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Xstress DR45如何检测航空航天金属材料的残余应力
发布时间:2025-08-22 05:11:39来源:原创浏览:75次

Xstress DR45 X射线应力测定仪检测航空航天金属材料残余应力的流程及技术要点如下:

一、检测原理

基于布拉格方程(2dsinθ=nλ),通过X射线照射金属表面,测量晶格应变引起的衍射峰位移,计算残余应力。其核心公式为应力常数法:𝜎=𝐸/1+𝜈⋅Δ𝑑/𝑑⋅1/sin2𝜓

其中,E为弹性模量,ν为泊松比,ψ为入射角‌。

二、检测流程

试样准备‌

材料要求‌:晶粒尺寸10–100μm,无强织构(最大/最小衍射峰强度比<3)‌。
表面处理‌:抛光至Ra≤0.8μm,避免涂层干扰基体衍射峰‌。
仪器校准‌:使用无应力铁粉验证精度(≤±6.9MPa)‌。

参数设置‌

X射线源‌:Cr-Kα靶(波长0.2294nm),功率35kV/30mA‌。
扫描范围‌:2θ=120°–140°(针对钛合金TC4的{211}晶面)‌。
ψ角范围‌:0°–60°(sin²ψ法),步长15°‌。

数据采集‌

定位方式‌:双激光+摄像头三角定位(误差<±5μm)‌。
扫描模式‌:同倾法(Ω扫描)或侧倾法(ψ扫描),推荐组合使用‌。

应力计算‌

软件分析‌:采用ASTM E915-21标准算法,剔除异常值后拟合应力梯度‌。

三、航空航天应用案例
钛合金TC4‌:检测焊接接头应力分布,控制残余应力<0.3σy(屈服强度)‌。
高温合金涡轮盘‌:结合振动时效工艺,降低应力集中风险‌。
四、优势与局限
优势‌:
非破坏性,重复精度高(<±10MPa)‌;
符合GB/T 7704-2017、EN 15305等航空标准‌。
局限‌:
仅限表面检测(穿透深度<20μm)‌;
强曲率部件需专用夹具

如需进一步了解具体参数或操作视频,可参考设备手册或厂商培训资料。

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