金属材料 残余应力测定 短波长X射线衍射法 征求意见稿.docx

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GB/T××××—××××金属材料残余应力测定短波长X射线衍射方法

提醒：本文件不涉及任何安全问题，包括并不限于短波长X射线辐射安全的安全内容，也是与其应用有关。由本文件的用户负责建立适用的安全和健康行为规范，并在使用本文件时加以遵守。

1范围

本文件规定了测定金属材料/工件内部残余应力的短波长X射线衍射术语与符号、材料特性与样品准备、测试计算方法、仪器要求、测试分析过程，提供了由应变测量数据确定残余应力可靠估算值以及评定结果中不确定度的建议。

本文件适用于一定厚度的多晶金属材料/工件残余应力测试，单晶材料及其工件也可参照执行，常用材料的最大可测厚度参见附录D。

本文件简要描述了短波长X射线衍射的原理，提供了如下建议：——采用常用波长的短波长X射线，常用材料的最大可测厚度；

——针对材料是否存在晶体取向，开展的测量中合适的测量方法选择；——推荐了统计性的衍射峰强度要求。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其必威体育精装版版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/Z117

工业X射线探伤放射防护要求

GB/T7704

无损检测X射线（表面）应力测定方法

GB/T26140

无损检测测量残余应力的中子衍射方法

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。3.1

短波长X射线short-wavelengthX-ray

重金属靶X射线管发出的波长小于0.03nm的特征X射线，或高能同步辐射发出的波长小于0.03nm的X射线等。

3.2

准直光路系统collimatingopticalsystem

为确定短波长X射线传播路径所安置的设备，通常该设备由准直器和/或狭缝构成。3.3

计数强度counts

光子个数，或单位时间测得的光子个数。

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GB/T××××—××××3.4

峰形函数peakshapefunction描述衍射峰线形的解析表达式。

3.5

多色X射线polychromaticX-ray

在一定范围内具有连续波长（能量）的X射线。3.6

单色X射线monochromaticX-ray

具有很窄波长波段（波段宽度小于波长的10%）的X射线，X射线管发出的特征X射线，或者，（高能）同步辐射发出的X射线经晶体单色器衍射而得到很窄波长（能量）波段的X射线。

4符号、缩略语及说明

4.1符号及说明

本文件使用的符号及说明见表1。

表1符号和说明

符号

说明

单位

d

产生衍射峰的(hkl)晶面间距

nm

dhkl

样品待测部位的(hkl)晶面间距

nm

d0,hkl

无应力参考样相应部位的(hkl)晶面间距

nm

Ehkl

(hkl)晶面的弹性模量

MPa

K

X射线应力常数

MPa/°

M

在与X轴夹角为φ的ψ角转动平面上不同ψ角方向的（hkl）晶面衍射角2θφψ与sin2ψ成直线关系的斜率。

-

n

衍射级数

-

εhkl

晶面(hkl)的晶格应变

-

εxx、εyy、εzz

分别为X、Y、Z方向的主应变

-

εα

XY平面内偏离X轴α角方向的应变

-

εβ

XY平面内偏离Y轴β角方向的应变

-

εφΨ

方位角为(φ,Ψ)方向上的应变

-

θhkl

样品(hkl)晶面衍射角的一半

°

θ0,hkl

无应力参考样(hkl)晶面衍射角的一半

°

λ

X射线的波长

nm

υhkl

(hkl)晶面的泊松比

-

σxx、σyy、σzz

分别为X、Y、Z方向的主应力

MPa

σφ

XY平面内φ方向的应力

MPa

σφΨ

方位角为(φ,Ψ)方向上的正应力

MPa

Ψ

测试晶面（hkl）方向与表面法线Z轴方向的夹角

°

2θφΨ

方位角为(φ,Ψ)方向上（hkl）晶面衍射峰的衍射角

°

3

GB/T××××—××××

4.2下标及说明

本文件使用的符号下标及说明见表2。

表2下标和说明

下标

说明

hkl，hkil

表示晶面指数

φΨ

表示有关量在(φ,Ψ)方向的分量

0（零）

表示有关量的无应力值

ref

表示有关量的参考值

4.3缩略语及说明

表3缩略语和说明

缩略语

说明

SWXRD

短波长X射线衍射

5原理

利用重金属靶X射线管发出穿透力强的短波长特征X射线（如WKα1、UKα1等），或者利用高能同步辐射发出的短波长X射线，基于布拉格定律2dhklsinθhkl=nλ,通过已