2024年3月18日发(作者：乔跃)
吸严准化
欧美最新X射线衍射残余应力测定标准介绍
施新华.,武立宏/,栗春3
1.爱派克测试技术(上海)有限公司,上海20()12(0;2.上海交通大学材料科学与工程学院,上海20024"
3.东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室,沈阳110"")4
摘要:对最新的欧盟X射线衍射残余应力测定标准EN15305一2008,从测试原理!材料特性!
仪器的选择!限制条件及处理方法等方面进行了详细的介绍"指出在进行X射线残余应力测定时
特别需要注意以下几个方面:EN15305一2008和美国X射线残余应力测定标准ASTME915一
2010均明确要求采用不假定剪切应力为零的完整应力方程和椭圆拟合方法,否则会出现系统误
差;用于拟合的sinZ沪值在正负沪方向上最少需要测试7个,建议测试9个以上;测定钦合金材料残
余应力时建议使用铜靶X射线管,如使用其他靶材则需考虑X射线穿透深度不同带来的与标准方
法的差异;应选择高能量分辫率!不易产生X射线辐射饱和的探测器;无应力铁粉残余应力测定的
精度要求为正常士6.
gMPa,最大士14MPa"
关键词:欧美标准
;X射线衍射;残余应力测定
中图分类号:TGll5
.22卜2.2
文献标志码:A
文章编号:10()l一4012(2011)10一0623一06
IntroduetiontotheLatestEuroPeanandAmerieanStandardTestMethods
orResidualStressMeasurementbyX一rayDiffrf
SHIXin-hua,,,几JLi一hon澎,LlChun3
action
(()TestTeehnology(Shanghai)Limited,Shanghai200120,China;
ofMaterialSeieneeandEngineering,ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200240,China;
teKeyl才aboratoryofRollingandAutomation,NortheasternUniversity,Shengyang110004,China)
Abstraet:Detailintroduetionwa!donetothelatestEuropeanstandardtestmethodforresidualstress
neasurementbyr芜raydiffraetionEN15305一2008intheaspeetsofmeasurementprineiples,material
eharaeteristies,instrumentsseleetion,easuringresidualstressbyX一ray
diffraetion,15305一2008andAmerieanstandardASTM
E915一2010bothspeeifiedtheadoptionofeompleteformulawhiehdidnotassumezeroshearstressanduseof
ellipsefittlng,t7timesmeasurementinthesinZ沪rangewere
neeessarywithnegativeandpositivevaluesof必inordertoanalyzethe少splittinginellipsefitting,andmorethan
uggestedtouseCutargetX一raysoureetomeasurethestressof
rtargetswereused,eonsiderationshouldbetakenastheresultshouldbedifferenttothe
orswithgoodenergyresolutionandnotsensibleto
ementpreeisiononzero
normaland士14MPaasmaxi扭u甩
stressironpowdershouldbe士6.9MPaas
Keyworls:EuropeanandAmerieanstandard;关raydiffraetion;residualstressrneasurement
自1971年美国汽车工程师学会发布第一个
收稿日期:2011一()7一25
作者简介:施新华(1961一).男,高级工程师"
X射线衍射残余应力测定行业标准SAEJ784a一
1971/ResidentialStressMeasurementbyX一Ray
623
施新华等:欧美最新X射线衍射残余应力测定标准介绍
Diffraetion,,和1973年日本材料学会颁布第一个
X射线残余应力测定国家标准JSMS一SD一10一
1973/StandardMethodfor-rayXStress
Measurement0以来,作为一种无损检测技术,X射
线衍射法测定残余应力得到了越来越广泛的应用,
技术手段也日益成熟"为反映最新的技术进步和成
熟的测定方法,欧盟标准委员会(CEN)于2008年7
月4日批准了新的X射线衍射残余应力测定标准
EN15305一2008/Non一destruetiveTesting:Test
图IX射线衍射应力测试的正交坐标系
Fig.1()rthogonaleoordinatesystemsrelevant
toXRDstressdetermination
MethodforResidualStressAnalysisby-rayX
Diffraetion,,,该标准于2009年2月底在所有欧盟成
员国正式实施"与之相呼应,美国试验材料学会
应变;
2一-
-
目曰~/一-一.曰子一司J~J0一0-~.
S{"z},
.
