[发明专利]一种快速测定镍基单晶高温合金内应力的方法

摘要

本发明公开了一种快速测定镍基单晶高温合金内应力的方法，属于材料性能测试技术领域。所述方法，首先选取晶面族，转动待测样品，记录此晶面族所有发生衍射的位置及所对应的晶面的密勒指数；对极图上每一衍射位置的周围进行θ‑2θ扫描，记录每一衍射位置衍射强度最强峰所对应的位置并标定出所对应的晶面的密勒指数以及其对应的θ‑2θ衍射峰；运用布拉格定律求得此时的晶面间距；进行数据处理得到镍基单晶高温合金内应力的大小和方向。本发明适用于任何取向的试样，实现了单晶体晶体取向测定与应力测定一体化；自动化的操作流程以及程序化的数据处理过程提高了工作效率。

主权项

1.一种快速测定镍基单晶高温合金内应力的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤，第一步，对待测样品需要测定的部位进行局部电化学抛光；第二步，将待测样品需要测定的部位置于SCP点，在样品坐标系(X_S，Y_S，Z_S)内标定晶体坐标系(X_C，Y_C，Z_C)；第三步，参考所测定取向以及标准极图，选取晶面族{h,k,l}，根据PDF2‑2004 X射线衍射标准卡片查询该材料晶面族{h,k,l}的2θ衍射角，使X射线发生器、X射线接收器与A₀线的夹角分别为(90°‑θ)；转动待测样品，每以B₀线为轴转动2.5°后，以Z_s坐标轴为轴转动360°；以B₀线为轴进行转动的范围是ψ[30°,90°]，以Z_S坐标轴为轴转动时的步长为2.5°；记录下此晶面族所有发生衍射的位置N为测得的位置个数；依据这些衍射位置绘制晶面族{h,k,l}的极图，并标定每一衍射位置所对应的晶面的密勒指数(h,k,l)；第四步，分别对上述极图上每一衍射位置的周围进行θ‑2θ扫描，扫描区间为[ψ_i‑0.5°，ψ_i+0.5°]，步长为0.2°；记录每一衍射位置衍射强度最强峰所对应的位置并称此位置为最强衍射位置，且记录下此θ‑2θ衍射峰；第五步，重新选取一个晶面族{l,m,n}，重复第三步和第四步；第六步，得到至少7个最强衍射位置并标定出每一最强衍射位置所对应的晶面的密勒指数(h,k,l)及晶面指数(l,m,n)以及记录下其对应的θ‑2θ衍射峰；第七步，对所得的所有衍射峰进行分峰拟合，衍射峰的重心位置对应的2θ角被定义为此衍射峰的衍射角，运用布拉格定律求得此时的晶面间距d_i，i＝1,2,…,N，N≥7；第八步，进行数据处理，数据处理过程以张量的形式写出，计算出镍基单晶高温合金内应力的大小和方向，d²_(h,k,l)＝g_ijhⁱh^j   (1)σ^c＝c·ε^c   (3)σ^s＝M^‑1·σ^c·M   (4)其中：hⁱh^j是最强衍射位置对应晶面的密勒指数分量；E_ij是格林应变张量，g_ij和G_ij是晶格发生变形前后的度量张量，d_(h,k,l)是所测晶面的晶面间距，σ^c是晶体坐标系下的应力张量，ε^c是晶体坐标系下的应变张量，c是柔度系数矩阵，σ^s是样品坐标系下的应力张量，M是晶体坐标系转向样品坐标系下的转换矩阵。