X射線法測試鈦合金結(jié)構(gòu)件殘余應(yīng)力的適用性研究

（中國航空制造技術(shù)研究院，北京 100024）

鈦合金具有強度高、高低溫性能好、耐腐蝕等許多優(yōu)點，在航空航天工業(yè)中廣泛用于承力結(jié)構(gòu)件的制造[1-3]。在鑄造、鍛造、焊接及各類切削加工過程中，工件均會由于受外力和溫度的作用而引起殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力的產(chǎn)生、疊加及釋放過程造成零件內(nèi)部應(yīng)力狀況的重新分布，可能影響零件的尺寸和形位精度以及零部件的裝配精度，降低零件的抗疲勞強度、抗應(yīng)力腐蝕及抗蠕變開裂的能力，最終影響到機器設(shè)備的性能與使用壽命[4-6]。

X射線殘余應(yīng)力測試作為一種材料表面殘余應(yīng)力的快速無損檢測方法已經(jīng)被廣泛認(rèn)知，對于鈦合金的最佳測試參數(shù)也有很多研究[7-11]。工程應(yīng)用中，由于零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣性的特點（齒輪根部、焊縫表面等），致使殘余應(yīng)力在測試過程中不能以最佳條件測量。因此，研究復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的X射線應(yīng)力測試能力變得十分重要。本研究通過可知應(yīng)力的標(biāo)準(zhǔn)試樣，模擬復(fù)雜鈦合金結(jié)構(gòu)件的測試條件，以檢驗X射線法殘余應(yīng)力測試方法在極限條件下的適用性。

1 X射線殘余應(yīng)力測試原理

當(dāng)試樣中存在殘余應(yīng)力時，晶面間距將發(fā)生變化，發(fā)生布拉格衍射時，產(chǎn)生的衍射峰也將隨之移動，而且移動距離的大小與應(yīng)力大小相關(guān)。用波長λ的X射線，先后數(shù)次以不同的入射角照射到試樣上，測出相應(yīng)的衍射角2θ，求出2θ對sin2ψ的斜率M，便可算出應(yīng)力σφ。

X射線衍射方法主要是測試沿試樣表面某一方向上的內(nèi)應(yīng)力σφ。……