透视：国内外X射线残余应力测定标准发展情况
- 作者优秀
- 优秀教师/意见领袖/博士学历/特邀专家/独家讲师
- 平台推荐
- 内容稀缺
飞机头断裂、动车脱轨、货船漏水……由残余应力引起的工件变形，继而导致的灾难屡见不鲜。想要生产出合格的零件，残余应力检测必不可少。
残余应力检测技术多样，比如钻孔检测法、磁测法、中子衍射法、同步辐射法、超声法等等。在经过长期的实践后，X 射线衍射法被认为是目前所有方法中最为便捷、可靠、有效的技术手段。X射线衍射法作为一种无损定量化比较准确的残余应力测定方法，广泛的应用在零件加工、设备制造安装等质量控制环节以及失效分析和安全评估等方面，对提高产品质量、防止产品早期失效等起到了非常重要的作用。本文将就X射线衍射法在国内外的发展展开叙述，便于大家学习，如有不妥之处，欢迎后台留言探讨。X射线法是由俄国学者于1929年提出。20世纪初，人们就已经开始利用X射线来测定晶体的应力。后来日本成功设计出的X射线应力测定仪，对于残余应力测试技术的发展做出来巨大贡献。1961年，德国的E.Mchearauch提出了X射线应力测定的sin2ψ法，使应力测定的实际应用向前推进了一大步。然而遗憾的是，随着残余应力测试设备制造技术的快速发展，行业缺乏相关标准，缺少足够的设备检定技术依据，导致测试方法无所适从，各实验室很难进行测试数据的比对和能力验证，很难具有公信力。1971年，美国汽车工程师学会发布第一个行业标准SAE J784a "Residential Stress Measurement by X-ray Diffraction"；随后1973年，日本材料学会颁布第一个国家标准JSMS-SD-10-73" Standard Method for X-ray Stress Measurement"。为反映最新的技术进步和成熟的测试方法，欧盟标准委员会(CEN)于2008年7月4日批准了新的X射线衍射残余应力测试标准 EN 15305-2008"Non-destructive Testing- Test Method for Residual Stress analysis by X-ray Difraction"，该标准于2009年2月底在所有欧盟成员国正式施行。该标准对X射线残余应力测试的技术和方法等诸多方面进行了更新，解决了上述的行业问题，全面、细致系统阐述了X射线衍射法残余应力分析的原理、测定方法、材料特性、仪器选择和常见问题处理等方面的内容。新标准也因此获得了业界的一致认可。与之相呼应，美国试验材料学会(ASTM)也于2010年7月发布了最新的美国标准版本ASTM E91510 "Standard Test Method for Verifying the Alignment of X-ray Diffraction Instrumentation for Residual Stress Measurement"。之后，欧美国家围绕X射线衍射法，颁布了一系列检测标准，为行业发展树立了标杆，X射线行射法测定残余应力得到了越来越广泛的应用，技术手段也日益成熟。纵观国内，我国最早的X射线应力测定方法标准GB/T 7704-1987，发布于1987年，其主要内容采标自日本标准。受限于当时的软件水平、测试技术、探测器制造技术和数据采集技术，GB/T 7704-1987具有许多不足：·首先，其内容相对简单，术语和定义仅6条，定峰方法只有半高宽和抛物线两种，整个标准只有7页；·其次，其应用范围窄，仅适用于铁素体钢系和奥氏体钢系某一给定方向的平面应力;·另外，只能采用CrKα和CrKβ射线源，采用计数管扫描寻峰，寻峰方式工作效率较低。GB/T 7704-2008是GB/T 7704-1987的修订版，经过20 多年的发展，设备制造技术有了较大提升，方法也有了较大变化，当时欧盟标准尚未发布，但SAE(美国汽车工程师协会)规范已能检索到。考虑到国内设备的实际情况，GB/T 7704-2008对设备并没有提高要求，零应力检定仍然保持和GB/T7704-1987的相同，但是在术语定义、定峰方法、测试方法等方面作了扩展。GB/T 7704-1987及GB/T 7704-2008，其技术要求过于简单，技术水平较低，主要根据当时我国应力测试设备的制造现状而制定，无法及时和国际先进技术同步。因此，2012年，在国家无损检测标委会的直接推动下，国家标准化委员会批复同意启动了GB/T7704-2008的修订工作。最终于2015年12月完成了标准的修订工作，即现行的GB/T 7704-2017。最新修订的GB/T 7704中增加了大量术语和定义(三维应力、设备、方法相关)，使得过去一些含糊不清的描述表达变得规范化。为了使标准的应用更为广泛，新国标中增加了三维残余应力的理论计算方法以及具体测定流程，以帮助广大X射线应力测试工作者正确理解和执行标准，为获得比较可靠的试验结果提供了必要的理论解惑和技术支持。除去国家标准之外，国内各行业也根据自己的实际需求，制定了相应的X射线应力测定方法标准。技术的发展与进步必然催生行业标准的变化。后续，伴随X射线应力检测技术的应用，相信整个行业也必将越来越规范。文章最后，特别鸣谢7704标准起草单位及主起草人，感谢上海材料研究所等单位及巴发海、吕克茂先生这样的先行者，是他们的努力让广大检测从业人员有了执行标准，让整个行业受益。
获赞 10086粉丝 21549文章 3539课程 219
