产品样本应用文章
残余应力的产生原因众多，分布复杂、且检测困难，在航空、航天、兵器等行业的机械加工领域中，残余应力是对工件的尺寸稳定性、应力腐蚀、结构强度及疲劳寿命等指标的主要影响因素之一，同时也是引起变形、开裂等问题的罪魁祸首。 残余应力检测技术及其特点 现有的残余应力测量方法主要包括有损检测(机械法)与无损检测(物理法)两大类：前者对试件具有一定破坏性，通过应力释放的方式可以测得第一类残余应力，主要包括盲孔法、剥层法、取条法、切槽法等；后者为非破坏性的检测方式，包括激光干涉法、云纹分析法、X射线衍射法、中子衍射法、磁应力法和超声法等。 X射线法具有原理成熟(通过测量晶格间距变化求出应力大小)、方法完善、可重复测量、测试精度高、无损等优点，可现场操作并绘制应力云图，为目前先进、无损、可靠，切实可行的残余应力测定方法，在残余应力无损检测领域具有公认的权威性，有助于进行工艺实施前后的效果验证： 1. 不改变材料状态，属无损测量 2. 通过与其它材料剥离、电解抛光方法配合，可实现对残余应力的逐层测定，适用于精确测定应力沿层深的分布 3. 通过多点多向测量，可绘制工件应力分布的完整云图 4. 应力测量值指导并修正CAE的应力仿真值，可以相对准确、全面的掌握工件在各个加工环节的应力状态，并引申得到加工变形情况 不同阶段残余应力检测的价值 由于锻、轧、铸毛坯的成型过程与工艺方法、工艺参数等因素，残余应力几乎存在于工艺的每个流程。任何阶段产生塑性流动(塑性变形)都会导致零件中残余应力的状态发生变化。因此，在各个阶段进行残余应力检测，有利于把控工件制造的整体质量，便于发现变形原因。 比如毛坯阶段，加工工艺定型后，毛坯残余应力的大小和分布规律直接影响最终加工完成后零件的尺寸变形。同批次零件毛坯的应力水平和一致性是加工合格率的关键。这个阶段进行应力检测，可从基本上发现问题，以免残次毛坯再加工，造成巨大浪费。 在工件加工阶段，残余应力检测可以在制造早期发现可能有缺陷的部件，并有效缩短识别问题的时间和重新制造部件的成本。对于一些创新性强的公司来说，甚至可以根据残余应力检测建立数据库，根据大数据，发现不同应力值对工件的影响规律，实时准确监控组件中的应力，以此了解何时制造设备需要维护甚至更换刀具等。 在工件加工制造过程中测量残余应力，另一个好处是能够优化工艺顺序，以便使成品部件中具有完好的残余应力状态。许多热处理过程可以缓解或消除零件的应力，如果在高应力操作之前可以进行热处理，则可能更好地减少或消除部件中的翘曲现象。 工件服役阶段，残余应力检测同样具有很高的价值。工件投入使用后，应力可能会有所消退。在日常维护期间，对高负载应力的零件进行检测，可以有效评估零件寿命，进行失效评估，长此以往，可以根据应力自然值判断是否需要维修或更换零件。 意大利GNR公司是一家老牌欧洲光谱仪生产商，其X射线产品线诞生于1966年，经过半个多世纪的技术开发和研究，能够为各种应用开发分析程序，提供相应的实验室设备，并通过其售后网络在全球范围内提供咨询和客户支持。 STRESS-X残余应力分析仪的设计旨在为实验室和现场使用的制造过程中的质量保证和质量控制实践提供快速、可靠的解决方案。 它易于使用，但同时又能够满足大多数客户的苛刻要求。其优点包括： 紧凑而强大的机器人 STRESS-X残余应力使用机械臂进行测量点选择并执行所需的扫描：精度为10μm，可提供出色的结果。 检测器特性 STRESS-X仪器中提供的检测器适用于多种X射线辐射。灵敏的区域和荧光抑制，无需维护。 可调探测器距离 可提高测量分辨率，这对于测量低应力值的样品（例如，焊接外壳）是特别需要的。 激光性能 激光精度小于2μm，测量范围为150±40mm。 激光对焦 可以对焦样品，避免样品与测量系统之间发生碰撞（例如，可以在不切割样品的情况下分析齿轮齿根）。 优点是不仅可以在最短的时间内完成仪器距离校准，而且无需进行任何准备就可以测量具有复杂几何形状的样品。 