材料内应力的检测方法
Testing Method for Internal Stress of Materials
摘 要
首先介绍了内应力产生的原因，然后分别介绍了内应力的无损检测方法（X射线衍射法、中子衍射法、磁测法和超声波检测法）及有损检测法（盲孔法）的基本原理、优缺点和研究现状，最后对内应力检测方法的应用前景进行了展望。
X射线衍射法
中子衍射法
磁测法
超声波检测法
盲孔法
internal stress
X-ray diffraction method
neutron diffraction method
magnetic measurement method
ultrasonic detection method
blind hole method
Abstract
This paper first introduced the causes of internal stress, then introduced the basic principles, advantages and disadvantages, and research status of nondestructive testing methods (X-ray diffraction method, neutron diffraction method, magnetic measurement method and ultrasonic detection method) and destructive testing method (blind hole method), respectively. Finally, the application prospect of internal stress testing method was prospected.
中图分类号 TG115.28 DOI 10.11973/lhjy-wl202006004
所属栏目 综述
基金项目 江苏省科技计划项目（BE2018753/KJ185629）
收稿日期 2019/9/23
修改稿日期
网络出版日期
作者单位点击查看
备注李向东(1963-),男,研究员,主要从事特种设备内应力检验的研究
引用该论文: LI Xiangdong,TU Chunlei,WU Hao,ZHU Heguo,WU Jiangtao,FANG Wenping. Testing Method for Internal Stress of Materials[J]. Physical Testing and Chemical Analysis part A:Physical Testing, 2020, 56(6): 15～20
李向东,涂春磊,伍昊,朱和国,吴江涛,方文平. 材料内应力的检测方法[J]. 理化检验－物理分册, 2020, 56(6): 15～20
共有人对该论文发表了看法，其中：
人认为该论文很差
人认为该论文较差
人认为该论文一般
人认为该论文较好
人认为该论文很好
参考文献
【1】付学义,刘莉. 残余应力的危害及对策[J]. 包钢科技,2006,32(增刊):82-84.
【2】刘忠军,奚正平,汤慧萍,等. 烧结应力研究进展[J]. 稀有金属材料与工程,2010,39(9):1687-1692.
【3】张根保,张坤能. 残余应力消除技术[J]. 制造技术与机床,2015,70(4):6-11.
【4】BEGHINI M,BERTINI L. Recent advances in the hole drilling method for residual stress measurement[J]. Journal of Materials Engineering and Performance, 1998,7(2):163-172.
【5】罗玉梅,任凤章,张伟,等. X射线法测量多晶材料残余应力[J]. 材料导报,2014,28(6):112-114.
【6】石一飞. 金属材料表面缺陷及残余应力的激光超声无损检测研究[D]. 南京:南京理工大学,2009.
【7】CURFS C,KIPSTEIN O,STUDER A J,et al. Residual stress measurements in Australia:Present and future[J]. Materials Science Forum,2005,490/491:218-222.
【8】罗暑生. 机械阻碍应力对铸造残余应力影响的研究[J]. 铸造技术,2005,26(3):211-213.
【9】朱和国,杜宇雷,赵军. 材料现代分析技术[M]. 北京:国防工业出版社,2012.
【10】曹旭,徐宗亚,彭云飞,等. 残余应力的测量研究方法发展现状[J]. 低温建筑技术,2016(4):76-79.
【11】朱和国,尤泽升,刘吉梓,等. 材料科学研究与测试方法[M]. 4版. 南京:东南大学出版社,2019.
【12】鞠明,黄坚,吴毅雄. X射线衍射法测AM1镍基单晶合金的残余应力[J]. 机械工程材料,2013,37(3):99-102.
【13】吕明,吴建青,饶平根,等. X射线衍射分析微晶玻璃陶瓷复合砖表面残余应力[J]. 中国陶瓷,2007,43(2):21-23.
【14】马昌训,吴运新,郭俊康. X射线衍射法测量铝合金残余应力及误差分析[J]. 热加工工艺,2010,39(24):5-8.
