[发明专利]一种快速测定镍基单晶高温合金内应力的方法

权利要求书

1.一种快速测定镍基单晶高温合金内应力的方法，其特征在于：所述方法所用的装置为一种快速测定镍基单晶高温合金内应力的装置，所述装置包括：一个六轴机械转动平台配备一个气动抓手，气动抓手用于抓取待测样品；高精度半环导轨安装在三维位移平台上，且垂直于三维位移平台；所述三维位移平台使半环导轨在实验室坐标系的X_L，Y_L，Z_L三个方向进行位移；红外测距仪位于半环导轨的中心点；一个X射线发生器和一个X射线接收器位于半环导轨上，X射线由X射线发生器发出后需经过A₀线和B₀线的交点后由X射线接收器接收；两个伺服电机分别安装在X射线发生器和X射线接收器上，且带动它们在半环导轨上沿半环导轨的圆周运动，以实现在某一特定的布拉格衍射角2θ下发生衍射；

所述方法包括如下步骤，

第一步，对待测样品需要测定的部位进行局部电化学抛光；

第二步，将待测样品需要测定的部位置于SCP点，在样品坐标系(X_S，Y_S，Z_S)内标定晶体坐标系(X_C，Y_C，Z_C)；所述SCP点为样品坐标系的原点；

第三步，参考所测定取向以及标准极图，选取晶面族{h，k，l}，根据PDF2-2004X射线衍射标准卡片查询材料晶面族{h，k，l}的2θ衍射角，使X射线发生器、X射线接收器与A₀线的夹角分别为90°-θ；所述A₀线是一条过红外测距仪且与实验室坐标系Z_L方向平行的直线并且该直线平分半环导轨；转动待测样品，每以B₀线为轴转动2.5°后，以Z_S坐标轴为轴转动360°；以B₀线为轴进行转动的范围是ψ[30°，90°]，以Z_S坐标轴为轴转动时的步长为2.5°；记录下此晶面族所有发生衍射的位置N为测得的位置个数；依据这些衍射位置绘制晶面族{h，k，l}的极图，并标定每一衍射位置所对应的晶面的密勒指数(h，k，l)；B₀线是半环导轨的直径并且该直径与实验室坐标系Y_L方向平行；

第四步，分别对上述极图上每一衍射位置的周围进行θ-2θ扫描，扫描区间为[ψ_i-0.5°，ψ_i+0.5°]，步长为0.2°；记录每一衍射位置衍射强度最强峰所对应的位置并称此位置为最强衍射位置，且记录下此θ-2θ衍射峰；

第五步，重新选取一个晶面族{l，m，n}，重复第三步和第四步；

第六步，得到至少7个最强衍射位置并标定出每一最强衍射位置所对应的晶面的密勒指数(h，k，l)及晶面指数(l，m，n)以及记录下其对应的θ-2θ衍射峰；

第七步，对所得的所有衍射峰进行分峰拟合，衍射峰的重心位置对应的2θ角被定义为此衍射峰的衍射角，运用布拉格定律求得此时的晶面间距d_i，i＝1，2，…，N，N≥7；

第八步，进行数据处理，数据处理过程以张量的形式写出，计算出镍基单晶高温合金内应力的大小和方向，

d²_(h,k,l)＝g_i,jhⁱh^j (1)

σ^c＝c·ε^c (3)

σ^s＝M^-1·σ^c·M (4)

其中：hⁱh^j是最强衍射位置对应晶面的密勒指数分量；E_ij是格林应变张量，g_ij和G_ij是晶格发生变形前后的度量张量，d_(h,k,l)是所测晶面的晶面间距，σ^c是晶体坐标系下的应力张量，ε^c是晶体坐标系下的应变张量，c是柔度系数矩阵，σ^s是样品坐标系下的应力张量，M是晶体坐标系转向样品坐标系下的转换矩阵。

2.根据权利要求1所述的一种快速测定镍基单晶高温合金内应力的方法，其特征在于：第七步中所述的分峰拟合采用Gaussian或Voigt函数。