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第六章 X射线应力测定

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§6 X射线应力测定 金属材料及其制品在冷、热加工(如切削、装配、冷拉、 金属材料及其制品在冷、热加工(如切削、装配、冷拉、 冷轧、喷丸、铸造、锻造、热处理、电镀等)过程中， 冷轧、喷丸、铸造、锻造、热处理、电镀等)过程中，常 常产生残余应力。残余应力对制品的疲劳强度、抗应力腐 常产生残余应力。残余应力对制品的疲劳强度、 蚀疲劳、尺寸稳定性和使用寿命有着直接的影响。 蚀疲劳、尺寸稳定性和使用寿命有着直接的影响。 研究和测定材料中的宏观残余应力有巨大的实际意义，例 研究和测定材料中的宏观残余应力有巨大的实际意义， 如可以通过应力测定检查消除应力的各种工艺的效果； 如可以通过应力测定检查消除应力的各种工艺的效果；可 以通过应力测定间接检查一些表面处理的效果； 以通过应力测定间接检查一些表面处理的效果；可以预测 零件疲劳强度的贮备等等。 零件疲劳强度的贮备等等。 研究和测定材料中的宏观残余应力在评价材料强度、控制 研究和测定材料中的宏观残余应力在评价材料强度、 加工工艺、检验产品质量、 加工工艺、检验产品质量、分析破坏事故等方面是有力的 手段. 手段.

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1. 引言一、应力的分类残余应力是材料及其制品内部存在的一种内应力， 残余应力是材料及其制品内部存在的一种内应力，是指产 生应力的各种因素不存在时，由于不均匀的塑性变形和不 生应力的各种因素不存在时， 均匀的相变的影响， 均匀的相变的影响，在物体内部依然存在并自身保持平衡 的应力。通常残余应力可分为: 的应力。通常残余应力可分为 1、宏观应力(第一类应力):存在于整个工件或者较大宏 、宏观应力(第一类应力) 存在于整个工件或者较大宏 观区域内的应力。 观区域内的应力。 2、微观应力(第二类应力):存在于晶粒范围内的应力。 存在于晶粒范围内的应力。 、微观应力(第二类应力) 存在于晶粒范围内的应力 3、超微观应力(第三类应力):存在于晶界、滑移面、位 存在于晶界、 、超微观应力(第三类应力) 存在于晶界 滑移面、 错附近等更微小区域内的应力。 错附近等更微小区域内的应力。

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二、应力与X射线衍射图的联系 应力与X 第一类应力或宏观残余应力是残余应力在整个工件范围或 第一类应力或宏观残余应力是残余应力在整个工件范围或 相当大的范围内达到平衡。 角发生变化， 相当大的范围内达到平衡。使θ角发生变化，衍射线位移。 角发生变化 衍射线位移。 测定衍射线位移，可求出宏观残余应力. 测定衍射线位移，可

求出宏观残余应力 第二类应力或微观应力是残余应力在一个或几个晶粒范围 第二类应力或微观应力是残余应力在一个或几个晶粒范围 内平衡。有微观应力存在时，各晶粒同一{HKL}面族的面 内平衡。有微观应力存在时，各晶粒同一{HKL}面族的面 间距将分布在d1~d2范围内，衍射谱线变宽，根据衍射线 范围内， 间距将分布在 范围内 衍射谱线变宽， 形的变化，就能测定微观应力。 形的变化，就能测定微观应力。 第三类应力或点阵静畸变应力是残余应力在一个晶粒内上 第三类应力或点阵静畸变应力是残余应力在一个晶粒内上 百或几千个原子之间达到平衡。导致衍射线强度降低。 百或几千个原子之间达到平衡。导致衍射线强度降低。根 据衍射线的强度下降，可以测定第三类应力。 据衍射线的强度下降，可以测定第三类应力。

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三、宏观应力的测定特点 测定残余应力的方法有电阻应变片法、机械引伸仪法、小 测定残余应力的方法有电阻应变片法、机械引伸仪法、 孔松弛法、超声波、光弹性复膜法和X射线法等 但是用X 射线法等。 孔松弛法、超声波、光弹性复膜法和 射线法等。但是用 射线测定残余应力有以下优点： 射线测定残余应力有以下优点： 1. X射线法测定表面残余应力为非破坏性试验方法。 射线法测定表面残余应力为非破坏性试验方法。 射线法测定表面残余应力为非破坏性试验方法 2. 塑性变形时晶面间距不变化，就不会使衍射线位移，因 塑性变形时晶面间距不变化，就不会使衍射线位移， 射线法测定的是纯弹性应变。 此，X射线法测定的是纯弹性应变。用其他方法测得的应 射线法测定的是纯弹性应变 实际上是弹性应变和塑性应变之和，两者无法分辨。 变，实际上是弹性应变和塑性应变之和，两者无法分辨。 3. X射线法可以测定 射线法可以测定1~2mm以内的很小范围内的应变，而 以内的很小范围内的应变， 射线法可以测定 以内的很小范围内的应变 其他方法测定的应变，通常为20~30mm范围内的平均。 范围内的平均。 其他方法测定的应变，通常为 范围内的平均

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4. X射线法测定的是试样表层大约10μm深度内的二维应 X射线法测定的是试样表层大约10μm深度内的二维应 射线法测定的是试样表层大约10μm 力。采用剥层的办法，可以测定应力沿层深的分布。 采用剥层的办法，可以测定应力沿层深的分布。 5. 可以测量材料中的三类应力。 可以测量材料中的 …… 此处隐藏：3494字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……