X射線是表面殘余應(yīng)力測定技術(shù)中為數(shù)不多的無損檢測法之一，是根據(jù)材料或制品晶面間距的變化測定應(yīng)力的，至今仍然是研究得廣泛、深入、成熟的內(nèi)應(yīng)力測量方法，被廣泛的應(yīng)用于科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)的各領(lǐng)域。然而長期以來，大家使用的都是基于一維探測器的測量方法。2012年日本Pulstec公司開發(fā)出世界基于全二維探測器技術(shù)的新一代X射線殘余應(yīng)力分析儀——μ-X360s，將利用X射線研究殘余應(yīng)力的測量速度和精度推到了一個全新的高度，設(shè)備推出不久便得到業(yè)界的廣泛好評。
相較于傳統(tǒng)的X射線殘余應(yīng)力測定儀，新一代μ-X360s具有以下優(yōu)點：
更快：二維探測器一次性采集獲取完整德拜環(huán)，單角度一次入射即可完成測量，全過程平均約90秒。
更精確：一次測量可獲得500個數(shù)據(jù)點進行殘余應(yīng)力數(shù)據(jù)擬合，結(jié)果更精確。
更輕松：無需測角儀，單角度一次入射即可，復(fù)雜形狀和狹窄空間的測量不再困難。
更方便：測量精度高，無需冷卻水，野外工作無需外部供電。
更強大：具備區(qū)域應(yīng)力分布測量成像（Mapping）功能，晶粒大小、材料織構(gòu)、殘余奧氏體分析等功能。
應(yīng)用領(lǐng)域
1. 機械加工領(lǐng)域：測量機床、焊接、鑄造、鍛壓、裂紋等構(gòu)件的殘余應(yīng)力。
2. 冶金行業(yè)：測量熱壓、冷壓、煉鐵、煉鋼、煉鑄等工業(yè)生產(chǎn)構(gòu)件的殘余應(yīng)力。
3. 各種零配件制造：測量電站汽輪機制造、發(fā)動機制造、油缸、壓力容器、管道、陶瓷、裝配、螺栓、彈簧、齒輪、軸承、軋輥、曲軸、活塞銷、萬向節(jié)、機軸、葉片、刀具等工業(yè)產(chǎn)品的殘余應(yīng)力。
4. 表面改性處理：測量滲氮、滲碳、碳氮共滲、淬火、硬化處理、噴丸、振動沖擊、擠壓、滾壓、金剛石碾壓、切削、磨削、車（銑）、機械拋光、電拋光等工藝處理后構(gòu)件中的殘余應(yīng)力。
5. 民生基礎(chǔ)建設(shè)領(lǐng)域：
(1)海洋領(lǐng)域：測量船舶、海洋、石油、化工、起重、運輸、港口等領(lǐng)域設(shè)備和設(shè)施的殘余應(yīng)力
(2)能源領(lǐng)域：測量核工業(yè)、電力（水利水電、熱電核電）、水利工程、天然氣工程等領(lǐng)域的設(shè)備和設(shè)施的殘余應(yīng)力。
(3)基礎(chǔ)建設(shè)工程領(lǐng)域：測量挖掘、橋梁、汽車、鐵路、航空航天、交通、鋼結(jié)構(gòu)等工程領(lǐng)域所用材料、構(gòu)件及其它相關(guān)設(shè)備設(shè)施的殘余應(yīng)力。
6. 工領(lǐng)域：測量裝備、重型裝備等產(chǎn)品的殘余應(yīng)力。
測試原理概述 |
傳統(tǒng)的點/線探測器技術(shù) | 全二維面探測器技術(shù) |
——通過測量應(yīng)力引起的衍射角偏移，從而算出應(yīng)力大小。測量時需要多次（一般5-7次）改變X射線的入射角，并且調(diào)整一維探測器的位置找到相應(yīng)入射角的衍射角 | ——單角度一次入射后，利用二維探測器獲得完整德拜環(huán)。通過比較沒有應(yīng)力時的德拜環(huán)和有應(yīng)力狀態(tài)下的變形德拜環(huán)的差別來計算應(yīng)力下晶面間距的變化以及對應(yīng)的應(yīng)力 |
