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    X射線殘余應力測定標準的發展

    更新日期: 2023-05-14
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    國外標準

    X射線法是由俄學者于1929年提出。 20世紀初,人們就已經開始利用X射線來測定晶體的應力。

    1961年,德國的E.Mchearauch提出了X射線應力測定的sin2ψ法,使應力測定的實際應用向前推進了一大步。

    然而遺憾的是,隨著殘余應力測試設備制造技術的快速發展,行業缺乏相關標準,缺少足夠的設備檢定技術依據,導致測試方法無所適從,各實驗室很難進行測試數據的比對和能力驗證,很難具有公信力。

    1971年,美國汽車工程師學會發布第一個行業標準SAE J784a "Residential Stress Measurement by X-ray Diffraction";

    隨后1973年,日本材料學會頒布第一個國家標準JSMS-SD-10-73" Standard Method for X-ray Stress Measurement"。

    為反映新技術進步和成熟的測試方法,歐盟標準委員會(CEN)200874日批準了新的X射線衍射殘余應力測試標準 EN 15305-2008"Non-destructive Testing- Test Method for Residual Stress analysis by X-ray Diffraction",該標準于20092月底在所有歐盟成員國正式施行。

    該標準對X射線殘余應力測試的技術和方法等諸多方面進行了更新,解決了上述的行業問題,全面、細致系統闡述了X射線衍射法殘余應力分析的原理、測定方法、材料特性、儀器選擇和常見問題處理等方面的內容。新標準也因此獲得了業界的一致認可。

    與之相呼應,美國試驗材料學會(ASTM)也于20107月發布了新的美國標準版本ASTM E915-10 "Standard Test Method for Verifying the Alignment of X-ray Diffraction Instrumentation for Residual Stress Measurement"。

    之后,歐美國家圍繞X射線衍射法,頒布了一系列檢測標準,為行業發展樹立了標,X射線行射法測定殘余應力得到了越來越廣泛的應用,技術手段也日益成熟。

    國內標準

    縱觀國內,我國早的X射線應力測定方法標準GB/T 7704-1987,發布于1987年,其主要內容采標自日本標準。 受限于當時的軟件水平、測試技術、探測器制造技術和數據采集技術,GB/T 7704-1987具有許多不足:

    首先,其內容相對簡單,術語和定義僅6條,定峰方法只有半高寬和拋物線兩種,整個標準只有7頁;

    其次,其應用范圍窄,僅適用于鐵素體鋼系和奧氏體鋼系某一給定方向的平面應力;

    另外,只能采用CrK α CrK β 射線源,采用計數管掃描尋峰,尋峰方式工作效率較低。

    GB/T 7704-2008GB/T 7704-1987的修訂版,經過20 多年的發展,設備制造技術有了較大提升,方法也有了較大變化,當時歐盟標準尚未發布,但SAE(美國汽車工程師協會)規范已能檢索到??紤]到國內設備的實際情況,GB/T 7704-2008對設備并沒有提高要求,零應力檢定仍然保持和GB/T7704-1987的相同,但是在術語定義、定峰方法、測試方法等方面作了擴展。

    GB/T 7704-1987GB/T 7704-2008,其技術要求過于簡單,技術水平較低,主要根據當時我國應力測試設備的制造現狀而制定,無法及時和先進技術同步。因此,2012年,在國家無損檢測標委會的直接推動下,國家標準化委員會批復同意啟動了GB/T7704-2008的修訂工作。終于201512月完成了標準的修訂工作,即現行的GB/T 7704-2017。

    新修訂的GB/T 7704中增加了大量術語和定義(三維應力、設備、方法相關),使得過去一些含糊不清的描述表達變得規范化。為了使標準的應用更為廣泛,新國標中增加了三維殘余應力的理論計算方法以及具體測定流程,以幫助廣大X射線應力測試工作者正確理解和執行標準,為獲得比較可靠的試驗結果提供了必要的理論解惑和技術支持。

                                                   

    意大利GNR公司是一家老牌歐洲光譜儀生產商,其X射線產品線誕生于1966年,經過半個多世紀的技術開發和研究,該產品線已經擁有眾多型號滿足多個行業的分析需求。

    STRESS-X的衍射單元安裝在6自由度機械臂上,可方便對各種形狀和尺寸的樣品進行檢測,同時配有非接觸自動激光準直系統提高定位精度,整個測試系統可封裝在艙體中或安裝在四輪合金推車上用于現場分析;EDGE的特點則為小巧便攜、不受電源線束縛,另可擴展完成殘余奧氏體和相位檢測。兩款儀器均符合ASTM E915EN 15305國際標準。


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