不同X射线残余应力测定方法的原理与应用

程时美

(邯郸市爱斯特应力技术有限公司, 邯郸 056107)

残余应力是第一类内应力的工程名称。残余应力在工件中的分布一般是不均匀的，而且，残余应力会对工件的静强度、疲劳强度、形状尺寸稳定性和耐蚀性等会产生显著的影响[1]。因此，残余应力的测定非常重要。

残余应力测定方法可分为有损检测法和无损检测法。有损检测法是通过机械加工的方式将被测工件的一部分去除，局部残余应力得到释放从而产生相应的应变和位移，根据相关力学原理推算工件的残余应力。常用的有损检测方法有钻孔法与环芯法。无损检测法是利用残余应力会引起材料中某一物理量(如晶面间距、超声波在材料中的传播速率或磁导率)的变化，通过建立此物理量与残余应力之间的关系，测定相关物理量从而计算出残余应力。常用的无损检测方法有X射线衍射法、中子衍射法、磁性法与超声法，其中，X射线衍射法因其原理较为成熟、方法较为完善，是目前在国内外应用最为广泛的方法，其测试设备也越来越完善，既有功能齐全的实验室仪器，也有适用于现场测量的便携式仪器，还有适于特殊场合的专用检测装置。

采用X射线衍射法测定残余应力，最早是由俄国学者阿克先诺夫在1929年提出,把材料的宏观应变等同于晶格应变。1961年德国学者Macherauch基于这个思路研究出sin2ψ法，使得X射线衍射测定残余应力逐渐成为成熟的、具有可操作性的测试技术。

X射线衍射测定残余应力技术经过60 a的发展，开展出多种不同的测量方法。……