X射線殘余應力測定標準的發(fā)展

國外標準

X射線法是由俄學者于1929年提出。 20世紀初，人們就已經(jīng)開始利用X射線來測定晶體的應力。

1961年，德國的E.Mchearauch提出了X射線應力測定的sin2ψ法，使應力測定的實際應用向前推進了一大步。

然而遺憾的是，隨著殘余應力測試設備制造技術的快速發(fā)展，行業(yè)缺乏相關標準，缺少足夠的設備檢定技術依據(jù)，導致測試方法無所適從，各實驗室很難進行測試數(shù)據(jù)的比對和能力驗證，很難具有公信力。

1971年，美國汽車工程師學會發(fā)布第一個行業(yè)標準SAE J784a "Residential Stress Measurement by X-ray Diffraction"；

隨后1973年，日本材料學會頒布第一個國家標準JSMS-SD-10-73" Standard Method for X-ray Stress Measurement"。

為反映新技術進步和成熟的測試方法，歐盟標準委員會(CEN)于2008年7月4日批準了新的X射線衍射殘余應力測試標準 EN 15305-2008"Non-destructive Testing- Test Method for Residual Stress analysis by X-ray Diffraction"，該標準于2009年2月底在所有歐盟成員國正式施行。

該標準對X射線殘余應力測試的技術和方法等諸多方面進行了更新，解決了上述的行業(yè)問題，全面、細致系統(tǒng)闡述了X射線衍射法殘余應力分析的原理、測定方法、材料特性、儀器選擇和常見問題處理等方面的內(nèi)容。新標準也因此獲得了業(yè)界的一致認可。

與之相呼應，美國試驗材料學會(ASTM)也于2010年7月發(fā)布了新的美國標準版本ASTM E915-10 "Standard Test Method for Verifying the Alignment of X-ray Diffraction Instrumentation for Residual Stress Measurement"。

之后，歐美國家圍繞X射線衍射法，頒布了一系列檢測標準，為行業(yè)發(fā)展樹立了標，X射線行射法測定殘余應力得到了越來越廣泛的應用，技術手段也日益成熟。

國內(nèi)標準

縱觀國內(nèi)，我國早的X射線應力測定方法標準GB/T 7704-1987，發(fā)布于1987年，其主要內(nèi)容采標自日本標準。 受限于當時的軟件水平、測試技術、探測器制造技術和數(shù)據(jù)采集技術，GB/T 7704-1987具有許多不足：

首先，其內(nèi)容相對簡單，術語和定義僅6條，定峰方法只有半高寬和拋物線兩種，整個標準只有7頁；

其次，其應用范圍窄，僅適用于鐵素體鋼系和奧氏體鋼系某一給定方向的平面應力；

另外，只能采用CrK α 和CrK β 射線源，采用計數(shù)管掃描尋峰，尋峰方式工作效率較低。

GB/T 7704-2008是GB/T 7704-1987的修訂版，經(jīng)過20 多年的發(fā)展，設備制造技術有了較大提升，方法也有了較大變化，當時歐盟標準尚未發(fā)布，但SAE(美國汽車工程師協(xié)會)規(guī)范已能檢索到?？紤]到國內(nèi)設備的實際情況，GB/T 7704-2008對設備并沒有提高要求，零應力檢定仍然保持和GB/T7704-1987的相同，但是在術語定義、定峰方法、測試方法等方面作了擴展。

GB/T 7704-1987及GB/T 7704-2008，其技術要求過于簡單，技術水平較低，主要根據(jù)當時我國應力測試設備的制造現(xiàn)狀而制定，無法及時和先進技術同步。因此，2012年，在國家無損檢測標委會的直接推動下，國家標準化委員會批復同意啟動了GB/T7704-2008的修訂工作。終于2015年12月完成了標準的修訂工作，即現(xiàn)行的GB/T 7704-2017。

新修訂的GB/T 7704中增加了大量術語和定義(三維應力、設備、方法相關)，使得過去一些含糊不清的描述表達變得規(guī)范化。為了使標準的應用更為廣泛，新國標中增加了三維殘余應力的理論計算方法以及具體測定流程，以幫助廣大X射線應力測試工作者正確理解和執(zhí)行標準，為獲得比較可靠的試驗結果提供了必要的理論解惑和技術支持。

意大利GNR公司是一家老牌歐洲光譜儀生產(chǎn)商，其X射線產(chǎn)品線誕生于1966年，經(jīng)過半個多世紀的技術開發(fā)和研究，該產(chǎn)品線已經(jīng)擁有眾多型號滿足多個行業(yè)的分析需求。

STRESS-X的衍射單元安裝在6自由度機械臂上，可方便對各種形狀和尺寸的樣品進行檢測，同時配有非接觸自動激光準直系統(tǒng)提高定位精度，整個測試系統(tǒng)可封裝在艙體中或安裝在四輪合金推車上用于現(xiàn)場分析；EDGE的特點則為小巧便攜、不受電源線束縛，另可擴展完成殘余奧氏體和相位檢測。兩款儀器均符合ASTM E915及EN 15305國際標準。