【国家标准(GB)】 无损检测 Ｘ射线应力测定方法

ICS19.100
中华人民共和国国家标准
GB/T7704——2008
代替GB/T7704--1987
无损检测
X射线应力测定方法
Non-destructive testing-Practice for residual stress measurement by X-ray2008-07-30发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会國
2009-02-01实施
GB/T7704—2008
规范性引用文件
术语和定义
应力测定原理
测定规程
应力测定误差及修正
附录A（规范性附录）
X射线应力测定常用的方法
附录B（规范性附录）
确定衍射峰位置的方法
附录C（规范性附录）
随机因素造成的误差计算方法
本标准代替GB/T7704-1987《X射线应力测定方法》。本标准与GB/T7704-1987相比主要变化如下：增加了部分术语和定义（见第3章）；侧倾法中增加回摆法(见附录A)；-确定衍射峰位置增加交相关定峰位置法(见附录B)；删除1987年版3.4和4.4条中的sinΦ计算表；删除1987年版6.2测量装置示意图。本标准的附录A、附录B和附录C为规范性附录。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国无损检测标准化技术委员会（SAC/TC56)归口。本标准起草单位：上海材料研究所。本标准主要起草人：巴发海、王滨。本标准所代替标准的历次版本发布情况为：GB/T7704—1987。
GB/T7704—2008
1范围
无损检测X射线应力测定方法
本标准规定了用X射线测定残余应力的方法总则。GB/T7704—2008
本标准适用于在X射线下能得到连续德拜环的多晶金属材料试样(或工件)的应力测定。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。JB/T9394X射线应力测定仪技术条件3术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。3.1
应力方向stressdirection
所要测定的应力方向，在测定中定位等同于测定部位表面法线、衍射晶面法线所构成的平面与试样表面的交线方向。拉应力符号为正，压应力符号为负。3.2
测定方向平面directionplaneforstressmeasurement所测定应力的方向与测定部位表面法线所构成的平面。3.3
scanningplane
扫描平面
入射X射线与被计数管所接收的衍射线所构成的平面。3.4
入射角incidenceangle
入射X射线与试样表面法线之间的夹角。3.5
衍射晶面方位角
azimnthangleofdiffractioncrystalplane试样表面法线与衍射晶面法线之间的夹角。3.6
行射角diffractionangle
入射X射线与衍射X射线之间的夹角。4应力测定原理
X射线应力测定是根据X射线衍射测出的晶面间距的变化来计算材料应力的方法。X射线应力测定的衍射几何如图1所示。
GB/T7704—2008
衍射晶面
入射X射线
(7=90*-6x)
图1X射线应力测定原理示意图
试样表面
在二维应力情况下，试样表层对选定应力方向(X方向)的应力可用式(1)计算。ox-K.M
.式中：
X方向的应力,单位为兆帕(MPa)；ax
K——应力常数,单位为兆帕每度[MPa/()];M——20x一sin线的斜率，20x为测定过程中对于给定的所测得的衍射角。衍射X射线
测定方向
（1）
在实际应力测定中，每个%（或)角对应有衍射角20x，若干个20x和sin中关系组成如图2所示的20x一sin中函数曲线。理论上20x一sinΦ是直线。根据测定的20x一sinΦ线的斜率M，可用式(1)计算应力ox。
5系统
Xsin'p
图229x-sin曲线
5.1仪器应满足JB/T9394的相关规定。5.2仪器应至少具有附录B所列确定衍射峰的功能。GB/T7704——2008
5.3零应力试样可采用真空退火态粒度在1μm～45um的衍射蜂尖锐的无应力Fe粉或采用退火态的Cr粉用松香加热黏结制备。
5.4对零应力试样，在固定%的情况下，多次（不少于5次)重复测定其衍射角波动在士0.025。当角旋转时，旋转中心偏差小于士0.5mm。5.5仪器的综合稳定度优于1%。
注：本标准中仪器综合稳定度是指同一试验条件下对同一试样的同一衍射晶面，每隔10min测定一次衍射强度，在8h所测衔射强度值的相对标准偏差a-1s(-)
式中：