【15】孙文,孙杰,朱维军,等. 钢丝绳残余应力检测及分析[J]. 金属制品,2019,45(1):59-61.
【16】LU J,BOUHELIER C,LIEURADE H P,et al. Study of residual welding stress using the step-step hole drilling and X-ray diffraction method[J]. Weld World,1994,33(2):118-128.
【17】STONE H J,WITHERS P J,ROBERTS S M,et al. Comparison of three different techniques for measuring the residual stress in electron beam-welded plate of WASPALOY[J]. Metal Mater Trans A,1999,30(7):1797-1808.
【18】WILLIAMS J J,DENG X,CHAWLA N. Effect of residual surface stress on the fatigue behavior of a low-alloy powder metallurgy steel[J]. International Journal of Fatigue,2007,29(9):1978-1984.
【19】李庆庆,宋建岭,彭江涛,等. TIG焊接头残余应力分布[J]. 焊接,2016,62(1):54-57.
【20】徐小严,吕玉廷,张荻,等. 中子衍射测量残余应力研究进展[J]. 材料导报,2015,29(5):117-122.
【21】陈星雨,刘晓龙,吴运,等. 2219铝合金搅拌摩擦焊和钨极保护焊焊接件残余应力的中子衍射研究[J]. 原子能科学技术,2019,9(4):36-46.
【22】刘昭,孙光爱,王虹,等. 合金淬火残余应力的中子衍射及有限元分析[J],钢铁研究学报,2018,30(9):729-734.
【23】徐尧,王虹,李建,等. 中子衍射法测量TATB基PBX单轴压缩的内应力研究[J]. 含能材料,2017,25(10):860-865.
【24】张楠,初铭强,马艳玲,等. 中子衍射在核电工程材料中的应用[J]. 电焊机,2019,49(4):73-77.
【25】张铁浩,王洋,方喜风,等. 残余应力检测与消除方法的研究现状及发展[J],精密成形工程,2017,9(5):122-127.
【26】郝晨,丁红. 磁测法检测残余应力的特点与适应性[J]. 物理测试,2017,35(6):25-29.
【27】张卫亮. 磁测法在金属锻件残余应力检测中的应用[J],世界有色金属,2019,27(23),174-175.
【28】陈亚莉,何佳,肖祥,等. 焊接冷却时间对锚拉管残余应力影响研究[J]. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版),2017,41(4):692-702.
【29】徐磊,张耀镭,周长瑞. 磁测法在探测预应力管桩桩长上的应用[J],工程地球物理学报,2016,13(3):323-326.
【30】王进军,何佳. 斜拉桥锚拉板焊接残余应力试验研究[J]. 公路工程,2018,43(2):30-34.
【31】施泽华. 磁测法及其应用[J]. 河海大学学报,1992,20(5):81-84.
【32】刘艳华,杨思乾. 超声波测定摩擦焊接头残余应力[J]. 焊接学报,2000,21(3):55-58.
【33】李明高,孙海荣,苟国庆,于金朋. 高速列车铝合金超声波法残余应力检测误差分析[J]. 西南交通大学学报,2018,55(6):1295-1300.
【34】田双珠,王小明,徐满意. 超声波检测残余预应力的理论探讨[J]. 水道港口,2007,28(3):198-201.
【35】路浩,刘雪松,杨建国,等. 低碳钢双丝焊平板横向残余应力超声波法测量[J]. 焊接学报,2008,29(5):30-32.
【36】LUTHI T. Determination of biaxial and triaxial stress distribution using uhrasonics[J]. NDT International,1990,23(6):351-356.
【37】KARABUTOV A,DEVIEHENSKY A,IVOEHKIN A,et al. Laser ultrasonic diagnostics of residual stress[J]. Ultrasonics,2008,48(6):631-635.
【38】张鑫,刘海锋,韩军科,等. 盲孔法测量热轧角钢截面残余应力及方差分析[J]. 建筑结构,2019,49(2):97-102.
