检测范围
XRD残余应力分析利用晶面间距随试样倾角变化的规律计算表层弹性应变，可测量钢铁、有色金属、焊接接头、喷丸层、机加工表面和涂层的指定方向残余应力。结果包括衍射峰、sin²ψ拟合、应力值、拟合质量及测量不确定度。
指定方向残余应力
按样品坐标给出轴向、横向、切向或自定义方向的拉应力与压应力数值。
对象与条件
钢、铸铁、铝合金、镍基合金、钛合金等具有清晰晶体衍射峰材料的表层残余应力。 焊缝、热影响区、喷丸强化层、磨削面、切削面、增材制造件和热处理件的方向应力分布。 按轴向、横向、切向或委托坐标测量单点应力，也可沿路径完成多点梯度或二维位置对比。 涂层测量以目标相具有足够衍射强度且有效衍射深度位于涂层内为基础，分别处理涂层峰和基体峰。 应力常数采用材料和晶面对应的X射线弹性常数，并在结果中列出辐射源、衍射晶面和计算模型。
需要注意的限制
XRD主要反映有限穿透深度内晶体相应力，粗晶、强织构、梯度和多相材料需专项处理 钢、铝合金、钛合金、镍基合金和具有可测衍射峰的晶体材料的数据比较采用一致的试样尺寸、制样方向、环境程序、载荷和仪器参数 焊缝、齿轮、轴、叶片、涂层和表面强化区域整批评价按照约定抽样方案和判定依据实施，并保留样品追溯记录 EN 15305:2008用于认证、监管、司法或招投标资料时，项目文件列明资质范围、抽样方式、签章和报告形式
检测时需要注意什么
实施流程
1. 查看表面形貌、晶体衍射质量和几何可达性，建立测点编号、测量方向与坐标图；2. 选择辐射靶、衍射晶面、准直器和ψ倾角序列，在无应力参考或标准材料上检查仪器状态；3. 逐角采集衍射峰；粗晶或织构材料采用样品摆动、扩大照射面积或增加方位角改善晶粒统计；4. 拟合峰位并计算晶格应变，使用对应材料与晶面的X射线弹性常数求得方向应力；5. 复查线性、峰分裂、织构和曲率影响，完成重复测量后汇总应力值、图谱和不确定度
结晶性与晶粒统计
清晰、可重复的衍射峰是应力计算基础；粗晶或有效晶粒不足时增加摆动范围、照射面积和测量方位，使峰位具有统计代表性。
织构与峰选择
强织构可能造成部分倾角峰强不足或峰形不对称，采用合适晶面、ψ布置及曝光时间获得连续有效的数据序列。
曲率和涂层深度
曲面测量记录曲率并控制准直与对中；涂层应力选择目标相峰，并使X射线有效衍射深度与涂层厚度相匹配。
应力常数与不确定度
报告注明E、ν或1/2S₂等应力常数来源，把峰拟合、重复性、定位、曲率及常数贡献纳入不确定度预算。
适用产品与样品
XRD残余应力分析适用于以下产品、样品及技术问题。
适用产品和常见问题
- 钢、铸铁、铝合金、镍基合金、钛合金等具有清晰晶体衍射峰材料的表层残余应力。
- 焊缝、热影响区、喷丸强化层、磨削面、切削面、增材制造件和热处理件的方向应力分布。
- 按轴向、横向、切向或委托坐标测量单点应力，也可沿路径完成多点梯度或二维位置对比。
- 涂层测量以目标相具有足够衍射强度且有效衍射深度位于涂层内为基础，分别处理涂层峰和基体峰。
- 应力常数采用材料和晶面对应的X射线弹性常数，并在结果中列出辐射源、衍射晶面和计算模型。
送样前需要准备什么
送样信息包括材质、形态、批次、保存条件、目标参数及制样要求。
- 01
试样保留待测表面原始加工、焊接或喷丸状态，送样时标出测点、测量方向和零度方向。
- 02
曲面件提供曲率半径和装夹基准；小件具有稳定支撑面，测点周围留出倾转和准直空间。
- 03
粗晶、强织构或增材材料附工艺方向信息，便于设置摆动、振荡和较大测量面积以改善统计。
- 04
涂层件提供涂层材料、名义厚度和基体信息，用于选择衍射峰并评估有效衍射深度。
- 05
深度梯度采用逐层电解抛光方式，试样尺寸和测区应适合重复定位，提供目标去除深度序列。
