残余应力测量原理与应用

5.7.1　方法

单晶体应力测量分为两部分：一是获取极图，二是利用极图来测试应力。

5.7.2　设备装置

获取极图需要一个单晶试样和合适的靶材，Phi需要旋转。样品必须固定在工作台上，因为在测试的过程中样品要保持静止。

5.7.3　极图

5.7.3.1　软件设置

第一步：在顶部工具栏点击配置—用户配置。

测试过程只需要右探测器。它将会禁用测量过程中的一些特征。最值得注意的是快门会被打开，而X射线的检测被终止。如果舱门被打开，X射线会断电，不会有X射线辐射。如果有其他原因影响X射线电源使其断开，测试将重新开始。

5.7.3.2　极图参数设置

点击顶部工具栏极图按钮启动极图程序：

在顶部菜单栏点击采集—常数：

以下窗口会被打开：

在极图测试过程中需要填写Phi角数量。如果设置为72个角，则每5°做一次扫描。Phi角的最小值和最大值应该为－180°～180°，这就可以足够覆盖要测试的每一点。选完Phi角数量，点击加载，软件会默认选择强度、使能单晶体、Mid Chord和自动找寻3极。如果只想测单晶，可以取消使能单晶体项。

点击材料图按钮，选择合适的靶材和材料。

在Beta和Phi角菜单中，需要填写增量和最大Beta角以及选择PF incr，通过选择PF steps需要手动添加增益。

对采集常数，曝光时间应不大于1 s，曝光次数限制在1次来加快采集速度，曝光时间不大于1 s，曝光次数1次已经足够来采集单晶结构信息。完成以上信息后点击应用—确定。

启动测试过程，点击顶部菜单栏的采集—采集极图：

在弹出的对话框中检查信息，点击确定后开始测量。

5.7.3.3　极图数据处理

测试结束后，将会出现以下窗口：

在左侧工具栏点击常数，会出现：

点击极图按钮来打开极图窗口。

加载矩阵和完整极图测量，按R键，这样窗口就会显示极图、矩阵及有关数据。

在左下和右侧平面上可以看到极图和对应的数据，也包括三轴矩阵、逆矩阵和晶体的三轴数据。可以将数据匹配到极图的每一个点上。

地图查看

通过点击右侧Phi按钮，可以浏览每一个Phi角处的测量数据。对屏幕上边的波峰进行修改时，下面的数据也会随之改变。每一个点都对应一个Beta角和波峰，通过点击该点就可以查看该点的Beta角和对应的波峰。(www.xing528.com)

举例说明：在这个例子可以看到，最大的极出现在Beta＝26.40°、Phi＝155°处，此时Psi＝40.00°，该点为第6点，位置为437.3。

5.7.4　单晶体应力测试

5.7.4.1　软件启动

在顶部菜单栏点击文件，单击单晶体。

以下界面将会出现：

5.7.4.2　参数设置

在顶部菜单栏点击采集，点击参数：

以下界面将会出现：

点击Import Tr Matrix按钮，选择单晶应力测试文件，打开，然后点击打开：

在常数对话框中显示单晶体参数。

接下来选择所需要使用的材料和极图。

点击材料1按钮，标准材料窗口打开，就可以选择所需要的材料。改变材料将会改变hkl平面，并改变极数和位置。如果测试时的X射线管是原来的，这一步是必须做的。

在顶部菜单中选择采集单晶体：

以下窗口会打开：

检查常数设置，点击确定开始采集。

采集结束后，以下窗口会打开：

5.7.5　单晶数据的处理

在屏幕右下方会显示最终的数据结果：

（1）R1，1是没有剪切力和X方向上剪切力的等效力；

（2）R2，1是剪切应力；

（3）R2，2是Y方向的应力。

要想得到应力张量，还需要做一次计算。

点击顶部菜单栏中的实用程序，选择主应力确定，选择二维模型：

以下对话框就会打开：

输入X、Y方向的应力及切应力，点击计算就可以得到最终结果。