QJ 2916-1997 铝合金表面残余应力的X射线测试方法.pdf

1、Q.J 中国航天工业总公司航天工业行业标准QJ 2916-97 铝及铝合金表面残余应力的X射线那试方法1997 03 10发布1997 09-10实施中自皖天工业总公司发布1范B中国航天工业总公司航天工业行业耘准铝及铝合金表E残余在力的X射线混试方法1.1 主题内容QJ 2雪1697 本标准规定了用X射线方法测定铝及铝合金表面残余应力的一般要求和测试设备、试祥、测试程序、结果处理等要求。1. 2适用范围本标准适用于能够得到连续德拜环的铝及铝合金2 引用文件GB 47位放射卫生防护基本标准GB 7704 X射线应力测定方法3 定义3. 1 测定方向平面所没i定应力的方向和测试部位表面法线所组成的

2、平面3.2 扫描平面入射X射线与被计数管所接收的衍射线所组成的平面3. 3锅角入射X射线与测试部位表西法线的夹角。3. 4 I角测试部位表面法线与衍射品面法线的夹角3.S 罔倾噩定v法在同顷法中计数管扫描肘，测定方向平面积扫描平面极重合旦角保持不变的测量方法。衍射几何如图1.Ii哥示。3.6 同倾E定“法在同倾法中汁数管扫描Z寸，入射角。保持不变的测量方法衍射几何如图2所示。3. 7 罔倾E蜜法在同倾法中入射X射线和计数管在扫描平圈内同步回摆的测量方法。衍射几何如图3中国航天工业总公司199703 10批准1997-09-10实施所示z 4一般要求4. I 环境及安全防护要求2 z QJ 29

3、16-97 入射X射线X泌定方沟/ 001 ！可庚固定世法衍射几何入牵fX射线/- 【革X测定方殉图2同领固定仇法衍射几何QJ 2916一事7环境及安全防护要求应符合GB4792的妮定。入射X射线响fJ踹z X测定方向-to.图3向银回摆法衍射几何4.2 x射线应力白计算公式X射线应力测定是根据X射线衍射测出的品商i司距的变化来计算材料应力的方法。x射线应力测定的衍挝几何如图4所示。入射X射线z 街串？品菌（寺906,.) 图4X射线应力测定的衍射几何表面应力) 180 3 QJ 2916 97 K= 一一一 cot8o .(2) 2(1 +) 180 旦旦鱼L(3) o(sin) 式中：ax

4、一x方向的应力，盔，fPa;K 应力常数MPa（罗M一一“21l掉一sin俨直线的斜率p# 试样表面法线和衍射品西法线的夹角，。刘E 弹性模量，MPa;p一一泊松比事o.无应力状态下材抖的X射线衍射角儿。）; O,x 材料的X射线衍射角，仰。4. 3 幸存率M89确定理论上“211,.-sinifn线是直线在实际应力测量中，对应每个确定的角可满得一个衍射角211,.x，以20,.x为Y粮、以sin世为X辘，将若干个测量点我l合成如图5所示的一条直线，根据该直线的斜率双，可用式1计算应力trx./ / .，. Y=AMX X臼n世. 国际图5“20.-sin嗡关系4.4衍射蜂位置的确定4.4.1

5、半高宪法半离宽法采用衍射线1/2净峰高处峰宽中点作为衍射峰的位置，如图所示。4 QJ 2916 97 町回；p 一一11图8半离宽定峰法定峰程序如下ga. b. c. d. 联结衍射蜂平均背底直线ab;做平行ab室线与衍射蜂枢切子p;从p点作垂直子记录纸边X输部垂线，交ab线子p点多通过pp线中点。作ab线的平行线，交衍射线于缸，n点ze. 取mn线中点。，从0点作X轴的垂线，可在角标上读出20.值，此筐即为衍射峰的位置4.4.2抛物线法用抛物线法定衍射峰的位置时，取净峰强度（1)85%以上的衍射峰附近的问凝棺同的a个点（211,1).用最小二乘法进行抛物线拟合以抛物线的顶点所对应的衍射角为稳

6、位e按式4计算2I Ak(2的十B:!:(28）十C:S(21J)20= .”“) 2 A!(21J）B:S(21J泸C!(28)式中：A=n:SI,.20-!I,.!211;s s.1 B= ;( 211) :SI,.-n:S (211）气回5C=:S(21i)J21:S(28) !(28)I,.21J; n 数据点的数目。详细要求测试装置5 QJ 2916-97 s. 1. 1 对零应力粉末，在固定萨的情况下，多次（不少于5次重复测试，其衍射角波动应在土0.025。范愚内。s. 1.2 当角旋转时，旋转中心偏差应小子立0.5mm. s. 1.3所用测试设备对于钢铁试样，测量的应力误差应小子