自动准直仪距离校准 激光自动执行对准程序，不需要校准。 软件 这是一种非常易于使用的解决方案，适用于经典的单{hkl}、单向和多向残余应力分析，符合UNI EN 15305。 简单直观的用户界面可通过所有相关数据的完整图形快速评估不同的方法并获得所需的结果。 STRESS-X残余应力分析仪能够对任何尺寸和形状的样品进行无损分析残余应力检测，这要归功于其衍射单元安装在6轴机械臂上。STRESS-X单元包括通过X射线衍射进行残余应力或残余奥氏体测量所需的所有条件。 在标准版本中，机械臂和相关附件安装在坚固的钢制手推车上，该手推车装有所有控制电子设备，用于管冷却的水冷却器和个人计算机等。STRESS-X可以在距机械臂中心895 mm的距离下测量位于平台上的样品或将机械臂移出平台来检测大型样品。
残余应力的检测方法主要有两种：无损的物理检测方法和有损的应力释放法。其中，X射线残余应力检测方法是常用的无损法，盲孔法应力检测是有损法。 相对来说X射线法检测残余应力较为准确，是无损法宏观残余应力检测常用的检测方法。它是一种间接检测应力的方式，通过检测衍射角2θ相对于晶面方位角ψ角变化率来检测表层微小区域的应力。由此可以看出，X射线方法检测的是工件弹性应力应变，并不是塑性应力应变，塑性变形不会改变晶格间距，不会发生衍射角度的变化。 在理想多晶体中，同族晶面的面间距d是相等的，无论X射线从什么角度入射，无论晶面方位角ψ角为何值，衍射角2θ都是不变的。在拉应力状态，晶面方位角ψ越大，晶面间距也越大，相应的衍射角2θ越小；同理，在压应力状态，晶面方位角ψ越大，晶面间距变小，衍射角2θ则越大；衍射角2θ随方位角变化的快慢程度，直接反应出应力值的大小。 应力测定的衍射几何方式有两种： 同倾法是在衍射仪上进行常规对称衍射，入射线与计数管轴线对称分布在试样表面法线两侧，此时晶面方位角ψ角为零；从晶面方位角ψ角=0的位置，另试样轴转过一个角度，对选定的衍射峰进行定峰和扫描，一般晶面方位角ψ角取值3-4个。 意大利GNR公司是一家老牌欧洲光谱仪生产商，其X射线产品线诞生于1966年，经过半个多世纪的技术开发和研究，该产品线已经拥有众多型号满足多个行业的分析需求。 STRESS-X残余应力分析仪能够对任何尺寸和形状的样品进行无损分析残余应力检测，这要归功于其衍射单元安装在6轴机械臂上。STRESS-X单元包括通过X射线衍射进行残余应力或残余奥氏体测量所需的所有条件。 在标准版本中，机械臂和相关附件安装在坚固的钢制手推车上，该手推车装有所有控制电子设备，用于管冷却的水冷却器和个人计算机等。STRESS-X可以在距机械臂中心895 mm的距离下测量位于平台上的样品或将机械臂移出平台来检测大型样品。 STRESS-X残余应力分析仪的设计旨在为实验室和现场使用的制造过程中的质量保证和质量控制实践提供快速、可靠的解决方案。 它易于使用，同时又能够满足大多数客户的苛刻要求。
镍基高温合金是指在650～1000℃高温下有较高的强度与一定的抗氧化腐蚀能力等综合性能的一类合金。按照主要性能又细分为镍基耐热合金、镍基耐蚀合金、镍基耐磨合金、镍基精密合金与镍基形状记忆合金等。因其耐高温耐腐蚀的特点，被广泛应用于航空航天领域。 本文采用意大利GNR公司的EDGE残余应力分析仪对镍基高温合金进行测试，显示其表面应力分布较为均匀。
WC-11Co为含钴量11%的碳化钨，是一种硬质合金，具有硬度高（86～93HRA，相当于69～81HRC）、热硬性好（可达900～1000℃，保持60HRC）、耐磨性强等特点。用WC-11Co制造的硬质合金刀具比高速钢切削速度快4～7倍，寿命高5～80倍。对于WC-11Co制造的模具、量具，其寿命更是比合金工具钢提高20～150倍，可用来切削50HRC左右的硬质材料。研究WC-11Co表面的残余应力，对材料的加工和生产具有良好的指导作用。 本文采用意大利GNR公司的残余应力分析仪对WC-11Co进行测试，显示其表面应力分布较为均匀。
