[發明專利]一種機匣用Ti2AlNb合金的X射線殘余應力測試方法

有效

• 申請號: 202010892016.3
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN112050978B
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 王彥菊;沙愛學;周毅
• 申請（專利權）人: 中國航發北京航空材料研究院
• 主分類號: G01L1/25
• 分類號: G01L1/25
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

1.一種機匣用Ti2AlNb合金的X射線殘余應力測試方法，其特征在于：所述的Ti2AlNb合金為宏觀均勻的線彈性材料，其X射線殘余應力測試方法包括以下步驟：

確定要進行殘余應力檢測的Ti2AlNb合金機匣構件對應的原始坯料，從原始坯料上制備Ti2AlNb金相試樣；

對Ti2AlNb金相試樣進行嵌樣、研磨和拋光；

采用氫氟酸過氧化氫溶液擦拭浸蝕Ti2AlNb金相試樣；

分別確定金相試樣中O-Ti₂AlNb相體積分數數值為O％，α₂-Ti₃Al相體積分數數值為α₂％和B₂相體積分數數值為B₂％，同時滿足O％+α₂％+B₂％＝100％；

將被測Ti2AlNb合金機匣構件放置在X射線應力儀測量臺上，并將機匣構件測量點位置調節至應力儀的焦點；

選用X射線應力儀配備的Cu靶，設定X射線衍射角度為140°，衍射晶面hkl參數為(213)，獲得殘余應力測量結果σ₁；

改用X射線應力儀配備的V靶，設定X射線衍射角度為136°，衍射晶面hkl參數為(211)，獲得殘余應力測量結果σ₂；

通過下述公式計算Ti2AlNb合金構件測量點處的殘余應力值σ_m；

σ_m＝σ₁×(O％+α₂％)+σ₂×B₂％

確定該Ti2AlNb合金機匣構件測量點處的殘余應力值為σ_m。

2.根據權利要求1所述的一種機匣用Ti2AlNb合金的X射線殘余應力測試方法，其特征在于：所述的Ti2AlNb合金的名義化學成分為Ti-11Al-38Nb-2Mo-1.5Zr，其金相組織包含O-Ti₂AlNb相、α₂-Ti₃Al相和B₂相三種合金相。

3.根據權利要求1所述的一種機匣用Ti2AlNb合金的X射線殘余應力測試方法，其特征在于：

所采用的殘余應力計算公式σ_m＝σ₁×(O％+α₂％)+σ₂×B₂％的獲取方法包括如下步驟：

設σ₁和σ₂分別為用X射線衍射法測出的Ti2AlNb合金中的α-Ti衍生相和β-Ti衍生相的殘余應力值，σ_m為宏觀應力；O％，α₂％和B₂％為各相的體積分數；相應地ε_O，和ε_m分別為各相在應力釋放時發生的應變和系統整體應變；E₁和E₂分別為Ti2AlNb合金中的α-Ti衍生相和β-Ti衍生相的彈性模量，E為宏觀彈性模量；

對于宏觀均勻的線彈性材料，可作如下假設：殘余應力釋放時，各相發生的應變相同，都等于總應變，即：

彈性模量：

E＝E_α(α₂％+O％)+E_βB₂％ 2)

結合公式1)和2)有：

由于殘余應力是一種彈性力，符合胡克定律，將公式3)經過整理可得：

σ_m＝σ_α×(O％+α₂％)+σ_β×B₂％。

4.根據權利要求1所述的一種機匣用Ti2AlNb合金的X射線殘余應力測試方法，其特征在于：擦拭浸蝕Ti2AlNb金相試樣40s～60s。