X-350A型X射线应力仪测定仪

本仪器依据中华人民共和国标准 GB7704--87《X射线应力测定方法》，能够在短时间内无损地测定材料表面指定点、指定方向的残余应力（用“ + ”、“ － ”号分别表示拉、压应力）, 并具备测定主应力大小和方向的功能。在构件承载的情况下测得的是残余应力与载荷应力之代数和,即实际存在的应力。适用于各种金属材料经过各种工艺过程（如铸造、锻压、焊接、磨削、车削、喷丸、热处理及各种表面热处理）制成的构件。本系统因功能齐全而适于实验室的试验研究工作，又因轻便灵活而适于现场测量。

X射线应力测定仪属X射线衍射分析仪器，主要用于测定金属构件的残余应力，而残余应力是关乎机械构件和工程的质量、寿命和安全的重要因素，因而该仪器在机械制造、水利水电、热电核电、航空航天、军工、核工业、石油化工、冶金、铁路、交通等等行业，以及高等院校、科研单位，日益受到高度重视。其次本仪器还可测定钢中残余奥氏体含量，而残奥含量会影响材料的疲劳强度和变形趋势,所以在机械制造中亦普遍受到关注。近年来特别是轴承、齿轮、弹簧、轧辊等等制造行业，已把残余应力、残奥含量测定当成质量控制的必需手段。
该产品近年来的用户包括：
北京航空材料研究院
上海交通大学
武汉理工大学
贵州黎阳航空发动机公司
上海航海仪器总厂
新大洲摩托车公司
湖南省电力试验研究所
武钢轧辊公司
武钢技术中心
北京北方车辆集团
浙江万向集团技术中心
一汽集团辽阳汽车弹簧厂
秦皇岛燕山大学
北京林业大学
北京首钢冶金研究院
瓦房店轴承集团有责任公司
哈尔滨汽轮机厂有限公司
马鞍山钢铁集团技术中心
上海东华大学
上海宝钢工业检测公司
上海材料研究所
华南理工大学
洛阳轴承研究所

清华大学
水利部金属结构质检中心
太钢机械修造厂
浙江天马轴承公司
上海大学
中国农机研究院
宝钢集团常州轧辊公司
浙江共昌轧辊公司
韶关宏大齿轮公司
海南大学
福建龙溪轴承公司
武钢轧辊公司（第二台）
杭州兴发弹簧公司
唐山国丰轧辊公司
句容华阳管件公司
北京理工大学
……

