[发明专利]一种短波长特征X射线内部残余应力无损测试方法

说明书

本发明公开了一种短波长特征X射线内部残余应力无损测试方法，X射线源和探测器分布在样品的两侧，光路为透射式，在测量时，通过转动欧拉环以改变Ψ角，测试不同Ψ角下的衍射角2θ，通过拟合衍射角2θ‑sin²Ψ值计算得到测试样品内部的残余应力，测试时试样转动平面与探测器转动平面相互垂直。

技术领域

本发明涉及X射线应力测试技术领域，特别是涉及一种短波长特征X射线内部残余应力无损测试方法。

背景技术

短波长特征X射线衍射技术利用X射线管作为辐射源，能够无损检测材料工件内部残余应力、织构和物相等。相比于中子衍射技术和高能同步辐射的短波长X射线衍射技术，应用短波长特征X射线衍射技术的成本更低、维护费用少。

短波长特征X射线衍射技术是采用重金属靶X射线管发出的强穿透性特征X射线，如WKα、AuKα、AgKα、UKα、WKβ等，无损测量衍射仪圆的圆心处物质的衍射谱，进而计算出样品的应力等。但是在现有技术中，存在衍射强度易受衍射角的影响、样品根部应力受限于衍射几何难以测量等问题。

发明内容

本发明的目的是提出一种短波长特征X射线内部残余应力无损测试新方法，而现有测试技术改变Ψ角时，样品旋转和探测器旋转在同一个平面内，存在衍射强度易受衍射角的影响、样品根部应力难以测量等缺点。

为解决上述技术问题，本发明在假定样品距表面一定距离的Y方向的应力为0MPa的基础上，提供一种短波长特征X射线内部残余应力无损测试方法，包括：

入射X射线与衍射X射线分别位于样品的两侧，形成透射式的光路。

将待测试样品固定于试样架上，以通过所述试样架将所述待测试样品置于射线源的出射方向与欧拉环转动轴线的交点；所述试样架与所述欧拉环连接，所述欧拉环带动所述试样架绕所述欧拉环转动轴线转动；

转动欧拉环，带动试样架转动至预设Ψ角；

当试样架与所述欧拉环相对固定时，开启所述射线源发射短波长特征X射线照射所述待测试样品，并通过转动测角仪带动探测器绕所述衍射仪圆圆心转动接收衍射X射线，以获取衍射谱；所述探测器与所述射线源位于同一水平面，所述探测器沿所述水平面绕所述测角仪圆心所在的竖直轴线转动，入射准直器的射线出射方向、接收准直器的射线入射方向、欧拉环转动轴线、测角仪转动轴线相交于一点；

在获取所述衍射谱之后，判断所述试样架当前的Ψ角是否为最终Ψ角；若否，则将所述预设Ψ角更新为下一预设Ψ角，并执行所述转动欧拉环，带动试样架至预设Ψ角，至开启所述射线源发射特征X射线照射所述待测试样品，并转动测角仪带动探测器转动接收衍射X射线，以获取衍射谱的步骤；

根据所述衍射谱定峰结果和所述Ψ角计算所述待测试样品的残余应力。

可选的，所述射线源包括射线发生装置和入射准直器，所述射线发生装置的出射口指向所述入射准直器，所述入射准直器的出射口指向所述欧拉环的转动轴线；所述探测器包括射线接收装置和接收准直器，所述接收准直器的接收口指向所述射线源的出射方向与所述欧拉环转动轴线的交点，所述射线接收装置的接收口指向所述接收准直器的出射口。

可选的，所述入射准直器的通光宽度的取值范围为10μm至200μm，包括端点值；所述接收准直器的通光宽度的取值范围为10μm至200μm，包括端点值。

可选的，所述射线源的出射方向指向所述入射准直器的射线出射方向、接收准直器的射线入射方向、欧拉环转动轴线、测角仪转动轴线的交点；

可选的，所述当试样架与所述欧拉环相对固定时，开启所述射线源发射短波长特征X射线照射所述待测试样品，并转动测角仪带动所述探测器绕所述测角仪圆心转动接收衍射X射线，以测量衍射角包括：