晶体残余应力检测 残余应力检测中心 服务机构

晶体残余应力检测 残余应力检测机构

残余应力是当物体没有外部因素作用时，在物体内部保持平衡而存在的应力。

凡是没有外部作用，物体内部保持自相平衡的应力，称为物体的固有应力，或称为初应力，亦称为内应力。

残余应力分析仪

其原理是基于着名的布拉格方程2dsinθ=nλ :即一定波长的X射线照射到晶体材料上，相邻两个原子面衍射时的X射线光程差正好是波长的整数倍。通过测量衍射角变化Δθ从而得到晶格间距变化Δd，根据胡克定律和弹性力学原理，计算出材料的残余应力。

残余应力分析仪
残余应力分析仪
应力方程

根据弹性力学理论, 在宏观各向同性晶体材料上角度φ和ψ(见图1)方向的应变可以用如下方程表述:

应力方程
应力方程
(图1)

正应力和剪切应力

应力分量σφ和τφ为方向Sφ上正应力和剪切应力:

应力方程
应力方程
含剪切应力的应力方程和曲线

如果在垂直于试样表面上的平面上有剪应力存在(τ13≠0和/或τ23≠0)，则εφψ与sin2ψ的函数关系是一个椭圆曲线，在ψ> 0和ψ<0是图形显示为"ψ分叉"(见图3)。如果σ33不等于零, 则sin2ψ斜率与σφ-σ33成正比。在这种情况下，方程(4a)变为:

应力方程
应力方程
(图3)

折叠编辑本段测量方法
1.盲孔法残余应力测量

盲孔法残余应力测量
盲孔法残余应力测量

它的原理是在平衡状态下的原始应力场上钻孔 ，以去除一部分具有应力的金属，而使圆 孔附近部分金属内的应力得到松弛，钻孔破坏了原来的应力平衡状态而使应力重新分布，并呈现新 的应力平衡，从而使圆孔附近的金属发生位移或应变，通过高灵敏度的应变仪，测量钻孔后的应变 量，就可以计算原应力场的应力值。

残余应力检测仪主要采用盲孔法进行各种材料和结构的残余应力分析和研究，还可作为在静力强度研究中测量结构及材料任意点变形的应力分析仪器。如果配用相应的传感器，也可以测量力、压力、扭矩、位移和温度等物理量。它以计算机为*微处理机，采用高精度测量放大器、数据采集和处理器，测量中*调零，可直接测出残余应力值的大小及方向，实现了残余应力测量的自动化。

2.磁测法残余应力测量

磁测法残余应力检测法主要是通过磁测法来测定铁磁材料在内应力的作用下磁导率发生的变化确定残余应力的大小和方向。众所周知，铁磁材料具有磁畴结构，其磁化方向为易磁化轴向方向，同时具有磁致伸缩性效应，且磁致伸缩系数是各向异性的，在磁场作用下，应力产生磁各向异性。磁导率作为张量与应力张量相似。通过精密传感器和高精度的测量电路，将磁导率变化转变为电信号，输出电流(或电压)值来反映应力值的变化，并通过装有特定残余应力计算机软件的计算机计算，得出残余应力的大小、方向和应力的变化趋势。

3.X射线衍射法残余应力测量

在各种无损测定残余应力的方法之中，X射线衍射法被公认为较可靠和较实用的。它原理成熟，方法完善，经历了七十余年的进程，在国内外广泛应用于机械工程和材料科学，**了卓着成果。

X-射线应力测定仪是一种简化和实用化的X射线衍射装置，因而它还有一项附加的功能──测定钢中残余奥氏体含量。由于它适用于各种实体工件，而且能够针对同一点以不同的φ角、Ψ角进行测试,以探测织构的影响，这项功能便具备了重要而*特的用途。

 广东省工业分析检测中心是我国从事金属材料、冶金产品、化工产品、再生资源质量检测、欧盟环保（RoHS）指令的有害物质检测、金属材料综合利用检测与咨询、评价以及分析测试技术研究的专业机构。

    中心始建于1971 年，先后隶属于广州有色金属研究院、广东省工业技术研究院（广州有色金属研究院），2015年12月经广东省机构编制**批准成为广东省科学院属下的独立二级事业法人单位。

    1988 年经原国家进出口商品检验局考核，认可为“钢材及有色金属商检实验室”，是我国**批被认可的从事进出口商品检验的社会实验室。

    1988 年通过国家和省级计量认证，被确认为法定的产品质量监督检验机构，授权为“中国有色金属工业华南产品质量监督检验中心”和“广东省质量监督有色金属产品检验站”。

    1989 年经广东省科委批准为“广东省科技成果鉴定检验监督机构”。

    1994 年通过中国实验室国家认可**认可，是我国**批公布的60个获得国家认可和**互认的实验室之一。

    1996 年被中国方圆标志认证**确认为认证产品检验实验室。

    2006 年12月在广东省科技厅的支持下建立起“广东省金属材料综合利用检测与评价中心”。

    2008 年由中国质量认证中心确认为认证产品检验实验室。

    2010 年10 月25 日由中国工业和信息化部批准成立“工业（有色金属及再生有色金属）产品质量控制和技术评价实验室”，2012 年4 月6 日获授牌。

    2012 年被中国质量管理协会和全国用户**授予“全国用户满意服务”称号。多次被评为执行“商检法”和“质量法”的**单位。

    2015 年7月6 日，“国家矿物及再生金属材料质量监督检验中心” 获得中国国家认证认可监督管理**的批复和授权。

人才队伍 

    中心现有高、中、初级专业技术和管理人员约100余人，其中教授有16人，**工程师27人，硕博士30多人，具有中级职称以上科技人员占80%。

中心仪器设备

    电子探针、透射电镜、X-射线衍射仪、X-射线荧光光谱仪、等离子质谱仪、等离子**光谱仪、离子色谱仪、原子吸收光谱仪、大型光栅光谱仪、紫外可见分光光度计、氮氧测定仪、碳硫测定仪、光电直读光谱仪、扫描电镜、粒度分析仪、**拉力试验机、疲劳试验机、摩擦磨损试验机、硬度计等300余台套，总资产约3800余万元。实验室面积约4000平方米。 

主要成果 

    中心近十年来获得省部级科技进步奖20项。累计申请专利15件，其中授权发明**5件、授权实用新型**2件。承担国家、省级各类项目50余项，主持和参与国家、行业标准200余项，发表专着5部，发表论文300余篇。