材料試驗指的是對材料的質(zhì)量及其在不同條件下的各種性能的檢測和評定，有時僅指材料機械性能試驗。材料試驗對工業(yè)生產(chǎn)和材料的基礎(chǔ)研究具有十分重要的意義。

材料試驗的種類繁多，現(xiàn)代常用的有機械、物理、化學(xué)、腐蝕、磨損試驗和無損檢測以及工藝性能試驗等。

1 機械性能試驗

測量材料在力或能的作用下所表現(xiàn)的特性，如強度、剛度、塑性、韌性、硬度等。有時要求在某些特定環(huán)境，例如高溫、低溫、腐蝕等條件下進行試驗。由于工程結(jié)構(gòu)和機械零件絕大部分是在受力的情況下工作，機械性能是他們的主要性能，因而這類試驗應(yīng)用最廣。

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拉伸試驗曲線示意圖（OB—彈性階段，BC—屈服階段，CD—強化階段，DE—頸縮階段）

扭轉(zhuǎn)曲線

典型的金屬材料疲勞曲線

應(yīng)力、溫度不同的蠕變曲線變化圖

2 物理性能試驗

利用材料的各種物理效應(yīng)來檢測材料的一系列特性，包括化學(xué)組成和價態(tài)、表面形貌、晶體結(jié)構(gòu)、顯微組織等，或確定一些物理性能參數(shù)，如比熱容、熱/電導(dǎo)率、膨脹系數(shù)等。這類試驗中的很大一部分能揭示材料的微觀特征，從而可與宏觀性能聯(lián)系起來，用于分析質(zhì)量問題和失效事故，以及進行材料科學(xué)中的基礎(chǔ)性研究等。

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Pb-Sn合金在直流電作用下的形核與生長（c=1.5A/mm2，d=1.8 A/mm2）（設(shè)備：同步輻射XRD）

3 化學(xué)分析

定性或定量地測定材料的化學(xué)組分和結(jié)構(gòu)。所用方法主要有兩大類：

以各種化學(xué)反應(yīng)作為基礎(chǔ)的經(jīng)典化學(xué)分析方法；利用各種元素的不同物理或物理-化學(xué)效應(yīng)的儀器分析方法；前者靈活性較大，為很多標準分析方法所采用。后者的特點是分析速度快、靈敏度高，但試驗裝備通常較龐大復(fù)雜，價格昂貴，適用于大批量和成分較復(fù)雜的試樣分析工作。

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4 腐蝕試驗

檢測金屬或其他材料因與環(huán)境發(fā)生相互作用而引起的化學(xué)或物理（或機械）-化學(xué)損傷過程的材料試驗。腐蝕試驗是掌握材料與環(huán)境所構(gòu)成的腐蝕體系的特性，了解腐蝕機制，從而對腐蝕過程進行控制的重要手段。

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鹽霧腐蝕試驗箱

5 磨損試驗

測定固體在受另一相互接觸的固體的摩擦，或受固體、液態(tài)或氣態(tài)顆粒的碰撞所引起的表面損耗——磨損。這類試驗尚無公認的統(tǒng)一標準，《GB/T 12444-2006 金屬材料 磨損試驗方法試環(huán)-試塊滑動磨損試驗》可供參考。

由于很多因素如介質(zhì)的腐蝕作用、零件的振動、磨粒的形狀和相對的運動速度等均會顯著地影響磨損率，實驗室的試驗結(jié)果常與實際情況有較大的出入，應(yīng)用時須加注意。

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磨損曲線

磨粒磨損的影響因素

6 無損檢測

在保持被檢物完好的條件下利用各種物理效應(yīng)查出被檢物表面或內(nèi)部的缺陷，或測定其他組織、性能和其他物理量。不損害被檢物的使用性能是它有別于一般材料試驗的特點。這類試驗是保證產(chǎn)品質(zhì)量和安全使用的重要手段。

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7 工藝性能試驗

測定材料加工成半成品或成品所用的工藝過程（鑄造、鍛壓、焊接、金屬熱處理、切削加工等）的難易程度。這種試驗對判定材料能否投入正常生產(chǎn)有很大意義，對于發(fā)展新材料也很重要。

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8 試驗方式

材料的試驗方式有試驗室試樣試驗、實驗室臺架試驗、現(xiàn)場掛片試驗和實物運轉(zhuǎn)試驗。

① 試驗室試樣試驗：分為不對實際工況條件作特殊模擬的常規(guī)試驗；模擬實際工況中的主要條件（如溫度、介質(zhì)、載荷譜等）的模擬試驗；強化某些工況條件的快速試驗。

② 試驗室臺架試驗：將材料制成實際零件或模型，在試驗室內(nèi)模擬一定的工況條件進行試驗。

③ 現(xiàn)場掛片試驗：將材料制成一定規(guī)格的試樣，直接放在現(xiàn)場上進行考驗。這種方式在腐蝕試驗中應(yīng)用較多。

④ 實物運轉(zhuǎn)試驗：將材料制成零部件，裝在實際機器上進行實物運轉(zhuǎn)。嚴格說來，臺架試驗和實物運轉(zhuǎn)試驗因包含了結(jié)構(gòu)和環(huán)境等因素，已不屬單純的材料試驗。但它們更能反映材料的使用效果，因而日益受到重視。

9 試驗程序

試驗程序隨試驗?zāi)康摹⒃囼灧N類和材料種類的不同而異。通常包括以下幾個主要步驟。

① 試驗方式的確定：選擇試驗方式時應(yīng)考慮各種方式的特點，尤其是準確度、精確度、靈敏度和測試速度等。

② 抽樣：抽取試樣時應(yīng)注意待檢物的均勻性、樣品的代表性和適宜的數(shù)量等。

③ 試樣制備：須注意取樣部位、取樣方向、試樣的尺寸和形狀等，并避免制樣時產(chǎn)生缺陷和污染。

④ 試驗裝置的校準：試驗裝置須定期校準，如誤差超過一定范圍，必須加以檢修。

⑤ 試驗：通常按標準所規(guī)定的步驟進行。帶有探索和研究性的試驗應(yīng)視具體情況進行。

⑥ 試驗結(jié)果的計算、分析和詮釋：對試驗結(jié)果進行適當?shù)臄?shù)學(xué)和圖解等處理，最后進行分析和詮釋。