Page 34 - 理化检验-物理分册2021年第十一期

程时美: 不同 X 射线残余应力测定方法的原理与应用

表2 不同应力仪测得的热轧钢板的残余应力

Tab 2 Residualstressofhot-rolledsteel p latemeasured

b y differentstressmeters MPa
测试点 μ -X360S型 X-RAYBOT 型 LXRD型 XL-640型
Z ( 5 ) 29 , 47 122 107 77
Z ( 4 ) 37 , 52 135 112 70
Z ( 3 ) 74 , 70 104 95 67
Z ( 2 ) 38 , 28 153 99 134
Z ( 1 ) 37 , 64 166 122 101
Z ( 0 ) 64 , 78 144 213 113
Z ( -1 ) 72 , 71 138 97 139
图9 sinψ 曲线中cosα 法数据点的位置
2
Z ( -2 ) 62 , 52 134 83 145
2
Fi g 9 Locationofdata p ointsofcos α methodinsinψcurve Z ( -3 ) 75 , 70 120 93 153
构, 实际上由于多种因素的作用, 钢板某些部位会存 Z ( -4 ) 63 , 56 114 80 148
Z ( -5 ) 79 , 27 94 93 152
在某种程度的织构。在此情况下, 多数用户仍然倾
向于采用 X 射线衍射法测定其残余应力。
选取一块存在织构的热轧钢板, 分别使用日本
PULSTEC 品 牌 的 -X360S 型 应 力 仪、 加 拿 大
μ

PROTO 品牌 LXRD 型应力仪、 法国 MRX 品牌 X-
RAYBOT 型应力分析机器人和中国爱斯特品牌
XL-640型应力仪, 测定 Z 方向的Z ( 0 )、 Z ( 1 ), Z
( 2 ), Z ( 3 ), Z ( 4 ), Z ( 5 ), Z ( -1 ), Z ( -2 ), Z ( -3 ),
Z ( -4 ), Z ( -5 ) 点的残余应力。测试条件与测试结 图10 采用 μ -X360S型应力仪测定Z ( 0 ) 点的德拜环
果分别见表1与表2 , 各个仪器测定Z ( 0 ) 点残余应 Fi g 10 Deb y erin g at p ointZ 0 measuredb yμ -X360Sstressmeter

力的试验报告如图10~13所示。 a 2D b 3D
表1 不同应力仪测定热轧钢板残余应力的测试参数

Tab 1 Test p arametersformeasurin g residualstressofhot-rolledsteel

sheetsb y differentstressmeters
PROTO X-RAYBOT
设备型号 μ -X360S型 XL-640型
LXRD型 型
测试方法 cosα 法 sin ψ 法 sin ψ 法 sin ψ 法
2
2
2
电压 / kV 20 30 20 25
电流 / mA 1 25 1 6

2
照射光斑 / mm 1 1 1 1 图11 采用 PROTOLXRD型应力仪测定Z ( 0 ) 点的2θ-sinψ 曲线

2

ψ 范围 /( ° ) - -35~35 -40~40 0~45 Fi g 11 2θ-sinψcurveat p oint Z 0 measuredb y

应变计算方法 - d 值法 应变法 应变法 PROTOLXRDstressmeter

定峰方法 - PearsonVII Middle p oint 交相关法I
残余应力 / MPa 64 , 78 213.6 144 113
2 法测得的残余
cosα 法测得的残余应力比sin ψ
应力小。对于 Z ( 0 ) 测试点, 采用 XL-640 型应力
2 等间距的原则, 在 0°~45° 范围内选
仪, 按照sin ψ
取8个 ψ 角, 结果如图14~15所示, 可以看出由于
2
材料存在织构, 其sin ψ 曲线呈现“ 震荡” 型。
2
2 曲线纵坐标为应变 ε , 将纵坐标改 图12 采用 X-RAYBOT型应力仪测定Z ( 0 ) 点的2 θ-sinψ 曲线
图 13中的 sin ψ
为2θ 后, 进行线性拟合, 结果如图 14所示, 得到的拟合 Fi g 12 2θ-sinψcurveat p ointZ 0 measuredb y

2

X-RAYBOTstressmeter

直线的斜率 M 为-0.55 , 残余应力 σ 为113MPa 。
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