測試原理示意圖 |
基本參數(shù) |
基本參數(shù) | |
準直器尺寸 | 標配：直徑1mm 被照射面積直徑約2mm |
X射線管參數(shù) | 30KV 1mA |
X射線管所用靶材 | 標配：鉻靶（可選配其他） |
是否需要冷卻水 | 無需 |
是否需要測角儀 | 無需 |
X射線入射角度 | 單一入射角即可獲取全部數(shù)據(jù) |
所用探測器 | 二維探測器 |
直接測量參數(shù) | 殘余應(yīng)力 衍射峰的半峰高全寬 |
測量時間 | 約90秒鐘 |
電源參數(shù) | 150W功率 110-240V 50-60HZ |
可否戶外現(xiàn)場檢測 | 可以 便攜、可電池工作 |
X射線殘余應(yīng)力分析儀（日本Pulstec制造，型號為μ-x360s）主要參數(shù)表
應(yīng)用軟件 |
1. 二維探測器獲取完整德拜環(huán)，單角度入射，一次測量
2. 全自動軟件測量殘余應(yīng)力，半峰寬，殘余奧氏體等數(shù)據(jù)
3. 內(nèi)在定位標記和CCD相機方便樣品定位，操作極其簡單快捷
4. 快捷進入預(yù)設(shè)各種材料測量條件，一鍵執(zhí)行測量
額外選件 |
1. 殘留奧氏體分析
用于提供自動計算剩余奧氏體含量的軟件分析功能；增加該功能后系統(tǒng)軟件可以顯示在室溫下還沒有轉(zhuǎn)變的殘余奧氏體百分比含量
2. XY掃描控制臺
用于在平面內(nèi)X方向和Y方向精確的調(diào)節(jié)探測器位置，對樣品表面進行殘余應(yīng)力面掃描，每一個方向的量程是20cm，調(diào)節(jié)精度為1μm
3. 電解拋光裝置
用電解拋光的方法去除金屬的表面逐層獲得下面金屬的殘余應(yīng)力情況
4. 振蕩單元裝置
用于粗晶樣品殘余應(yīng)力測試
殘余應(yīng)力直接影響金屬制品的疲勞強度、抗應(yīng)力、腐蝕能力、尺寸穩(wěn)定性和使用壽命，因此在工業(yè)和軍事等部門受到普遍重視?；谌S探測器分析方法的新一代殘余應(yīng)力分析儀不僅精度更高，而且不再需要測角儀、不再需要多個入射角才能完成測量、不再需要冷水機、不再需要外接供電電源，因此將極大改善了復(fù)雜形狀部件檢測、狹窄空間檢測、野外工程現(xiàn)場檢測、大面積部件檢測等測量的難度，具有更廣泛的應(yīng)用。在實驗室內(nèi)，基于全二維探測器分析方法的新一代殘余應(yīng)力分析儀可以用來檢測焊接處疲勞，齒輪，圓棒，角焊縫，機軸狹窄區(qū)，彈簧等；在戶外工程中，它可以用來檢測管道焊縫，油罐焊縫，除掉外層水泥的建筑內(nèi)層，橋梁金屬，高速鐵軌等。
實驗室內(nèi)輕松勝任各種部件檢測
——快速、高精度、復(fù)雜形狀全面分析
戶外工程現(xiàn)場原位殘余應(yīng)力應(yīng)力檢測
——變得如此簡單
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· 設(shè)備體積小巧，可現(xiàn)場檢測龐大物體
· 現(xiàn)場無需測角儀，一個入射角完成全部測量，現(xiàn)場測量不再受空間限制
· 電池即可工作，野外檢測無需現(xiàn)場供電 |
· 可裝便攜箱，約10公斤，單手可攜帶