等等知名企业、科研院所和大学。
2002年12月10日，在武汉通过了由河北省科学技术厅组织的鉴定。鉴定委员会由出席第12届全国残余应力学术交流会的9名专家组成。该仪器的独创性和先进性在于以θ-θ扫描Ψ测角仪为主要特征，实现理想的测量方法，同时具备结构简洁轻便灵活的特点，既适于实验研究工作，又适于大型工件的现场测试。整机采用PC微电脑控制，Windows环境，界面友好，操作方便。专家们一致认为，该产品与国外同类先进仪器相比，虽然未采用先进的固态线阵探测器，但就其功能和实用性而言，达到了国际先进水平。
鉴定结论中还指出，残余应力测试在各种机械零（构）件和机械工程的质量控制、寿命评估、安全考核方面有着重要作用；特别是加入世贸组织以来，为了与国际接轨，在很多行业已成必需的检验和控制手段。因此，X射线应力测定仪的推广应用，必将带来巨大的经济效益和社会效益。有鉴于此，建议将该仪器投入批量生产。
现场测试 从1986年到现在，我所主要人员先后参加过十余次大型工件的现场残余应力测试工作和一些实验研究。现列举如下工作以资参考：
1986年在北京良乡电力修造厂测试大型发电机转子的应力。
同年在郑州机械研究所测试海上石油平台管接头的焊接残余应力，配合管接头疲劳强度研究。
1987年在太原重型机器厂测试进口和该厂生产的大型挖掘机斗杆的焊接残余应力，研究如何提高斗杆的使用寿命。
1990年在山西永济铁道部电机工厂测试电机外壳的焊接残余应力。
1991年在昆明钢厂测试转炉托圈的焊接残余应力和振动时效后的残余应力，寻求延长托圈使用寿命的途径。
1992年与富拉尔基一重设计院的有关同志合作在本溪二炼钢大车间里测试转炉托圈的焊接残余应力和局部加热保温退火后的残余应力。
同年在大连理工大学测试核工业设备不锈钢床身振动时效前后的残余应力。
同年协助内蒙电力试验研究所测试高压包下降管管口补焊残余应力,并研究焊接工艺及焊后处理方法。
同年又到山西长治航天部清华机械厂测试发射架及底座振动时效前后的残余应力。他们的这项工作后来在1996、1997年又作为生产的重要环节一再开展，并聘请我所所长为技术顾问，指导现场测试。
1993年春，宁波北仑港发电厂发生爆炸，我们应邀参予事故分析，在60米高处测定高压汽包的残余应力，为事故分析和事故发生后现存设备的安全分析提供重要数据。
1995年到北京十三岭水库抽水蓄能电站施工现场隧洞里测试大型钢管的焊接残余应力。
所有以上测试工作都取得了可靠的、有价值的结果，达到委托单位以及上一级设计院的满意，并由此获得了信誉。
1998年，应四川二滩水电开发公司约请，三度携带仪器到水电站现场测试4号、5号转轮的焊接残余应力。发电设备系加拿大GE公司产品，6号和5号转轮在现场拼焊之后分别发生变形和开裂问题。我们的测试结果和分析报告受到业主和加拿大GE公司的重视，在改进焊接及热处理工艺、保证工程质量方面起到重要作用。这项任务由浙江大学和我所联合承担，测试仪器由我所提供，测试工作主要由我方负责。这项工作为二滩水电站水轮发电机组正常安全运行作出了贡献。
1998年12月，协助海南新大洲摩托车公司，从应力测试的角度，研究摩托车前插钢管的喷丸强化工艺，从而解决了有关的产品质量问题。
2001年4、5月，应云南大朝山水电有限责任公司的约请，携带仪器到水电站现场测试水轮机转轮的焊接残余应力。测试结果和分析报告受到业主和生产厂家的高度重视，在保证工程质量方面起到重要作用。
1999年至2000年，协助邢台冶金轧辊集团测试轧辊表面残余应力和残余奥氏体含量，为该公司控制轧辊产品质量提供关键数据。
2001年4月至8月，协助洛阳轴承研究所测试国内各主要厂家轴承套圈和钢球表面残余应力、残余应力沿层深分布曲线，以及零件的残余奥氏体含量，为轴承零件的强化工艺研究和产品质量控制提供关键数据。
2001年11月至12月，应瓦房店轴承有限公司约请，携带X-350A型X射线应力测定仪到该厂，测定大、中型轴承套圈的残余应力和残余奥氏体含量，以满足采购方GE公司的技术要求。测试设备及测试结果得到GE公司的好评。
2002年10月应邀到四川江油发电厂测定高压转子推力盘残余应力。测试部位指定在推力盘与大轴相交处的凹槽内。测试结果对该厂法国进口发电设备曾经发生的断裂事故的分析提供重要依据。
2003年4月，应邀到贵州引子渡水电站测定高压钢管岔管焊接残余应力。
2003年9月，协助水利部水工金属结构质检中心研究焊接工艺与焊接残余应力。
003年10月，应邀再次到四川江油发电厂测定高压转子残余应力。该转子为法国进口另一套发电设备的核心部分，两年以前曾发生断裂事故，厂家以焊接方式予以修复，现在藉大修的机会，检测焊接残余应力，作为评价其使用安全性和寿命的依据之一。
2003年11月，协助某航空发动机厂测定喷丸零件残余应力沿层深分布，研究喷丸强化工艺。
2004年至2005年应邀到上海宝钢测定宽厚半轧机牌坊应力状态。
2005年4月至5月协助北京航空材料研究院完成某航空发动机厂叶片喷丸强化工艺研究。
2005年4月应约测定东阿钢球各种工艺过程之后乃至成品钢球的表面残余应力和残余奥氏体含量，以及它们沿层深的分布，为钢球强化工艺研究和质量控制提供依据。
2005年8月应中国重汽研究中心委托测试某名牌重型汽车钢板弹簧残余应力沿层深分布，以便研究强化工艺。
2005年8月测定超声冲击试件残余应力沿层深分布，研究超声冲击消除有害应力和强化的效果。
2005年9月协助武汉理工大学到南京金陵造船厂测定船舱角焊缝残余应力。 
2006年5月协助宝钢测定轧辊表面残余应力和残余奥氏体含量。
2007、2008、2009年多次承担北京航空材料研究院、中科院金属研究所等单位研究课题中的残余应力测试和分析工作。
2008、2009年多次承担贵州新艺机械厂单晶叶片的晶体取向分析课题。
……

