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。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、硬度等力學性能。在微納制造領域，金屬材料表面的粗糙度和納米力學性能對微納器件的性能和可靠性有著關鍵影響。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，提高數據存儲和讀取的準確性。AFM 的納米力學性能檢測為微納器件的材料選擇和設計提供了微觀層面的依據。金屬材料的壓縮試驗，施加壓力檢測其抗壓能力，為承受重壓的結構件選材提供依據。馬氏體不銹鋼粗糙度檢驗

在石油化工、能源等行業，部分金屬設備需長期處于高溫高壓且含有腐蝕性介質的環境中，極易發生應力腐蝕開裂（SCC）現象。應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釜內，釜中充入特定腐蝕性介質，同時對樣品施加一定的拉伸應力。通過電化學監測、無損探傷以及定期解剖樣品觀察內部裂紋等手段，密切跟蹤材料的腐蝕開裂情況。研究應力水平、溫度、介質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生器管道選材中，通過嚴格的應力腐蝕開裂檢測，選用抗應力腐蝕性能優異的鎳基合金材料，有效避免管道因應力腐蝕開裂而引發的泄漏事故，確保核電站的安全穩定運行。ISO 6506-1-2014金屬材料的熱膨脹系數檢測，了解受熱變形情況，保障高溫環境使用。

在一些金屬材料的熱處理過程中，如淬火處理，會產生殘余奧氏體。殘余奧氏體的存在對金屬材料的性能有著復雜的影響，可能影響材料的硬度、尺寸穩定性和疲勞壽命等。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，對于一些要求高硬度和尺寸穩定性的模具鋼，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致模具在使用過程中發生尺寸變化，影響模具的精度和使用壽命。通過殘余奧氏體含量檢測，調整熱處理工藝參數，如回火溫度和時間等，可優化殘余奧氏體含量，提高模具鋼的綜合性能，保障模具的高質量生產。

三維 X 射線計算機斷層掃描（CT）技術為金屬材料內部結構和缺陷檢測提供了直觀的手段。該技術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。在航空航天領域，對發動機葉片等關鍵金屬部件的內部質量要求極高。通過 CT 檢測，能夠清晰呈現葉片內部的氣孔、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量，還能為后續的修復或改進工藝提供詳細的數據支持，提高了產品的可靠性與安全性，保障航空發動機在復雜工況下穩定運行。金屬材料的納米硬度檢測，利用原子力顯微鏡，精確測量微小區域硬度，探究微觀力學性能。

在低溫環境下工作的金屬結構，如極地科考設備、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，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、延伸率等關鍵力學性能指標。低溫會使金屬材料的晶體結構發生變化，導致其力學性能改變，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境下仍具有良好綜合力學性能的金屬材料，優化材料成分和熱處理工藝，確保金屬結構在低溫環境下安全可靠運行，防止因材料低溫性能不佳而發生脆性斷裂事故。在進行金屬材料的拉伸試驗時，借助高精度拉伸設備，記錄力與位移數據，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構，利用 SKPFM 監測表面電位變化，可及時發現涂層破損或腐蝕隱患，采取相應的防護措施，延長金屬結構的使用壽命。馬氏體不銹鋼粗糙度檢驗