冬5尹}一晶耐肤z}的x射线弹性常数;
一-
(ASTM)也于201"年7月发布了最新的X射线衍
射残余应力测定标准ASTME915一2010/Standard
TestMethodforVerifyingtheAlignmentofX一Ray
DiffraetionInstrument:一tionforResidualStress
al,,"2:,山3)
劝2)
"3)
二3)
在坐标51,S:和S:(图l)方向上
的正应力分量;
51和S:平面内的剪应力;
S,和5:平面内的剪应力;
S:和S:平面内的剪应力;
Measure:nent,,"
欧盟标准EN15305一2008的中文名称是5无
损检测X射线衍射法残余应力分析测试方法6,该
标准较为全面细致系统地阐述了X射线衍射法测
定残余应力的原理!测定方法!材料特性!仪器选择
和常见问题处理等方面的内容,该标准的特点是系
统性强!针对性广且理论联系实际"为此,笔者对该
标准的相关重点内容进行了介绍,以利于借鉴欧美
华-一.样品平面一固定方向和该平面上
垂直于衍射晶面投射的夹角;
沪~样品法线和衍射晶面法线之间的
夹角;
国家在残余应力分析方面的先进技术和成熟的经
验,促进该技术在我国的推广应用,提高我国的技术
装备质量和工艺水平"
-)甲角方向的正应力;
爪)沪角方向的剪切应力"
计人剪切应力因素的应力方程曲线,如果在垂
直于样品表面的平面上有剪应力存在(:13共"和/或
1测试原理
EN15305一2008详细介绍了应用X射线衍射
二3共0),则:!与sin,的函数关系是一个椭圆曲
线,在沪>"和沪 为分析沪分叉,用于拟合的sinZ沪值在正负沪方向 上至少需要测试7个,建议测试9个以上" 1000- Un 法在多晶试样或部件近表面区域非破坏性地测定宏 观残余应力或作用力的试验方法" 根据弹性力学理论,在宏观各向同性晶体材料 上角度势和必(图l)方向的应变可以用如下方程来 表述: )户10/护x各 c n n c 卜 杜卜l, 002 ! 0,40石0.81.0 #,一s从扩!/,仁all+一+"32+告s从//,一"一,+ 当s-"Z}:Jll一:+"25n-Z*+一inZ*:#inZ,+ 音S:!Z,:一"#*+"3Sin*:#inZ"(l) 外=Jl,eosZ甲+a22sinZ沪+:::sinZ沪 乓=:13COS甲+:23sin笋 一2000 一3000 5inZ丫 图2三轴应力情况下沪为常数时"悴与 sinZ必的关系(沪分叉) Fig.2Exampleof"帅versussinZ沪plotateonstant甲 ineaseoftriaxialstress(必splitting) (2) (3) 式中 624 嗡-.)在晶面{hkl}甲和沪方向上的
2024年3月18日发(作者：乔跃)
吸严准化
欧美最新X射线衍射残余应力测定标准介绍
施新华.,武立宏/,栗春3
1.爱派克测试技术(上海)有限公司,上海20()12(0;2.上海交通大学材料科学与工程学院,上海20024"
3.东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室,沈阳110"")4
摘要:对最新的欧盟X射线衍射残余应力测定标准EN15305一2008,从测试原理!材料特性!
仪器的选择!限制条件及处理方法等方面进行了详细的介绍"指出在进行X射线残余应力测定时
特别需要注意以下几个方面:EN15305一2008和美国X射线残余应力测定标准ASTME915一
2010均明确要求采用不假定剪切应力为零的完整应力方程和椭圆拟合方法,否则会出现系统误
差;用于拟合的sinZ沪值在正负沪方向上最少需要测试7个,建议测试9个以上;测定钦合金材料残
余应力时建议使用铜靶X射线管,如使用其他靶材则需考虑X射线穿透深度不同带来的与标准方
法的差异;应选择高能量分辫率!不易产生X射线辐射饱和的探测器;无应力铁粉残余应力测定的
精度要求为正常士6.