I——对某-衍射晶面n次测定的平均衍射强度；I—某一衍射晶面第i次测定的衍射强度。5.6定期用零应力试样对仪器进行检定或校准。5.7测定前用零应力试样对仪器进行校准。x100%
5.8对具有半高宽小于3°敏锐衍射峰的已知应力试样，用该仪器测定的应力（不少于5次）误差小于士25MPa，且其算术平均值和标准偏差在0MPa～25MPa范围内为合格。3
GB/T7704—2008
6测定规程
6.1试样表面处理
待测试样表面必须没有污垢、油膜、厚氧化层和附加应力层等。表面粗糙度Ra应小于10μm。当被测表面不满足上述要求时，必须对表面进行清理和电解抛光。6.2参数选择
根据所测材料的类型选用辐射线、滤波片和衍射晶面。对铁素体钢系，用C,K。辐射线，接收光阑采用钒箔滤波片，衍射晶面取（211），此时应力常数K=一318MPa/（°）。对奥氏体钢用CK。辐射线，衍射晶面取（311)，此时应力常数K=一366MPa/(°）。其他幅射线，可作相应的选择。6.3对准
试样测定表面应准确地设置在测角仪的旋转中心。沿表面法线试样设置误差，平行光束法为士2.0mm；准聚焦法为士1.0mm。6零位校正后其偏差要求小于0.01。6.4测定条件选择
应根据获得好的衍射线型，使峰背比增高来选择测定条件。尽量采用峰高大于背底波动4倍且峰高约为半高宽4倍的衍射峰为宜。固定%法或固定中法测定应力时，%角或中角推荐采用0°、15°30°和45。为进一步提高准确度，也可适当增加角或中角的个数。6.5测定方法
根据试样和仪器情况，选择附录A所列或其他适当的应力测定方法。6.6测定记录
用计数法。
6.7定峰方法
采用附录B所列或其他适当的方法确定衍射峰位置(2)。6.8应力计算免费标准下载网bzxz
根据测定的20x一sinΦ线的斜率M，用式(1)计算应力ox。7应力测定误差及修正
应力测定误差应按附录C进行计算。为了准确测定应力值，可进行强度修正。对于铁素体钢系，可用下列简化公式修正：唯=m十2.1B2
式中：
修正后的应力值，单位为兆帕(MPa)；O\未经修正的测定应力值，单位为兆帕(MPa)；B——零度人射衍射线的半高宽，单位为度(°)。8报告
（2）
8.1报告内容应包含检测机构名称、检测人员信息和测定日期、材料类型和试样描述、应力大小和误差，以及所用仪器、电压、电流、靶、峰位信息等。8.2客户有要求时，还应给出应力测定的不确定度。A.1同倾法
A.1.1概述
附录A
（规范性附录）
x射线应力测定常用的方法
测定方向平面和扫描平面相重合的应力测定方法。如图A.1所示。A.1.2同倾固定y法
GB/T7704—2008
在同倾法中计数管扫描时，人射角如保持不变的测定方法。衍射几何如图A.1所示。N
入射X射线
计数管
扫描平面测定方向平面
测定方向
A.1.3同倾回摆法
同倾固定法
在同倾法中入射X射线和接收X射线的计数管在扫描平面内同步回摆的测定方法。衍射几何如图A.2所示。
GB/T 7704-2008
A.1.4同倾固定中法
入射X射线
计数管
扫描平面测定方向平面
X测定方向
图A.2同倾回摆法
在同倾法中计数管扫描时，出角保持不变的测定方法。衍射几何如图A.3所示。入射X射线
计数管
扫描平面测定方向平面
X测定方向
一人射X射线与衔射晶面法线的夹角。图A.3同倾固定中法
A.2侧倾法
测定方向平面和20扫描平面相互垂直，衍射晶面法线位于测定方向平面内的测定方法。如图A.4所示。
扫描平面
A.2.1侧倾固定中法
入射X射线
图A.4侧倾法
在侧倾法中计数管扫描时，中角保持不变的测定方法。A.2.2侧倾固定中回摆法
计数管
测定方向平面
X测定方向
GB/T7704—2008
扫描过程中，在每-个20位置保持20不变，同时使扫描平面以指定的也为中心在出平面内摆动一定的角度(A)的侧倾法。
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B.1半高宽法
附录B
（规范性附录）
确定衍射峰位置的方法
对某一衍射峰，去除衍射曲线的背底后取衍射峰净高度（或净强度的1/2处连线的中点所对应的20作为衍射峰位置（图B.1中为半高宽连线QR的中点M对应的X。）。X。=
(X_+X+)
（B.1）
这里X+分别是净峰强度Ip（峰高度或最大衍射强度计数值）一半处（半高宽）连线QR与衍射线之交点Q和R所对应的20。
AC//QR
PM=MB=
B.2抛物线法
半高宽法
取净峰衍射强度85%(计数值)以上的衍射峰附近的间隔相同的n个点（20;、I2）用最小二乘法进行抛物线拟合。以抛物线的顶点所对应的衍射角为峰位20。计算公式如下：[A(20,)*+B(20,)3+c(26,)2
式中：
(29)*+B(28,)*+c(20,)
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