透视：国内外X射线残余应力测定标准发展情况 X射线衍射法作为一种无损定量化比较准

X射线衍射法作为一种无损定量化比较准确的残余应力测定方法，广泛的应用在零件加工、设备制造安装等质量控制环节以及失效分析和安全评估等方面，对提高产品质量、防止产品早期失效等起到了非常重要的作用。

国外X射线残余应力测定标准的发展

近年来，随着残余应力测试设备制造技术的快速发展，长期以来相关标准的技术滞后使得标准与设备的矛盾愈来愈突出，缺少足够的设备检定技术依据，测试方法无所适从，各实验室很难进行测试数据的比对和能力验证，实验室认可常常也无法有效进行。

2008年，欧盟发布了新的标准，对X射线残余应力测试的技术和方法等诸多方面进行了更新，上述一些困扰业界多年的实际问题得到了比较好的解决，新标准获得了业界的一致认可。

我国X射线残余应力测定标准的发展

纵观我国最早的X射线应力测定方法标准GB/T 7704-1987及现行的GB/T 7704-2008，其技术要求过于简单，技术水平较低，主要根据当时我国应力测试设备的制造现状而制定，无法及时和国际先进技术同步。

2012年，在国家无损检测标委会的直接推动下，国家标准化委员会批复同意启动了GB/T 7704-2008的修订工作，该工作由上海材料研究所牵头，邯郸爱斯特应力技术有限公司、上海爱派克应力技术有限公司以及中国科学院力学研究所等单位共同参与，并于2015年9月在上海召集来自全国高校、研究所以及制造企业等的20余位业内专家进行了标准的研讨定稿，最终于2015年12月完成了标准的修订工作，新标准预计2017年年底出版发布实施。

国内外X射线衍射法测定残余应力标准

残余应力的测定方法多种多样，如钻孔应变释放法（GB/T 31310-2014）、全释放应变法（GB/T 31218-2014）、电磁检测方法（GB/T 33210-2016）、X射线衍射方法（GB/T 7704-2008）、中子衍射方法（GB/T 26140-2010）、超声临界折射纵波检测方法（GB/T 32073-2015）、压痕应变法（GB/T 24179-2009）等，这些方法的适用范围各不相同。

其中，X射线衍射法因其无损、可靠、实用、原理成熟、方法完善等特点，得到了比较广泛的应用，目前已发布的X射线衍射法测定残余应力标准主要有欧盟、美国、日本以及我国标准，各标准之间的比较列于表1。

表1 各国残余应力测定标准的比较

X射线衍射法残余应力测试国标的制修订发布情况

国内最早的X射线法残余应力测试标准GB/T 7704-1987发布于1987年，其主要内容采标自日本标准。受限于当时的软件水平、测试技术、探测器制造技术和数据采集技术，GB/T 7704-1987具有许多不足：

首先，其内容相对简单，术语和定义仅6条，定峰方法只有半高宽和抛物线两种，整个标准只有7页；

其次，其应用范围窄，仅适用于铁素体钢系和奥氏体钢系某一给定方向的平面应力；

另外，只能采用CrKα和CrKβ射线源，采用计数管扫描寻峰，寻峰方式工作效率较低。

GB/T 7704-2008是GB/T 7704-1987的修订版，经过20 多年的发展，设备制造技术有了较大提升，方法也有了较大变化，当时欧盟标准尚未发布，但SAE（美国汽车工程师协会）规范已能检索到。考虑到国内设备的实际情况，GB/T 7704-2008对设备并没有提高要求，零应力检定仍然保持和GB/T 7704-1987的相同，但是在术语定义、定峰方法、测试方法等方面作了扩展。

例如：定峰方法增加了重心法；计算机技术的飞速发展使计算更加简单，故删除了GB/T 7704-1987中推荐的sin2ψ计算表并增加了交相关定峰法，同时对同倾法和侧倾法作了更详细的附录图示说明。GB/T 7704-1987中6.2节测量装置示意图限制了设备发展，因此在GB/T 7704-2008中将其删除，但GB/T 7704-2008仍然没有涉及三维应力测试且设备也仅局限于应力仪。

作者：巴发海，教授级高工，上海材料研究所

选自：《理化检验-物理分册》 Vol.53 2017.9