7、r25MPa.5.2试样s. 2. 1衍射线试祥应能得到连续的德拜环es. 2. 2表面状态试佯表面必须没有污垢、池膜、淳氧化层和宿加应力层等。表面粗糙度Ra的最大允许值不大于10严m.5.3 测试程序s. 3. 1表面处理当被测表重重不满足5.2. 2条要求对，必须对表面进行清理和电解抛光。5.3.2试样设置试祥测量表面应准确地设置在测角仪的旋转中心沿表面法线试祥设置的距离误差，平行光荣法为土2.0m阻，准聚焦法为1.Omm. s. 3. 3 3睡试条件选择应根据能获得好的衍射线型及高的蜂背比来选择测试条件。5.3.4 x射线和衍射是画的选择S. 3. 4. I CuK.辐射线，在接收光满

8、处可采用镰第滤泼片。衍射品面取（333）和（511）。s. 3. 4. 2 用CrK.辐射线，在接收光阑处可采用钱德滤被片衍射品面取（222）。s. 3. 4. 3 局CoK.辍射线，在接收光阁处可采用铁箱泼、波片衍射晶峦取（420）幸在（331).5.3.5 x射线应力常数的确定对于铝合金中的应力常数可用等强梁法测得对于纯铝推荐使用下列参数。5.3.5.1 对于CuK.辐射线（333）和（511)晶面，x射线弹性常数值为z弹性模量E=68. 9GPa; 泊松比O.3451 品格常数a,=0. 4049nm; CuK.线波长0.15418n四zf汗射角211.= 164. 此时应力常数K为K=

9、62. 9MPa（。5.3.5.2 对于CrK.辐射线（222窟，X射线弹性常数值为：弹性模量E=68.9GPa; 治松比O.345事品格常数a,=O.4049nm1 CuK.线波长O. 22910nm; 衍射角28.。156.1. 此时应力常数K为zK=-92. lMPa（。QJ 2916-97 s. J. s. 3对于COK.辐射线（420）和（331）品圈，X射线弹性常数值为z弹性模量E=68.9GPa1 治松比户O.3451 品格常数a0=0.4049nm; CuK.线波长O. 17903n回事(420）品哥哥衍射角28,= 162. 1 。此对应力常数K为zK= -70. 4MPa

10、 (331)品草草衍射角20.=148. 7。此对应力常数K为zK= -125. 2MPa（）。s. J.岳sinb值的确定s. 3.西.1离倾固定法的sin世值的确定采用CuK.、CrK-CoK.辐射线测试时，可采用的sin值兑袤1.表1！可顷固定法部sin2b值中o 1s 3（）。sinf 。0.0670 0.2500 s. J. 6. 2胃倾固定仇法的sin！值的确定采用CuK.、CrK.,CoK.辐射线测量时，可采用的sin值见表2.表2同领窟定比法始sinb值4与o is 30 中弘十吨g 23 3g Cu sinf 0. 0194 o. 1527 0.3790 令中寺t11. 6

11、5 26 65 41. 65 Cr sin世白，04080.2012 。思4417Co 专0市8. 95 23. 95 38.95。420 品Iiisin 。.02420.1648 0.3952 飞且苦。十亨15. 65 30. 65 46.击5331 品市sin 0.0728 o. 2599 0. 5113 45 0.5000 45 53 o. 6378 56.击50.6978 53. 95 自.6537 60. 65 0.7598 7 QJ 2916 97 5.3.7根据所用仪器选用半高宽法或抛物线法得出211.和28值e5.4结果处理5. 4. 1 根据得到的28值和sin锺确定“28,

12、x-sin扩直线的斜率，将结果代入式1进行计算，得出应力值5. 4. 2 ill试精密度出各种随机因素造成的测试精密度自式5计算zL.1,=K 6.M ”.(5) 式中L.1,测试精密度，MPa;K 应力常数，MPa（。hL.M “28.而sin。”室线斜率的误差5详见GB7704中2.3条的规定。s. 5 测试报告8 测试报告应包括以下内容za. 试样名称、编号、采祥吕期3b. 材料牌号、规格毛状态、技术条件、测试方法sc. 测试所用设备、管电流、管电压、靶、光饲尺寸、狭缝发散角度，d. 计算结果、分析结论、试验点分布简密， 试验、校对、审核人员签字zr. 测试日期，苟关单位盖章e附加说明军本标准囱中国航天工业总公司七0人所提出。本标准由中国航天工业总公司七O三所负责起草本标准主要起草人g金春玲、徐辉。军zaNS中圈戴天工业总公司航天工业行业标准铝及铝合金表噩蔑余应力的X射线jlj试方法QJ 2916 97 中毒鲸天工业总公司第七OJ.研究所出版发行七。八所排版自3联1997年4月出版定价，2.5口无