Page 40 - 理化检验-物理分册2024年第九期

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试验技术与方法 DOI:10.11973/lhjy-wl230301

晶体材料内部衍射用基准零应力铝粉标准试样的制备及校准

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吴林阳 ，计鹏飞 ，杨竞涵 ，张 津 ，郑 林 ，窦世涛 1，2
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（1.北京科技大学 新材料技术研究院，北京 100083；2.西南技术工程研究所，重庆 400039）
摘 要：采用黏接铝粉的方式制备了一种晶体材料内部衍射用基准零应力铝粉标准试样，采用短
波长特征X射线衍射仪对试样的均匀性、 各向同性、内部残余应力进行测试，采用不同残余应力测试
方法和不同计算方法对试样表面及内部应力进行验证。结果表明：该试样不同部位、不同方向的衍
射强度偏差都小于10%，具备均匀性和各向同性，表面和内部残余应力也都为-25~25 MPa。
关键词： 残余应力；零应力试样；铝粉；各向同性；衍射角
中图分类号：TB301；TG115.2 文献标志码：A 文章编号：1001-4012(2024)09-0024-06
Preparation and calibration of reference zero stress aluminum powder standard
sample for internal diffraction of crystal materials

WU Linyang , JI Pengfei , YANG Jinghan , ZHANG Jin , ZHENG Lin , DOU Shitao 1,2
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(1. Institute for Advanced Materials and Technology, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China; 2.
Southwest Institute of Technology and Engineering, Chongqing 400039, China)
Abstract: A reference zero stress aluminum powder standard sample for internal diffraction of crystal materials
was prepared by bonding aluminum powder. The uniformity, isotropy, and internal residual stress of the sample
were tested using a short wavelength characteristic X-ray diffractometer. Different residual stress testing methods and
calculation methods were used to verify the surface and internal stress of the sample. The results show that the diffraction
intensity deviation in different parts and directions of the sample was less than 10%, indicating uniformity and isotropy.
The residual stresses on the surface and inside were also within -25~25 MPa.
Keywords: residual stress; zero stress specimen; aluminum powder; isotropic; diffraction angle

机械构件在制造过程中都滞留有残余应力，其 对其进行标定，一个准确的零应力标样有利于提
对高尖端装备金属构件的形状、强度、耐腐蚀性和 高测量装置的准确性，同时也是各个实验室数据
抗疲劳等性能有重要影响，残余应力发生变化会 统一的基准。
导致机械构件发生变形、开裂等质量问题，进而影 目前市场上X射线表面应力仪较多，针对表面
响高尖端装备的服役可靠性 [1-6] 。对构件内部残余 零应力试样制备的研究较多，且较为成熟。但对于
应力分布状态进行量化无损检测与精准调控已经 内部残余应力，研究主要集中于定值应力试样的制
成为高尖端装备制造领域的重要问题。目前能无 备，内部定值应力试样都是对各种合金试样采用退
损检测内部残余应力的方法主要有衍射法、同步 火处理等方式消除原来的残余应力再加载（如挤压、
辐射法、电磁法、超声法等，电磁法和超声法的局 拉伸等）得到的，认为定值应力试样的残余应力就
限性较大，衍射法理论更为成熟。采用小型光源 是加载产生的应力。关于内部零应力标准试样的研
短波长特征 X 射线衍射仪 [7-9] 测试内部残余应力的 究较少，内部零应力标准试样是提高内部应力测量
优势极为明显。测量装置都需要采用零应力标样 装置准确性的基础，也是不同测试方法和同一测试
方法不同设备数据统一的基准和前提。笔者介绍了
收稿日期：2023-11-02
一种内部零应力铝粉标准试样的制备方法及校准
作者简介：吴林阳（1997-） ，男，硕士，主要从事残余应力检测
研究，以期为提高残余应力的测试结果准确性提供
表征及消减技术的研究工作
通信作者：张 津，zhangjin@ustb.edu.cn 参考。
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