X射線衍射法（XRD）可以檢測鑄件的殘余應力，且是目前工程領域應用最廣泛的無損檢測方法之一。其適用性及關鍵要點如下：
一、技術原理與適用性
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基本原理
殘余應力會導致鑄件內部晶格發(fā)生畸變，改變晶面間距（d值）。X射線照射到材料表面時，發(fā)生衍射現(xiàn)象，通過測量不同方位角的衍射峰位移（衍射角2θ變化），結合布拉格定律（2d sinθ = nλ）和彈性力學公式，可計算出殘余應力的大小和方向。
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對鑄件的適用性
- ? 適用條件：
- 鑄件需為多晶材料（如金屬鑄件），且晶粒尺寸宜在 10–100 μm 范圍內。
- 材料需具備足夠結晶度，能產(chǎn)生清晰的衍射峰。
- 表面曲率不宜過大（測試點區(qū)域宜為平面或大曲率曲面）。
- ?? 局限性：
- 若鑄件晶粒粗大（＞100 μm）、存在強織構（晶粒取向集中）或多相結構（如鑄鐵中的石墨相），可能導致衍射峰重疊或強度過低，影響精度24。
- 僅能檢測表層應力（穿透深度約 10–30 μm），深層應力需結合電解拋光逐層剝離。
二、檢測過程中的關鍵考量
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試樣預處理要求
- 表面需清潔無涂層，若有防護層（如油漆），需通過電解拋光去除，避免機械處理引入附加應力。
- 測試點需平整，曲面區(qū)域需調整X射線光斑尺寸以適應曲率。
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參數(shù)設置與精度控制
- 需已知材料參數(shù)：晶體結構、衍射晶面指數(shù)、X射線彈性常數(shù)等。
- 采用 sin²ψ法（同傾法或側傾法）進行多角度測量，設備需滿足 ASTM E915、GB/T 7704-2017 等標準精度要求（如重復性誤差＜±7 MPa）。
三、實際應用中的注意事項
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結果準確性影響因素
- 應力梯度：表層存在劇烈應力變化時，需多點測量取均值。
- 織構干擾：若各ψ角衍射峰強度比＞3，表明織構較強，需校正算法。
- 設備校準：儀器需定期校驗ψ角旋轉中心偏差（＜±5%）。
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工程案例參考
- 已成功用于航空發(fā)動機葉片（鈦合金鑄件）、齒輪齒根等復雜構件的殘余應力檢測，通過冷膨脹工藝引入壓應力的效果評估。
- 在汽車鑄件（如曲軸、輪轂）中，用于優(yōu)化熱處理工藝，減少變形風險。
四、結論與建議
X射線衍射法適用于大多數(shù)金屬鑄件的表層殘余應力檢測，尤其在航空航天、汽車制造領域技術成熟。若您的鑄件符合以下條件可優(yōu)先選擇：
- 晶粒細小均勻（無粗晶或強織構）；
- 需無損、高精度（±10 MPa級）的表層應力分析；
- 具備標準試樣預處理條件。
對于深層應力或粗晶鑄件，建議結合中子衍射法（穿透深度高）或盲孔法（有損）作為補充。
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