【39】刘瑞蕊. 宽厚比超限的焊接箱形构件残余应力的试验研究与有限元分析[D]. 西安:西安建筑科技大学,2009.
【40】丁代伟,薛江. 盲孔法在钢箱梁桥焊接残余应力测试中的应用[J]. 城市道桥与防洪,2017,2(2):158-161.
【41】潘飞燕,陈涛,方章法. 盲孔法测量汽轮机转子残余应力[J]. 大型铸锻件,2016,38(5):24-26.
【42】施彦彬,何闻,郑建毅. Q235钢应变释放系数塑性修正问题的研究[J]. 浙江大学学报(工学版),2010,44(11):2083-2087.
【43】杨俊芬,李渊,彭奕亮. 盲孔法测试Q690高强钢管镀锌前后残余应力[J]. 工程力学,2015,32(2):114-119.
【44】童乐为,赵俊,周锋,等. 高强度焊接H型钢残余应力试验研究[J]. 工业建筑,2012,42(1):42-55.
【2】刘忠军,奚正平,汤慧萍,等. 烧结应力研究进展[J]. 稀有金属材料与工程,2010,39(9):1687-1692.
【3】张根保,张坤能. 残余应力消除技术[J]. 制造技术与机床,2015,70(4):6-11.
【4】BEGHINI M,BERTINI L. Recent advances in the hole drilling method for residual stress measurement[J]. Journal of Materials Engineering and Performance, 1998,7(2):163-172.
【5】罗玉梅,任凤章,张伟,等. X射线法测量多晶材料残余应力[J]. 材料导报,2014,28(6):112-114.
【6】石一飞. 金属材料表面缺陷及残余应力的激光超声无损检测研究[D]. 南京:南京理工大学,2009.
【7】CURFS C,KIPSTEIN O,STUDER A J,et al. Residual stress measurements in Australia:Present and future[J]. Materials Science Forum,2005,490/491:218-222.
【8】罗暑生. 机械阻碍应力对铸造残余应力影响的研究[J]. 铸造技术,2005,26(3):211-213.
【9】朱和国,杜宇雷,赵军. 材料现代分析技术[M]. 北京:国防工业出版社,2012.
【10】曹旭,徐宗亚,彭云飞,等. 残余应力的测量研究方法发展现状[J]. 低温建筑技术,2016(4):76-79.
【11】朱和国,尤泽升,刘吉梓,等. 材料科学研究与测试方法[M]. 4版. 南京:东南大学出版社,2019.
【12】鞠明,黄坚,吴毅雄. X射线衍射法测AM1镍基单晶合金的残余应力[J]. 机械工程材料,2013,37(3):99-102.
【13】吕明,吴建青,饶平根,等. X射线衍射分析微晶玻璃陶瓷复合砖表面残余应力[J]. 中国陶瓷,2007,43(2):21-23.
【14】马昌训,吴运新,郭俊康. X射线衍射法测量铝合金残余应力及误差分析[J]. 热加工工艺,2010,39(24):5-8.
【15】孙文,孙杰,朱维军,等. 钢丝绳残余应力检测及分析[J]. 金属制品,2019,45(1):59-61.
【16】LU J,BOUHELIER C,LIEURADE H P,et al. Study of residual welding stress using the step-step hole drilling and X-ray diffraction method[J]. Weld World,1994,33(2):118-128.
【17】STONE H J,WITHERS P J,ROBERTS S M,et al. Comparison of three different techniques for measuring the residual stress in electron beam-welded plate of WASPALOY[J]. Metal Mater Trans A,1999,30(7):1797-1808.
【18】WILLIAMS J J,DENG X,CHAWLA N. Effect of residual surface stress on the fatigue behavior of a low-alloy powder metallurgy steel[J]. International Journal of Fatigue,2007,29(9):1978-1984.
【19】李庆庆,宋建岭,彭江涛,等. TIG焊接头残余应力分布[J]. 焊接,2016,62(1):54-57.
