行测量。将测试材料放置在具有一定压力的环境中时，可以通过利用布氏硬度来对其进行测量。由于硬度测试法会对金属材料造成损害，因此，主要检测对象为铸钢和锻钢。

2.2金属材料的力学实验设备

根据金属材料力学实验需求，在金属材料力学实验中主要的设备为扭转试验机、布氏硬度计及万能材料试验机。其中扭转试验机主要是针对金属零部件扭转力进行性能测试的一种方式；布氏硬度计主要是对金属材料硬度进行测试的一种设备。其具有较为突出的代表性全面、实验数据统一的特征；万能材料试验机可以应用到金属材料多种试验过程。如弯曲实验、剪切实验、压缩实验、拉伸实验等。

3金属材料力学性能检测技术未来的发展方向

我国社会经济在不断增长，在此过程中各种技术水平等在不断提升，其中金属材料的实验设备也得到了不断地完善及优化。那么，金属材料力学试验设备在完善过程中，要想真正地满足未来经济发展的要求，就要以下方面为重点，更要重视未来的发展趋势。

3.1不断提升测试结果的准确度

伴随着我国科学技术的进一步发展，大众对金属材料的最终产品有着更多的要求，这就使得以往的测试方法难以与实际发展情况相一致。这时，金属材料力学性能检测人员就要不断地保障检测过程的精确度，要在此基础上提高准确性。

3.2逐渐提高测量方法的科学化

对于金属材料力学性能检测人员来说，就要保障测量系统具有科学性，并在一定标准基础上满足具体的要求，进而在更大程度上降低出现误差的概率等。例如：如果出现人为因素、操作原因出现的误差情况，就要利用各种方法逐步提升产品的精准度，进而促进检测技术的发展等。

3.3新型测试仪器和测试方法的研究

当前由于我国材料科学工程的发展速度在不断加快，其中一些新型的材料得到了更多地运用，也在实际生产中更加广泛地使用。不过，以往传统的测试设备、方法往往难以与新材料测试标准相一致，与材料发展情况相联系，金属材料行业应当以传统材料为基础，完成优化和创新，最终研究出多样化的技术测试方案，满足各种需求。

3.4广泛运用计算机模拟技术

现阶段，我国工业领域的规模在逐步扩展，其中新工业的出现也使工作模式、环境得到了进一步改革，并联系一定的传统力学性能检测机制，最终在各种检测方式的前提下，展现出金属材料的具体内容等，并完成实际性的工作。因此，检测人员难以对金属的使用性能做出具体的判定。假如在完成材料力学性能检测中可以利用计算机模拟技术，就能够更好地完成力学性能的条件分析，并以此为基础对预测应力的变化情况加以研究，最终可以为产品设计出合理的制造过程等，也能够使整个检测过程包括指导、维护等内容。

结束语

综上所述，通过对金属材料力学性能进行测试后，可以根据不同金属材料的特点，从而选择适合该金属材料的检测方式和设施设备，得出影响金属材料力学因素。科研人员通过针对金属材料自身性能进行分析研究，通过结合金属材料自身情况，选择合适的测试方式，提高金属材料力学性能，从而提高金属材料的使用寿命和质量。

参考文献

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