金属合金材料常用的表征方法如下：
1.XRD
试样制备：平整光滑，金相砂纸将试样磨平并经过抛光处理。
参数：采用步进扫描，步长设置为0.02°/步，每步停留2s。
采用奥氏体相的(200)、(220)和(311)的衍射峰以及铁素体相的(200)、(211)和(220)的衍射峰数据代入公式以用于计算残余奥氏体相的体积分数(Vγ)。
(a)不同变形量下 XRD 数据，(b)残余奥氏体和位错密度随变形量的变化曲线
残余奥氏体计算公式
2.OM
试样线切割→砂纸对试样进行由粗到细的研磨，更换砂纸的同时试样须转90°角与之前研磨方面成垂直方向→在抛光机上进行抛光，抛光织物为细绒布，使用 W2.5 金刚石抛光膏，抛光至试样上的磨痕去除→用体积分数为 4%的硝酸酒精混合液进行腐蚀。
* 不同钢种腐蚀液配比及腐蚀方法均不同。
腐蚀时注意控制腐蚀液对试样的腐蚀时间。腐蚀过后立即用流动水冲洗试样表面，然后用酒精擦拭，最后利用吹风机吹干。
铁素体
珠光体
珠光体+铁素体
贝氏体
马氏体
马氏体+铁素体
球状渗碳体
魏氏组织
3.LSCM
LSCM可实时动态观察组织变化。
试样尺寸：直径 6mm，厚度为 3 mm的圆柱。
试样制备：试样表面要求平整光滑，用金刚石研磨膏抛光后清洗。
将试样水平放置到氧化铝坩埚中，通过调节高温激光共聚焦显微镜的中控软件寻找合适的观察面，然后设定加热工艺进行测试。
试验钢在320°C等温形核过程：▲表示晶界，●表示相界，◆为晶粒内部缺陷，★为 AlN颗粒
4.SEM
观察微观组织形态
夹杂物形貌及成分分析
5.EBSD
取向分析及错配角
相分布分析
织构分析-极图&反极图
6.TEM
试样制备：电火花线切割机切取厚度为 0.5 mm 的薄片→砂纸研磨至 40~50 μm→采用 TenuPol-5 型双喷电解减薄仪，室温制备。
电解抛光液为体积分数 7%高氯酸酒精溶液，工作电压 30 V。
可观察高倍形貌、析出相、衍射斑点、位错孪晶等缺陷。
不同热处理工艺后的TEM像
钢疲劳失效后的 TEM 图，(a)残余奥氏体RA诱发马氏体 α′，(b)块状RA与α′，(c)薄膜RA与α′，(d)形变孪晶。
钢中 AlN 析出相形貌，图 a 中圆圈位置处(b)EDS 分析和(c)衍射斑点分析
7.钢的性能测试-硬度
常见硬度相关术语：布氏硬度(HBW)、洛氏硬度(HR)、维氏硬度(HV)、肖氏硬度(HS)。
采用硬度计测试：常用的布氏硬度计，洛氏硬度计，维氏硬度计。
显微硬度计：测定极小范围内的硬度，几乎不损坏试样，例如某个晶粒、组成相或夹杂物的硬度。
试样要求：①试样形状应当规则，而且保证试样放到工作台上后表面水平面平行，对于形状不规则的可用夹具固定。②试样外表应平坦，不能有氧化物或其他杂质。
分别使用的是：球形压头、金刚石圆锥、金刚石正四棱锥
a.洛氏硬度计 b.显微硬度计
8.钢的性能测试-拉伸
拉伸性能采用MTS万能试验机。
性能指标：弹性极限；屈服强度；抗拉强度；断后伸长率；断面收缩率。
试样要求：可以是棒材或者板材，d0一般为5mm,L0为25mm。
高温力学性能试验机：实现高温\真空高温\保护气氛环境的高温拉伸、高温压缩、高温弯曲、高温断裂力学、疲劳、蠕变等测试。
试样要求
拉伸应力-应变曲线
MTS万能试验机
高温力学试验机
9.钢的性能测试-冲击
采用冲击试验机，分为摆锤和落锤两种。
性能指标：冲击强度、冲击韧度和低温脆性等指标。
试样尺寸：10mm×10mm×55mm。试样分为缺口试样和无缺口试样。缺口试样又分为夏比V型缺口冲击试样和夏比U型缺口冲击试样。无缺口试样适用于脆性材料（铸铁、工具钢、淬火钢等）。
试样要求
左：摆锤试验机 右：落锤试验机
10.钢的性能测试-疲劳
采用MTS万能试验机。
疲劳试验按失效循环次数可分为高周疲劳试验和低周疲劳试验。高周疲劳试验以应力为基本控制参数，低周疲劳试验以应变为基本控制参数。
按载荷和环境可分为室温疲劳试验、高温疲劳试验、低温疲劳试验、热疲劳试验、腐蚀疲劳试验、接触疲劳试验和冲击疲劳试验。
性能指标：疲劳极限（疲劳强度）
试样要求
左：MTS试验机 右：高周疲劳试验机
11.钢的性能测试-磨损
磨损是由于机械作用、化学反应（包括热化学、电化学和力化学等反应），材料表面物质不断损失或产生残余变形和断裂的现象。
性能指标：绝对磨损量；耐磨性系数（对比材料的磨损量与被测定材料磨损量的比值）或磨损系数。
奥氏体钢作为下摩擦副，试样规格为3mm × φ43mm，上摩擦副采用淬火+回火的GCr15钢。
圆盘式摩擦磨损试验机
SEM观察磨损形貌-磨损机理
三维形貌轮廓仪-表面凹凸高度以及粗糙度
12.钢的性能测试-腐蚀
耐腐蚀性能的评价方法可以分为：重量法、表面观察法和电化学测试法。
重量法：分为增重法和失重法两种，他们都是以试样腐蚀前后的重量差来表征腐蚀速度的。比如盐雾腐蚀试验、应力腐蚀试验。
表面观察法：对受腐蚀的试样进行金相检查或断口分析，或者用扫描电镜、透射电镜、电子探针等做微观组织结构和相成分的分析，据此可研究微细的腐蚀特征和腐蚀动力学。
盐雾腐蚀试验
应力腐蚀试验
腐蚀形貌观察
电化学测试法：动电位极化曲线法和循环极化法是最常用的方法。
活性溶解行为的材料（镁合金、碳钢、低合金钢等）：首先要看腐蚀电流的大小，腐蚀电流越小，材料的耐蚀性能越好；当材料的腐蚀电流相差不大时，腐蚀电位越高，材料的耐蚀性能越好。
钝性材料（铝合金、钛合金、不锈钢、镍合金、锆合金）：在评价此类材料的耐蚀性能时，应当评价材料钝化区的性能。通过动电位极化曲线可以获得两个表征材料腐蚀性能的参数，击破电位Eb和维钝电流ipass。击破电位越高材料的耐蚀性能越好；维钝电流越低材料的耐蚀性能越好。
电化学工作站