GB T 7704-2008 无损检测.X射线应力测定方法.pdf

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1、ICS 19.100 J 04 中华人民无损检测主K-、GB 和国国家标准GB/T 7704-2008 代替GB/T7704-1987 X射线应力测定方法N on-destructive testing-Practice for residual stress measurement by X-ray 2008-07-30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2009-02-01实施发布GB/T 7704-2008 目次前言. 1 l 范围-2 规范性引用文件3 术语和定义.4 应力测定原理-5 系统36 测定规程.47 应力测定误差及修正.4 8 报告.4附录A(

2、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8附录c(规范性附录)随机因素造成的误差计算方法. . . . . . . . 10 GB/T 7704-2008 目。-E 本标准代替GB/T7704一1987(X射线应力测定方法。本标准与GB/T77041987相比主要变化如下:增加了部分术语和定义(见第3章); 一一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); 一一删除1987年版3.4和4.4条中的sin2t计算表;一一删除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

3、合会提出。本标准由全国元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z巴发海、王滨。本标准所代替标准的历次版本发布情况为zGB/T 7704一19870I GB/T 7704-2008 无损检测X射线应力测定方法1 范圄本标准规定了用X射线测定残余应力的方法总则。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

4、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。JBjT 9394 X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stress direction 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、衍射品面法线所构成的平面与试样表面的交钱方向。拉应力符号为正，压应力符号为负。3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 测定方向平面direction pane for stress measurement 所测定应力的方向与测定部位表面法线所构成的平面。扫描平面scanning pane 人射X射线与被计数管所接收的衍射线所构成的平面。入

5、射角incidence ange 仇人射X射线与试样表面法线之间的夹角。衍射晶面方位角azimuth ange of diffraction crystal plane 中试样表面法线与衍射晶面法线之间的夹角。衍射角diffraction angle 28 人射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。1 GB/T 7704-2008 Z 入射X射线衍射X射线试样表面X 测定方向甲=90.一。以圄1X射结应力测定原理示意圄在二维应力情况下，试样表层对选定应力方向(X方向)的应力可用式

6、(1)计算。x = K. M ( 1 ) 式中z.x._-x方向的应力，单位为兆帕(MPa); K一一应力常数，单位为兆帕每度MPa/C)J;M-2ex-sin2t线的斜率，2e，中x为测定过程中对于给定的所测得的衍射角。在实际应力测定中，每个仇(或t)角对应有衍射角2e仪，若干个2e.仪和sin2关系组成如图2所示的2ex- sin2 t函数曲线。理论上2ex- sin2 t是直线。根据测定的2ex- sin2 t线的斜率M，可用式(1)计算应力吨。2 GB/T 7704一2008刊AV电NHX=sin中2r9仪-sin2曲线图2系统5. 1 仪器应满足JBjT9394的相关规定。5.2 仪

7、器应至少具有附录B所列确定衍射峰的功能。5.3 零应力试样可采用真空退火态粒度在1r:145m的衍射峰尖锐的元应力Fe粉或采用退火态的Cr粉用松香加热带结制备。5.4 对零应力试样，在固定仇的情况下，多次(不少于5次)重复测定其衍射角波动在士o.0250。当角旋转时，旋转中心偏差小于士0.5mmo 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所测衍射强度值的相对标准偏差1，5 % 户二川I0_1 -二式中zI 对某一衍射晶面n次测定的平均衍射强度;1;-某一衍射晶面第t次测定的衍射强度。5.6 定

8、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。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)误差小于土25MPa，且其算术平均值和标准偏差在oMPa25 MPa范围内为合格。3 GB/T 7704-2008 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10m。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CK.辐射线，接收光阑采用辄锚滤波片，衍射晶面取(211)，此

9、时应力常数K=-318MPa/C)。对奥氏体钢用CK辐射线，衍射晶面取(311)，此时应力常数K=-366MPa/C)。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，平行光束法为土2.0mm;准聚焦法为:l:l.0 mmo。零位校正后其偏差要求小于0.01006.4 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。固定仇法或固定法测定应力时，(A。角或角推荐采用00、150、300和450。为进一步提高准确度，也可适当增加仇角或角的个数。6.5 测定方法根

10、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(28)。6.8 应力计算根据测定的28中x-sin2线的斜率M，用式(1)计算应力吨。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:修=测+2.1B2 式中z修修正后的应力值，单位为兆帕(MPa); 测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(勺。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