测量方法：侧倾固定ψ法，摆动法，残奥测定，织构测定。
定峰方法：交相关法，半高宽法，抛物线法，重心法。
２θ扫描范围：侧倾固定ψ法120°～170°；
侧倾固定ψ法45°～170°（备选）；
同倾固定ψ法1４0°～170°（备选）
２θ扫描zei小步距：0.01°
２θ扫描每步计数时间：0.1S～20S
ψ角范围：0°～ 65°
ψ角摆动角度：0°～±6°
X射线管电压：15～30kV,可调
X射线管电流：3～10mA,可调
X射线管靶材：Cr, Co, Cu, 其中Cr靶为常备，其余供选购。
衍射几何：聚焦法
准直管直径：提供产生直径分别为Ø1、Ø 1.5、Ø 3、Ø 4.5、Ø 6mm X光斑的准直管。
测角仪重量：10 kg
zei简装置总重量：45 kg
供电要求：AC 220V±10%，1000W，50Hz

X射线应力测定方法分为同倾法和侧倾法, 侧倾法比同倾法具有无可比拟的优越性；从另一角度分类又分为固定ψ0法和固定ψ法，后者又因原理准确实用效果好而优于前者。更具魅力的是将此二优结合起来，即在侧倾的条件下实施固定ψ法便会产生喜人的新特点──吸收因子恒等于1。这就是说，不论衍射峰是否漫散，它的背底都不会倾斜，峰形基本对称，而且在无织构的情况下峰形及强度不随ψ角的改变而变化。显然这个特点对提高测量精度是十分有利的。所以行家们都知道，侧倾固定ψ法是zei理想的测量方法 。然而，迄今国内外尚无以侧倾固定ψ法为主的应力测定仪。所以在我国X射线应力测定领域里普遍采用的都是同倾固定ψ 0法。对于使用多功能仪器者来说，虽然在必要时可以实现固定ψ法和侧倾法，但是由于仪器机构和功能的限制，总会伴随诸多困难和麻烦，更难应用于现场测量。新型 X-350A X射线应力测定仪便是在这种情况下应运而生的。本仪器以其独创性和先进性获得国家专利(ZL 专利号：98244375.7)。

１、 本仪器的测角仪以其独特的构思和巧妙的设计，使得在2θ平面上的X光管和探测器同时等速相对而行,严格满足固定ψ法的几何要素；另外，又使2θ平面与ψ平面相互独立。这样便保证了本系统以侧倾固定ψ法为主，实现理想的测量方法(必要时还可以转为同倾固定ψ法，如下述)；同时保持结构简洁灵活轻便的特点。2θ扫描范围：120°～170°，在侧倾法的条件下，测定应力既可利用高衍射角又可利用较低衍射角.这样,除适用于铁素体型钢和铸铁材料之外，还为奥氏体不锈钢、铝合金、钛合金、铜合金以及高温合金、硬质合金等材料的应力测定带来方便并可提高测量精度。侧倾固定Ψ法另一特点是对于各种形状的零部件有更好的适应性，特别是对于齿轮的齿根部位。

２、 备选的X-350AL型同倾非对称测角仪，2θ扫描范围：140°～170°。采用这种机构有利于解决类似直角焊缝部位的测试问题。

３、 本仪器θ-θ扫描Ψ测角仪的衍射几何 为聚焦法。如由图所示。在 X 射线管和 X 射线探测器以θ-θ方式沿测角仪圆扫描过程中，X 光源点、试样上被照射点和探测器接受点，三者随时同处在一个聚焦圆上，当然，随着扫描过程，聚焦圆的大小是逐步变化的。

