理论教育 X射线检测技术研究现状:残余应力研究

X射线检测技术研究现状:残余应力研究

时间:2023-11-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:伦琴在1895年发现了X射线,随后1912年劳埃等人发现了X射线的晶体衍射现象,为后面X射线衍射检测的研究奠定了基础。Machearauch在1961年发明了X射线测量的sin2ψ法,这为X射线检测残余应力的分析做出了巨大贡献,目前主要的测试方法依然为sin2ψ法。国内外的学者们采取X射线法对各种材料的残余应力进行了研究[8-13]。最后采用X射线衍射法与散斑法、应变片法的对比修正,对消除X射线衍射法系统误差进行了初步探索和研究。

X射线检测技术研究现状:残余应力研究

伦琴在1895年发现了X射线,随后1912年劳埃等人发现了X射线的晶体衍射现象,为后面X射线衍射检测的研究奠定了基础。Machearauch在1961年发明了X射线测量的sin2ψ法,这为X射线检测残余应力的分析做出了巨大贡献,目前主要的测试方法依然为sin2ψ法。国内外的学者们采取X射线法对各种材料的残余应力进行了研究[8-13]。2013年,M.G.Ostapenko用X射线法比较了NiTi合金在经过电子束处理后表面的残余应力变化,他发现经过处理后的材料表面应力可以达到约550MPa(被电子束熔化并且迅速淬火的部分),而内部残余应力只有不到100MPa,他分析应力诱导的B19马氏体形成于改性层下的材料层中。2015年,J.P.Oliveira使用同步辐射对NiTi激光焊接接头的不同区域进行了精细探测。他发现热影响区和熔合区的纵向残余应力都是拉伸应力;而横向应力则与之相反。经过分析是由于焊接过程中在横向上施加了约束,导致压缩应力更加明显。Mark A.Iadicola研究了AA5754铝合金的有效X射线弹性常数,他使用了单轴拉伸试验来研究AA5754铝合金在单轴和等双轴变形后弹性常数的变化。这些测得的有效X射线弹性常数随着变形的增大显示出微量的变化,而且不仅适用于单轴样品,也适用于双轴应变的样品。除此之外,这些修正的数据显示出一些非线性行为,经过分析发现,这种非线性行为与织构现象和晶间应力存在关系。贾晓亮等人研究了一种用于核工业的新型陶瓷材料在残余应力测量中所必须给出的应力常数K的标定方法。本次研究中,用该种陶瓷制成一等强梁。先用X射线应力仪对材料进行定峰,再在等强梁轴线上贴三个纵向应变片,应用电测法和X射线应力仪通过分段加载采集应力-应变值,利用力学原理完成应力常数K的标定。从而为之后测量这种新型材料所制成的机械结构的残余应力提供了方便。何家文等人也用相似的原理测量了钨合金的应力常数。北华航天工业学院的张秋霞以5A06铝合金为研究对象,研究X射线衍射法检测铝合金VPPA焊接残余应力的检测参数优化技术,并通过金相组织分析、异常数据处理等方法对焊接残余应力检测参数进行进一步分析与优化。最后采用X射线衍射法与散斑法、应变片法的对比修正,对消除X射线衍射法系统误差进行了初步探索和研究。结果发现,Co靶比Cu靶更适合检测5A06铝合金的残余应力;通过金相组织分析对残余应力分布规律进行了进一步解释,5A06铝合金的焊接残余应力具备中间拉两边压的分布规律,且热影响区的残余应力最大。M.Gelfi使用了基于全二维探测器的残余应力分析仪来检测Ti粉和Fe粉以及薄膜表面的残余应力,并将结果与传统的sin2ψ法进行比较。最后得出结论:全二维的探测器检测更加快速,并且避免了由于衍射器未对准造成的误差,其得到的残余应力检测结果失真率与sin2ψ法有一个相似的线性关系。Jia-Siang Wang和Chih-Chun Hsieh等人也使用日本Pulstec公司生产的基于全二维探测器的残余应力分析仪来研究Mg合金在经过振动时效后的应力释放和织构的关系,其设备原理是根据德拜环得出残余应力。(www.daowen.com)

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