隨著中國經濟體量躍居世界第二，中國工業水平、各種工業與民用設施規模也達到了一個相當的體量，大量的工程結構、工業機器和設備已經建成并正在發揮重要作用。這些結構、機器和設備，其服役狀況如何?是否安全可靠?是否仍然處于設計范圍內以及是否需要維修更換? 等等，這些問題的回答都需要依靠現場檢測或監測的數據。因此在線檢測技術和檢測設備對當今的中國檢測顯得愈發重要和迫切，實驗室或離線的檢測技術和檢測設備在時間、取樣的可行性以及真實性等方面尚不能完全勝任。

本文作者僅從個人經歷中涉及較多的金屬材料力學性能和金相顯微組織二個方面(電磁性能和無損探傷等則不在本文討論范圍之列) 對物理性能現場測技術的現狀作簡要介紹，并討論未來的發展趨勢。

　　現場物理性能檢測有哪些項目？

金屬材料現場物理性能檢測主要有硬度、金相檢驗、薄板沖壓件成形極限圖FLD測定、工作應力測試、殘余應力測量與消除、彈性模量及泊松比測試等項目。

　　1硬度

現場硬度檢測目前主要包括里氏、肖氏、布氏、韋氏和超聲波硬度等，這些方法各有特點，各有其適用環境和檢測對象，需要使用者根據實際情況靈活選擇。表1列出了上述現場硬度檢測方法的原理、適用范圍和執行標準。

表1 各種現場用硬度的對比

　　2 成形極限圖FLD

成形性能是金屬板帶的關鍵力學性能指標，直接決定了金屬板帶在成形加工過程中的難易程度，本質上影響其成形件的質量和成本。成形極限又是其核心指標，成形極限有沖壓車間和實驗室測定兩種方法。其中沖壓車間的測定方法依據GB/T 24171.1- 2009《金屬材料 薄板和薄帶 成形極限曲線的測定第1部分：沖壓車間成形極限圖的測量及應用》，在板材沖壓前印好網格，沖壓后再測試網格的主/次應變，現場在線測試沖壓零件的FLD，用于現場條件下對零件成形效果的快速分析判斷，從而能夠及時地對沖壓模具和其他沖壓工藝參數進行調整。

　　3 金相檢驗

現場金相通過對材料顯微組織、夾雜、裂紋的觀察，往往在鋼號甄別、質量分析、安全評價和仲裁糾紛中發揮重要作用，其應用非常廣泛。

例如某灰口鑄鐵件例行維修檢查，磁粉探傷發現有可疑的表面裂紋，反復磁粉探傷和其它探傷方法檢查均沒有發現表面裂紋。出現兩種矛盾的結論，究竟該以哪次測定結果為準？后用現場金相檢驗發現，除了灰口鑄鐵件中的片狀石墨在海洋環境中發生腐蝕留下片狀溝槽外未再找到一條裂紋，爭論迎刃而解。

　　4 殘余應力測量與消除

殘余應力的現場測量一般采用小孔法、壓痕法、X射線衍射法和臨界表面超聲波法，表2列出了各種殘余應力現場測試方法的原理、使用范圍及采用的標準。殘余應力的現場消除采用的方法比較多，有局部熱處理、振動、超聲沖擊和爆炸處理等，表3對各種殘余應力現場消除方法的技術經濟性進行了對比，列出了采用的標準。

工作應力測試與殘余應力測試類似，該文不再贅述。

表2 各種現場用殘余應力測量方法的對比

表3 幾種常用消除殘余應力方法的技術經濟性對比

選自：《理化檢驗-物理分冊》 Vol.51 2015.12

作者：李榮鋒，教授級高工，武漢鋼鐵集團公司研究院