【20】徐小严,吕玉廷,张荻,等. 中子衍射测量残余应力研究进展[J]. 材料导报,2015,29(5):117-122.
【21】陈星雨,刘晓龙,吴运,等. 2219铝合金搅拌摩擦焊和钨极保护焊焊接件残余应力的中子衍射研究[J]. 原子能科学技术,2019,9(4):36-46.
【22】刘昭,孙光爱,王虹,等. 合金淬火残余应力的中子衍射及有限元分析[J],钢铁研究学报,2018,30(9):729-734.
【23】徐尧,王虹,李建,等. 中子衍射法测量TATB基PBX单轴压缩的内应力研究[J]. 含能材料,2017,25(10):860-865.
【24】张楠,初铭强,马艳玲,等. 中子衍射在核电工程材料中的应用[J]. 电焊机,2019,49(4):73-77.
【25】张铁浩,王洋,方喜风,等. 残余应力检测与消除方法的研究现状及发展[J],精密成形工程,2017,9(5):122-127.
【26】郝晨,丁红. 磁测法检测残余应力的特点与适应性[J]. 物理测试,2017,35(6):25-29.
【27】张卫亮. 磁测法在金属锻件残余应力检测中的应用[J],世界有色金属,2019,27(23),174-175.
【28】陈亚莉,何佳,肖祥,等. 焊接冷却时间对锚拉管残余应力影响研究[J]. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版),2017,41(4):692-702.
【29】徐磊,张耀镭,周长瑞. 磁测法在探测预应力管桩桩长上的应用[J],工程地球物理学报,2016,13(3):323-326.
【30】王进军,何佳. 斜拉桥锚拉板焊接残余应力试验研究[J]. 公路工程,2018,43(2):30-34.
【31】施泽华. 磁测法及其应用[J]. 河海大学学报,1992,20(5):81-84.
【32】刘艳华,杨思乾. 超声波测定摩擦焊接头残余应力[J]. 焊接学报,2000,21(3):55-58.
【33】李明高,孙海荣,苟国庆,于金朋. 高速列车铝合金超声波法残余应力检测误差分析[J]. 西南交通大学学报,2018,55(6):1295-1300.
【34】田双珠,王小明,徐满意. 超声波检测残余预应力的理论探讨[J]. 水道港口,2007,28(3):198-201.
【35】路浩,刘雪松,杨建国,等. 低碳钢双丝焊平板横向残余应力超声波法测量[J]. 焊接学报,2008,29(5):30-32.
【36】LUTHI T. Determination of biaxial and triaxial stress distribution using uhrasonics[J]. NDT International,1990,23(6):351-356.
【37】KARABUTOV A,DEVIEHENSKY A,IVOEHKIN A,et al. Laser ultrasonic diagnostics of residual stress[J]. Ultrasonics,2008,48(6):631-635.
【38】张鑫,刘海锋,韩军科,等. 盲孔法测量热轧角钢截面残余应力及方差分析[J]. 建筑结构,2019,49(2):97-102.
【39】刘瑞蕊. 宽厚比超限的焊接箱形构件残余应力的试验研究与有限元分析[D]. 西安:西安建筑科技大学,2009.
【40】丁代伟,薛江. 盲孔法在钢箱梁桥焊接残余应力测试中的应用[J]. 城市道桥与防洪,2017,2(2):158-161.
【41】潘飞燕,陈涛,方章法. 盲孔法测量汽轮机转子残余应力[J]. 大型铸锻件,2016,38(5):24-26.
【42】施彦彬,何闻,郑建毅. Q235钢应变释放系数塑性修正问题的研究[J]. 浙江大学学报(工学版),2010,44(11):2083-2087.
【43】杨俊芬,李渊,彭奕亮. 盲孔法测试Q690高强钢管镀锌前后残余应力[J]. 工程力学,2015,32(2):114-119.
【44】童乐为,赵俊,周锋,等. 高强度焊接H型钢残余应力试验研究[J]. 工业建筑,2012,42(1):42-55.
相关信息