11、、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。4 GB/T 7704-2008 附录A(规范性附录)X射线应力测定常用的方法A.1 同倾法A. 1. 1 概述测定方向平面和扫描平面相重合的应力测定方法。如图A.l所示。A. 1.2 同倾固定仇法在同倾法中计数管扫描时，入射角仇保持不变的测定方法。衍射几何如图A.l所示。Z 入射X射线 计数管扫描平面测定方向平面试样x测定方向-噜FX图A.1同倾固定仇法A. 1.3 同倾回摆法在同倾法中人射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.

12、2所示。5 GB/T 7704-2008 Z 入射X射线。一扫描平面测定方向平面x测定方向一一-x圄A.2同倾固摆法A. 1.4 同倾固定法在同倾法中计数管扫描时，c角保持不变的测定方法。衍射几何如图A.3所示。扫描平面测定方向平面x测定方向r一一人射X射线与衍射晶面法线的夹角。圄A.3同倾固定法A.2 侧倾法测定方向平面和28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。6 GB/T 7704-2008 入射X射线图A.4侧倾法A. 2.1 但!J倾固定法在侧倾法中计数管扫描时，角保持不变的测定方法。A.2.2 侧倾固定回摆法扫描过程中，在每一个2()位置保持2

13、()不变，同时使扫描平面以指定的为中心在平面内摆动一定的角度(6的侧倾法。7 GB/T 7704-2008 附录B(规范性附录)确定衍射峰位置的方法B.l 半高宽法对某一衍射峰，去除街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28作为衍射峰位置(图B.l中为半高宽连线QR的中点M对应的Xo) XD=(X十X+)(B.1 ) 这里X叶分别是净峰强度1p(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28。B.2 抛物线法I P Xl 7 Xo X , 2 图B.1 半高宽法AC/QR QA1=MJI PMo X=28 取净峰街射强度85

14、%(计数值)以上的衍射峰附近的间隔相同的n个点(28;、128)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28。计算公式如下=阿三(28Y+ B 2.: (28Y +C2: (28)2l 28 = I i_l叮叮I. . . . . . . ( B. 2 ) C28Y十B2.:C28Y+C2: (28) J 式中:8 GB/T 7704-2008 A二nL: I 20i C2矶)- L: I 20i L: C28,); B = L: (28Y L: I20i -nL:(28YI叫;c = L: C28Y I28i L: (28i ) - L: (28Y L: I28i (2

15、8;); n 数据点的数目，(28，、I20)为n个数据中的第i个数据坐标，其中I20为对应28，的衍射强度。B.3 交相关法通过两个不同角(仇、仇)下测定的衍射峰数据曲线f.中1(28)和f2(28)构造交相关函数F(28)曲线，并以交相关曲线F(28)最大值点的横坐标作为两个衍射峰的峰位差b.28的方法。计算原理如下zF(28J = L:fl (28Jf2 28, + D.( 28,) . ( B.3 ) 式中zn 测定的总步数;28i一一对应第i步的衍射角;D.(2民)一一第i步对应两个角的衍射角之差。9 GB/T 7704-2008 附录C(规范性附录)随机因素造成的误差计算方法应力测

16、定误差可由下式计算zAx=K.t:.M .( C.l ) Y2z xx nZ国-nz-H-F M .( C.2 ) i=l t:.M =巾，n-2) i=l 2:卫一(A+MX;)J2(n - 2) 2: (Xi - xY .( C.3 ) 式中zt:.ax 应力测定误差，单位为兆帕MPa;t:.M一2以-sin2c线斜率误差;Xi=sin2仇;Yi二2e，x; Y=tzyz p 主=士ZXZPA二Y-MX;K 应力常数;t(，-2)一一对应自由度(n2)，置信度(1一)的t分布值;n一一一角的个数。10 CON-ghhH阁。华人民共国家标准无损栓测X射线应力制定方法GB/T 7704一2008国和申晤中国标准出版社出版发行北京复兴门外兰里河北街16号邮政编码，100045网址电话，6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销晤印张1字数20千字2008年11月第一次印刷开本880X 1230 1/16 2008年11月第一版* 书号，155066 1-34150定价16.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有僵权必究举报电话:(010)68533533