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专家专栏

一个残余应力检测结果的诞生,你能参与的超乎你的想象

发布时间:2022/04/19

残余应力检测在工程中有着广泛的应用,能够对零件的寿命评估及预测、制造工艺控制及验收等提供重要参考。X射线法是一种重要的残余应力检测方法,它原理成熟,具有无损、高精度、绝对值测量等一系列优点。国内对残余应力有了解和应用的人数以千万计,而X射线应力分析的设备保有量可能仅以千计。有相当比例的从业者,尚未亲历过残余应力检测过程。

 

本文将带您体验一次X射线法残余应力检测的全过程,见证一个残余应力检测结果的诞生。

 

奇怪有用的知识又要增加了!

 

检测对象

对于X射线法应力检测,其适用的对象是“具有足够的结晶度,在特定波长的X射线辐射下能够得到连续德拜环的晶粒细小、无织构的各向同性的多晶体材料”,对于绝大部分常见金属零件,都能够适用这一方法进行应力检测。本次展示的检测样品,材质为403钢,工艺为喷丸。

样品的残余应力检测点位置,一般布置在其关注部位,本样品检测点位于样品中心。检测点数量的确定应考虑样品的均匀性和一致性,在此暂不展开讨论。本例仅对样品上一个测点位置进行检测示范。

 

检测仪器

承担本次检测任务的是日本理学公司出品的实验室专用大功率&高精度微区应力仪——AutoMATE II型X射线应力仪。

AutoMATE II型X射线应力仪主要具有以下特点:

①创新型探测器

高灵敏度、高信噪比、高动态范围

②超宽衍射角度

98°-168°超宽2θ角范围,精确分析宽化衍射峰

③显微CCD相机

样品检测位置实时监控和记录

④ XYZ三轴样品台

样品台自动三轴系统,可实现多个样品多位置自动标绘检测

⑤微区检测

微米至毫米级多规格准直器,常规检测与微区检测快捷转换

⑥高精度双轴测角仪

同倾法和侧倾法独立双轴,转换快捷,样品结构适应性高

⑦超高系统精度

机械扫描精度达0.1微米,可准确实现微米级微区分析,设备系统误差小

⑧互锁外罩

X射线快门与设备防护外罩互锁,100%安全保障

 

仪器硬件校准结果

注:AutoMATE II应力仪使用标准粉末样品对测角仪和探测器进行校准,在其后的残余应力检测时,探测器采集的2θ角度均为准确值。

 

检测条件

仪器检测参数设置界面(+Psi方向)

对于检测样品,一般在其关注部位布置检测点。

检测点数量的确定应考虑样品的均匀性和一致性,在此暂不展开讨论。

本例仅对样品上一个测点位置进行检测示范。

 

检测过程

本次检测过程详细视频资料,请关注微信公众号“应力圆变形控制”,搜索“一个残余应力检测结果的诞生,你能参与的超乎你的想象”进行观看。

 

检测结果

检测完成,获得各Psi角下衍射峰图谱。

其后,通常需要对数据进行处理,包括校正、定峰、计算

 

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