试样保留待测表面原始加工、焊接或喷丸状态，送样时标出测点、测量方向和零度方向。 曲面件提供曲率半径和装夹基准；小件具有稳定支撑面，测点周围留出倾转和准直空间。 粗晶、强织构或增材材料附工艺方向信息，便于设置摆动、振荡和较大测量面积以改善统计。 涂层件提供涂层材料、名义厚度和基体信息，用于选择衍射峰并评估有效衍射深度。 深度梯度采用逐层电解抛光方式，试样尺寸和测区应适合重复定位，提供目标去除深度序列。
测点坐标、方向定义、材料相和表面状态对应的残余应力结果表。 各ψ角衍射峰、峰位数据和sin²ψ拟合图，附拟合优度及有效数据点。 多点测量的应力路径曲线或逐层去除后的应力—深度曲线。 辐射靶、衍射晶面、准直器、倾角序列、X射线弹性常数等方法参数。 重复性、峰拟合与关键几何因素构成的测量不确定度及结果说明。
检测项目
指定方向残余应力
按样品坐标给出轴向、横向、切向或自定义方向的拉应力与压应力数值。
衍射峰位与峰形
记录各倾角的峰位、峰宽和计数强度，保留峰拟合区间与背景处理。
sin²ψ应变拟合
展示晶面间距或应变对sin²ψ的拟合图、斜率、截距和拟合优度。
应力路径分布
沿焊缝、喷丸区或加工方向列出测点坐标与应力曲线，显示梯度和转折位置。
电解剥层应力梯度
按实际去除深度给出逐层测量值，并采用适合的应力松弛修正形成深度曲线。
测量不确定度
结合峰位拟合、重复性、应力常数、定位和表面状态评定扩展不确定度。
检测方法和流程
步骤1
查看表面形貌、晶体衍射质量和几何可达性，建立测点编号、测量方向与坐标图。
步骤2
选择辐射靶、衍射晶面、准直器和ψ倾角序列，在无应力参考或标准材料上检查仪器状态。
步骤3
逐角采集衍射峰；粗晶或织构材料采用样品摆动、扩大照射面积或增加方位角改善晶粒统计。
步骤4
拟合峰位并计算晶格应变，使用对应材料与晶面的X射线弹性常数求得方向应力。
步骤5
复查线性、峰分裂、织构和曲率影响，完成重复测量后汇总应力值、图谱和不确定度。
检测标准和方法
以下是本页引用的标准与方法资料。具体项目是否适用、采用哪个版本及如何判定，需结合对象、条件和委托要求确认。
共 3 项
报告和检测数据
XRD主要反映有限穿透深度内晶体相应力，粗晶、强织构、梯度和多相材料需专项处理
钢、铝合金、钛合金、镍基合金和具有可测衍射峰的晶体材料的数据比较采用一致的试样尺寸、制样方向、环境程序、载荷和仪器参数
焊缝、齿轮、轴、叶片、涂层和表面强化区域整批评价按照约定抽样方案和判定依据实施，并保留样品追溯记录
EN 15305:2008用于认证、监管、司法或招投标资料时，项目文件列明资质范围、抽样方式、签章和报告形式
常见问题
01XRD残余应力测到的是多深位置？
测量代表X射线在所选材料、辐射和衍射晶面下的有效衍射深度，通常属于表层信息；报告列出相关条件。
02残余应力为什么要标注测量方向？
残余应力具有方向性，同一点的轴向、横向或切向数值可能不同，方向标记使结果能够对应零件受力和加工坐标。
03焊缝附近怎样布置XRD测点？
测点沿焊缝中心、热影响区和母材建立坐标路径，可在焊缝方向及其垂直方向分别测量，形成完整梯度曲线。
04粗晶材料的应力峰为什么不稳定？
照射体积内有效晶粒较少时峰形会随角度波动，可通过样品摆动、扩大照射面积、增加方位和延长计数改善统计。
05强织构会怎样影响sin²ψ拟合？
部分倾角可能峰强显著下降或峰形偏斜，测量采用适合的衍射晶面和倾角布置，并在拟合图中保留有效点。
06曲面零件能否进行残余应力测量？
可依据曲率和可达空间选择准直器、定位夹具与测量面积，报告同时记录曲率、对中和测量方向。
07涂层残余应力如何避免基体峰干扰？
依据涂层厚度、目标相和有效衍射深度选择辐射与衍射峰，涂层峰和基体峰分开拟合并标明相归属。
08XRD应力报告中的不确定度包含什么？
不确定度综合峰位拟合、重复性、应力常数、测点定位、表面曲率和几何设置等贡献，与应力结果一并给出。