４、 测定残余奥氏体含量更为便当。本仪器2θ扫描范围120°～170°， 一次扫描可以得到αFe(211) 、γFe(220)两个完整的衍射峰，无需另外安装延长扫描范围的附件，测试更加方便、快捷、准确。而且可以针对同一测试点取不同的Φ角、角进行测定，以便探测织构的影响。必要时，可以做到残奥含量和残余应力同时测定，亦即一次测量得到残奥含量和残余应力两项数据。这些都是本仪器独有的功能，对于各种实体工件具有极其可贵的实用价值。

５、 支架与测角仪之间可以装备针对同一测试点转Φ角的连接机构，这样即可测定主应力的大小及其方向。

６、 应用PC微电脑，Windows 环境操作，界面友好，使用方便。提供侧倾、同倾固定ψ法、摆动法应力测定以主应力计算、残奥测定等专用软件，丰富而实用。自动生成专业而翔实的实验报告；根据用户要求，还可以生成英文版实验报告。

７、 引入交相关法进行数据处理,显著提高定峰和应力测量精度。

８、 为X光管配置高压开关电源，zei大功率30KV×10mA，稳定度优于0.1% 。

９、 采用微型激光器校准测试点的位置与方向。

本仪器主机由以下五部分组成：PC微机、主机箱、高压油箱、测角仪及台式支架。
PC 微机的zei低配置应能支持Windows98/2000/me/xp。
主机箱内有高压电源控制系统、接口线路和单片机系统、步进电机驱动器、计数放大器，以及1500V、24V、5V电源。
高压油箱输出15kV～30kV电压，通过高压电揽供给测角仪上的 X 射线管。
测角仪是测量执行机构。仪器的核心部件 X 射线管和 X 射线探测器就装在测角仪上。
本仪器的测角仪为θ-θ扫描Ψ测角仪。这是本研究所的专利技术。
X 射线管和 X 射线探测器同步等量相背扫描，二者各前进一个 θ，则衍射角改变 2θ，故名θ-θ扫描。在整个扫描过程中，衍射晶面法线保持不动，准确体现固定Ψ法的几何要求。
将上述θ-θ扫描平面设置在与Ψ平面相垂直的位置上，衍射晶面法线含于θ-θ扫描平面之中，且处在与试样表面垂直的平面里。这样，可以直观地看出，当θ-θ扫描平面沿着Ψ导轨转动时，该平面与试样表面之夹角就是Ψ角——衍射晶面与试样表面法线之夹角。这正是侧倾法的几何布置。所谓Ψ 测角仪，其实质即在于此。
测角仪上采用了圆弧滚动导轨、谐波齿轮等先进机械元件，运动精密而流畅。
本仪器的测角仪有三种型式：
1、X-350A型θ-θ扫描Ψ测角仪，2θ扫描范围120°～170°；
2、X-350A45170型θ-θ扫描Ψ测角仪 2θ扫描范围45°～170°；
3、X-350AL型同倾非对称测角仪。
台式支架用于支承测角仪。它包含 X、Y、Z 三个平移机构，均采用直线滚动导轨。底座和加长脚上装有螺栓支脚。调整螺栓支脚可以保证测角仪的主轴线与测试点法线重合。调整 Z 向平移机构可以校准测角仪至测试点的距离。调整 X、Y 平移机构则是为了对准选定的测试点，便于连续测定应力在工件表面各点的分布。螺栓支脚下端的球头用于连接电控永磁吸盘。立柱可以旋转360°，在采用了吸盘之后，旋转立柱可以扩大测试范围。

主要附件：

立式测量架
电解抛光机
电控永磁吸盘
热交换器
X射线防护罩
铸铁平板
工作台
试样夹具

X-350A型X射线应力仪测定仪信息由爱斯特应力技术有限公司为您提供，如您想了解更多关于X-350A型X射线应力仪测定仪报价、型号、参数等信息，欢迎来电或留言咨询。

注：该产品未在中华人民共和国食品药品监督管理部门申请医疗器械注册和备案，不可用于临床诊断或治疗等相关用途