X射線衍射法（XRD）可以檢測(cè)鑄件的殘余應(yīng)力?，且是目前工程領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的無損檢測(cè)方法之一。其適用性及關(guān)鍵要點(diǎn)如下：

一、技術(shù)原理與適用性

1. ?基本原理?
   殘余應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致鑄件內(nèi)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(shí)，發(fā)生衍射現(xiàn)象，通過測(cè)量不同方位角的衍射峰位移（衍射角2θ變化），結(jié)合布拉格定律（2d sinθ = nλ）和彈性力學(xué)公式，可計(jì)算出殘余應(yīng)力的大小和方向?。

2. ?對(duì)鑄件的適用性?

• 若鑄件晶粒?粗大?（＞100 μm）、存在?強(qiáng)織構(gòu)?（晶粒取向集中）或?多相結(jié)構(gòu)?（如鑄鐵中的石墨相），可能導(dǎo)致衍射峰重疊或強(qiáng)度過低，影響精度?24。

• 僅能檢測(cè)?表層應(yīng)力?（穿透深度約 ?10–30 μm?），深層應(yīng)力需結(jié)合電解拋光逐層剝離?。

• 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(nèi)?。

• 材料需具備?足夠結(jié)晶度?，能產(chǎn)生清晰的衍射峰。

• 表面曲率不宜過大（測(cè)試點(diǎn)區(qū)域宜為平面或大曲率曲面）?。

• ? ?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(nèi)?。

• 材料需具備?足夠結(jié)晶度?，能產(chǎn)生清晰的衍射峰。

• 表面曲率不宜過大（測(cè)試點(diǎn)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(qiáng)織構(gòu)?（晶粒取向集中）或?多相結(jié)構(gòu)?（如鑄鐵中的石墨相），可能導(dǎo)致衍射峰重疊或強(qiáng)度過低，影響精度?24。

• 僅能檢測(cè)?表層應(yīng)力?（穿透深度約 ?10–30 μm?），深層應(yīng)力需結(jié)合電解拋光逐層剝離?。

 二、檢測(cè)過程中的關(guān)鍵考量

1. ?試樣預(yù)處理要求?

• 表面需清潔無涂層，若有防護(hù)層（如油漆），需通過?電解拋光?去除，避免機(jī)械處理引入附加應(yīng)力?。

• 測(cè)試點(diǎn)需平整，曲面區(qū)域需調(diào)整X射線光斑尺寸以適應(yīng)曲率?。

2. ?參數(shù)設(shè)置與精度控制?

• 需已知材料參數(shù)：?晶體結(jié)構(gòu)、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(cè)傾法）進(jìn)行多角度測(cè)量，設(shè)備需滿足 ?ASTM E915?、?GB/T 7704-2017? 等標(biāo)準(zhǔn)精度要求（如重復(fù)性誤差＜±7 MPa）?。

三、實(shí)際應(yīng)用中的注意事項(xiàng)

1. ?結(jié)果準(zhǔn)確性影響因素?

• ?應(yīng)力梯度?：表層存在劇烈應(yīng)力變化時(shí)，需多點(diǎn)測(cè)量取均值?。

• ?織構(gòu)干擾?：若各ψ角衍射峰強(qiáng)度比＞3，表明織構(gòu)較強(qiáng)，需校正算法?。

• ?設(shè)備校準(zhǔn)?：儀器需定期校驗(yàn)ψ角旋轉(zhuǎn)中心偏差（＜±5%）?。

2. ?工程案例參考?

• 已成功用于?航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片?（鈦合金鑄件）、?齒輪齒根?等復(fù)雜構(gòu)件的殘余應(yīng)力檢測(cè)，通過冷膨脹工藝引入壓應(yīng)力的效果評(píng)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(fēng)險(xiǎn)?。

 四、結(jié)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(yīng)力檢測(cè)?，尤其在航空航天、汽車制造領(lǐng)域技術(shù)成熟。若您的鑄件符合以下條件可優(yōu)先選擇：

• 晶粒細(xì)小均勻（無粗晶或強(qiáng)織構(gòu)）；

• 需無損、高精度（±10 MPa）的表層應(yīng)力分析；

• 具備標(biāo)準(zhǔn)試樣預(yù)處理?xiàng)l件。

對(duì)于深層應(yīng)力或粗晶鑄件，建議結(jié)合?中子衍射法?（穿透深度高）或?盲孔法?（有損）作為補(bǔ)充?。