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残余应力是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---的影响。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---应用为广泛的方法,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检测装置。
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x射线衍射(xrd)是一种用于表征结晶材料的---的非破坏性技术。 它提供有关晶体结构、相、优选晶体取向(纹理)和其他结构参数的信息,例如平均晶粒尺寸、结晶度、应变和晶体缺陷。 此外,x 射线衍射峰是由从样品中每组晶格平面以特定角度衍射的单色 x 射线束的相长干涉产生的。 峰强度由晶格内原子的分布决定。 因此, x射线衍射图案是给定材料中周期性原子排列的指纹湖 。
单晶xrd检测理想用途
一、晶相的鉴定/定量
测量散装材料和薄膜中的平均微晶尺寸、应变或微应变效应
量化薄膜、多层堆叠和制造部件中的优选取向(纹理)
确定散装材料和薄膜中结晶材料与非晶材料的比例
适用于各种散装和薄膜样品的相识别
检测微小晶相(浓度大于~1%)
确定多晶薄膜和材料的微晶尺寸
确定结晶形式的材料相对于无定形的百分比
测量亚毫克松散粉末或干燥溶液样品以进行相鉴定
分析薄至50?的薄膜的质构和相位行为
确定外延薄膜中的应变和成分
确定单晶材料的表面切口
后,测量大块金属和陶瓷中的残余应力
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●当材料中存在单向拉应力时,平行于应力方向的(hki)晶面间距收缩减小(衍射角增大)
●垂直于应力方向的同族晶面间距拉伸增大(衍射角减小)
●其它方向的同族晶面间距及衍射角则处于中间。●当材料中存在压应力时,xrd掠入射(gixrd)检测报告,其晶面间距及衍射角的变化与拉应力相反。材料中宏观应力越大,不同方位同族晶面间距或衍射角之差异就越明显,这是测试宏观应力的理论基础。●由于x射线穿透---较浅(约10μm),材料表面应力通常表现为二维应力状态,法线方向的应力(σz)为零。φ及ψ为空间任意方向op的网个万位用,甘肃xrd掠入射(gixrd)检测,εφψ为材料沿op方向的弹性应变,σx及σy分别为x及y方向正应力。此外,还存在切应力τxy
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