有关X射线残余应力检测设备的那些秘密

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X射线衍射法测量表面残余应力利用布拉格定律，X射线波长λ、衍射晶面间距d、衍射角2θ之间关系满足布拉格方程：

（1）

在已知X射线波长λ的条件下，布拉格定律把宏观上可以测量的衍射角2θ与微观的晶面间距d建立起确定的关系。当材料中有应力存在时，其晶面间距d必然随晶面与应力相对取向的不同而有所变化，导致衍射峰发生偏移，通过测量衍射峰的偏移程度，即残余应变，通过胡克定律由残余应变计算残余应力值。

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譬如朝露 发表于 2021-4-9 11:36
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厉害

譬如朝露

要测晶格的应变，那传感器的分辨率得多少？噪声如何去除？这才是秘密吧？有个关键没说，小于波长的变化，是测不出的。这是现在显微镜看不到分子结构的原因。量具量程问题，不是什么都能测的

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同时该检测方法仅在室中使用，需要专门的检测人员来检测操作设备，施工现场不适合这种检测方式；同时设备昂贵检测费用高，国内也仅有少数实验室拥有这样的精密配置。一般对焊接应力、机械加工应力、热处理应力等检测，建议采用华云盲孔法应力检测设备HK21A，该设备是高等院校应力检测教学设备，操作简单，可以在 车间检测应力使用，一般的工人师傅就可以操作，检测精度高，便携式检测设备，易运输存储。

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方法步骤：

（1）除漆剂除去表面防腐油漆，露出管材本体。

（2）采用1000目砂纸手工打磨除去管体表面氧化层，打磨区域面积2cm×2cm，采用W2.5/4000目金刚石研磨膏进行表面抛光。

（3）透明胶带贴出正方形的待电解抛光区，面积为1cm×1cm，调节电解抛光仪电压，对该区域进行电解抛光。

（4）调试u-X360的便携式X射线应力检测仪，对电解区域进行残余应力检测。

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可以无损地测量构件中的应力或残余应力，特别适宜于测量薄层和裂纹尖端的应力分布。X射线可以测定1-2mm很小范围内的应力值，是距离表面10μm的应力值，若想测量深度的应力也需要对材料进行破坏。当被测工件晶粒不够细化不能给出明锐的衍射线时，检测精度不高，如退火细晶材料的检测精度可以高达10MPa，而淬火硬质或者冷加工材料的检测误差高出十几倍。
8 S* l  v( |, q: Q: g0 }被测试件材料的结构、晶粒的粗细程度、衍射面的选择、X射线的波长、采用的测量方法、被测试件表面的平滑度和处理情况等都会影响检测精度。

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X射线的穿透深度较小，只能测量材料表面的残余应力，如果需要测量材料内部的残余应力，或者测量应力梯度，其能力则显得有些苍白。通常解决的办法是需要采用剥层法。即对样品逐层剥离，测量每层表面的应力，然后采用一定的算法扣除因为剥层造成的应力松弛，换算成各层真实的应力。但容易受到表面处理方法对应力的影响。
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