[发明专利]一种α+β型钛合金的X射线残余应力测算方法

权利要求书

1.一种α+β型钛合金的X射线残余应力测算方法，其特征在于，包括如下步骤：

制备α+β型钛合金金相试样，该α+β型钛合金金相试样为宏观均匀的线弹性材料，采用扫描电子显微镜-电子背散射花样技术分别确定所制备的α+β型钛合金金相试样中α相的体积分数α％以及β相的体积分数β％，同时满足α％+β％＝100％；其中制备α+β型钛合金金相试样所选取材料与待测的α+β型钛合金构件为同一批次坯料；

将α+β型钛合金构件放置在X射线应力仪测量台上，并调节至X射线应力仪的焦点位置；

选用X射线应力仪配备的V靶，设定X射线衍射探测的中心角度为140°、探测角度范围为137°至143°、衍射晶面hkl参数为(103)或选用X射线应力仪配备的Cu靶，设定X射线衍射探测的中心角度为140°、探测角度范围为137°至143°、衍射晶面hkl参数为(213)，基于X射线衍射sin²ψ法测量获得α相的残余应力σ_α和误差Δσ_α；

选用X射线应力仪配备的V靶，设定X射线衍射探测的中心角度为136°，探测角度范围为133°至139°，衍射晶面hkl参数为(211)，基于X射线衍射sin²ψ法测量获得β相的残余应力σ_β和误差Δσ_β；

通过下式计算α+β型钛合金构件测量点处的残余应力值σ_m：

σ_m＝σ_α×α％+σ_β×β％；

通过下式计算测量结果的误差Δσ_m：

Δσ_m＝Δσ_α×α％+Δσ_β×β％；

最终确定α+β型钛合金构件测量点处的残余应力值为σ_m±Δσ_m。

2.如权利要求1所述的一种α+β型钛合金的X射线残余应力测算方法，其特征在于，制备α+β型钛合金金相试样时，对试样进行嵌样、研磨和振动抛光，所制备试样的尺寸为5mm×5mm×3mm。

3.如权利要求1所述的一种α+β型钛合金的X射线残余应力测算方法，其特征在于，计算所述残余应力值σ_m的公式σ_m＝σ_α×α％+σ_β×β％的获取方法，包括如下步骤：

设σ_α和σ_β分别为用X射线衍射sin²ψ法测出的α+β型钛合金中的α相和β相的残余应力，σ_m为宏观应力；α％和β％分别为α相和β相的体积分数；相应地ε_α、ε_β和ε_m分别为α相和β相在应力释放时发生的应变和系统整体应变；E_α和E_β分别为α相和β相的弹性模量，E为宏观弹性模量；

对于宏观均匀的线弹性材料，残余应力释放时，α相和β相发生的应变相同，都等于总应变，即：

ε_m＝ε_α＝ε_β 1)

宏观弹性模量：

E＝E_α×α％+E_β×β％ 2)

结合公式1)和2)有：

由于残余应力是一种弹性力，服从广义胡克定律，将公式3)经过整理可得：

σ_m＝σ_α×α％+σ_β×β％。