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【检测原理+案例分享】XRD残余应力测量技术
发布时间：
2024-05-11 09:36
来源：
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XRD残余应力测量技术
X射线衍射法是利用X射线穿透金属晶格时发生衍射，并根据布拉格定律测量材料由于晶格间距变化所产生的应变进而计算出残余应力。X射线衍射法是一种适用于晶体材料（即金属）的检测技术，且只针对测量材料表面的残余应力。目前，国内XRD残余应力测量标准为GB7704-2017。
XRD设备
X-Raybot是一款表面无损残余应力测量设备，配备全自动化应力测量系统，适用于实验室或现场测量，该设备相较于其它x射线应力设备的优势在于，其能够计算样品表面曲率，自动进行角度及高度校准。
设备参数
型号：MRX-X-Raybot
优势：便携式可折叠高精度6轴机器人，搭配双激光搭配一摄像头三角定位组合；激光快速精准定位（角度和距离）
测量方法：sin2ψ法；ψ或Ω分析（可自由选择同倾法或侧倾法或搭配使用）
测量精度：满足欧盟标准EN 15305；国标GB7704-2017《X射线应力测定方法》
检测范围与服务领域
检测范围：取决于机器衍射强度，普遍为表面10μm左右的残余应力平均值，可配合电解抛光进行内部应力测量。
检测对象：金属构件（晶格结构）的第二类和第三类残余应力测定。
服务领域：XRD残余应力检测服务适用于金属喷丸、机加工等过程中产生的残余应力，广泛应用于材料科学、制造业和航空航天等领域，旨在评估材料性能、优化制造工艺并确保产品质量。
XRD残余应力测量案例
案例1
轴承在制造过程中经过了复杂的热处理和机械加工和装配工艺，在其表面和内部不可避免地存在残余应力，这对其服役性能有直接的影响，尤其是对轴承的疲劳寿命有较大的影响。本案例采用电解抛光和XRD对其残余应力进行表征以解决轴承在应用过程中的失效问题。
高端精密轴承逐层剥离
XRD残余应力测量
案例2
齿轮最常见的失效形式包括齿面点蚀或齿根断裂等，这些失效形式的疲劳源主要发生在表层或次表层位置，在服役过程中裂纹进一步拓展至齿轮内部导致整体失效。齿轮齿面经过喷丸强化处理，引入压应力达到强化效果。因此观察沿深度的压应力变化情况对齿轮后续的服役寿命预测提供了实际依据。
齿轮齿面及齿根的
残余应力测量
案例3
对镍基高温合金板材，为在中间孔周围引入残余压应力提高性能，采用了冷膨胀工艺进行局部预应变处理。通过轮廓法+X射线衍射的方法进行全面的残余应力测量，检测引入的残余压应力数值，对后续服役性能提供指导意见。
套筒冷膨胀镍基合金板
残余应力测量
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