gMPa,最大士14MPa"
关键词:欧美标准
;X射线衍射;残余应力测定
中图分类号:TGll5
.22卜2.2
文献标志码:A
文章编号:10()l一4012(2011)10一0623一06
IntroduetiontotheLatestEuroPeanandAmerieanStandardTestMethods
orResidualStressMeasurementbyX一rayDiffrf
SHIXin-hua,,,几JLi一hon澎,LlChun3
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ofMaterialSeieneeandEngineering,ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200240,China;
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Abstraet:Detailintroduetionwa!donetothelatestEuropeanstandardtestmethodforresidualstress
neasurementbyr芜raydiffraetionEN15305一2008intheaspeetsofmeasurementprineiples,material
eharaeteristies,instrumentsseleetion,easuringresidualstressbyX一ray
diffraetion,15305一2008andAmerieanstandardASTM
E915一2010bothspeeifiedtheadoptionofeompleteformulawhiehdidnotassumezeroshearstressanduseof
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neeessarywithnegativeandpositivevaluesof必inordertoanalyzethe少splittinginellipsefitting,andmorethan
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Keyworls:EuropeanandAmerieanstandard;关raydiffraetion;residualstressrneasurement
自1971年美国汽车工程师学会发布第一个
收稿日期:2011一()7一25
作者简介:施新华(1961一).男,高级工程师"
X射线衍射残余应力测定行业标准SAEJ784a一
1971/ResidentialStressMeasurementbyX一Ray
623
施新华等:欧美最新X射线衍射残余应力测定标准介绍
Diffraetion,,和1973年日本材料学会颁布第一个
X射线残余应力测定国家标准JSMS一SD一10一
1973/StandardMethodfor-rayXStress
Measurement0以来,作为一种无损检测技术,X射
线衍射法测定残余应力得到了越来越广泛的应用,
技术手段也日益成熟"为反映最新的技术进步和成
熟的测定方法,欧盟标准委员会(CEN)于2008年7
月4日批准了新的X射线衍射残余应力测定标准
EN15305一2008/Non一destruetiveTesting:Test
图IX射线衍射应力测试的正交坐标系
Fig.1()rthogonaleoordinatesystemsrelevant
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Diffraetion,,,该标准于2009年2月底在所有欧盟成
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射残余应力测定标准ASTME915一2010/Standard
TestMethodforVerifyingtheAlignmentofX一Ray
DiffraetionInstrument:一tionforResidualStress
al,,"2:,山3)
劝2)
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在坐标51,S:和S:(图l)方向上
的正应力分量;
51和S:平面内的剪应力;
S,和5:平面内的剪应力;
S:和S:平面内的剪应力;
Measure:nent,,"
欧盟标准EN15305一2008的中文名称是5无
损检测X射线衍射法残余应力分析测试方法6,该
标准较为全面细致系统地阐述了X射线衍射法测
定残余应力的原理!测定方法!材料特性!仪器选择
和常见问题处理等方面的内容,该标准的特点是系
统性强!针对性广且理论联系实际"为此,笔者对该
标准的相关重点内容进行了介绍,以利于借鉴欧美
华-一.样品平面一固定方向和该平面上
垂直于衍射晶面投射的夹角;
沪~样品法线和衍射晶面法线之间的
夹角;
国家在残余应力分析方面的先进技术和成熟的经
验,促进该技术在我国的推广应用,提高我国的技术
装备质量和工艺水平"
-)甲角方向的正应力;
爪)沪角方向的剪切应力"
计人剪切应力因素的应力方程曲线,如果在垂
直于样品表面的平面上有剪应力存在(:13共"和/或
1测试原理
EN15305一2008详细介绍了应用X射线衍射
二3共0),则:!与sin,的函数关系是一个椭圆曲
线,在沪>"和沪 为分析沪分叉,用于拟合的sinZ沪值在正负沪方向 上至少需要测试7个,建议测试9个以上" 1000- Un 法在多晶试样或部件近表面区域非破坏性地测定宏 观残余应力或作用力的试验方法" 根据弹性力学理论,在宏观各向同性晶体材料 上角度势和必(图l)方向的应变可以用如下方程来 表述: )户10/护x各 c n n c 卜 杜卜l, 002 ! 0,40石0.81.0 #,一s从扩!/,仁all+一+"32+告s从//,一"一,+ 当s-"Z}:Jll一:+"25n-Z*+一inZ*:#inZ,+ 音S:!Z,:一"#*+"3Sin*:#inZ"(l) 外=Jl,eosZ甲+a22sinZ沪+:::sinZ沪 乓=:13COS甲+:23sin笋 一2000 一3000 5inZ丫 图2三轴应力情况下沪为常数时"悴与 sinZ必的关系(沪分叉) Fig.2Exampleof"帅versussinZ沪plotateonstant甲 ineaseoftriaxialstress(必splitting) (2) (3) 式中 624 嗡-.)在晶面{hkl}甲和沪方向上的