附件3：機械汽車行業計量技術規范項目建議書建議項目名稱短波長X射線衍射內部應力分析儀校準規范制定或修訂■制定□修訂被修訂計量技術規范號計量技術規范性質□檢定規程■校準規范計量技術規范類別■重點□基礎主要起草單位中國兵器工業第五九研究所聯系人鄭林聯系電務年限2022-2023年申請經費萬元參加單位北京科技大學、北京理工大學、中國礦業大學具備的特點■安全■節能■環保■自主創新□其他＿＿＿目的、意義和必要性短波長X射線衍射內部應力分析儀采用小型化的W、Au靶等重金屬靶X射線源或者高能同步輻射裝置作為光源，無損檢測厘米級厚度的晶體材料/構件內部（殘余）應力及其分布，該技術及其儀器已在企業、高校、研究院所等的鋼鐵、鋁合金、鈦合金等金屬材料和焊接、熱處理、鑄造、3D打印、裝配件、單晶葉片等零部件上實現了廣泛應用。中國兵器工業第五九研究所基于光的波粒二象性原理，采用W、Au靶等重金屬靶X射線管作為光源，發明了SWXRD-1000型/2000型短波長X射線衍射內部應力分析儀；而西方發達國家是采用輻射強度高6個以上數量級的高能同步輻射裝置作為光源，研制了短波長X射線衍射內部應力分析儀。該儀器及其方法無損檢測內部（殘余）應力的用戶越來越多，應用的材料和零部件越來越廣泛，為技術研究、交流和應用提供指導和支撐，以及規范短波長X射線衍射內部應力分析儀的校準以及使用中的檢驗，保障短波長X射線衍射內部應力分析儀定點無損檢測晶體材料/構件內部（殘余）應力的可靠度和準確度，急需形成儀器校準規范。內部（殘余）應力直接影響材料/構件的加工、抗變形、抗應力腐蝕等性能，短波長X射線衍射內部應力分析儀校準規范的制定，進一步保證測量獲取的數據真實、可靠，支撐工藝、材料篩選等研究；促進該測量方法應用于研發、生產領域，實現向現實生產力的轉化，產生良好的經濟和社會效益；促進該技術的發展，促進相關測試技術的研發，增進各單位之間的技術交流，共同促進本技術的進步，助力我國向“制造強國”進軍。經調研、查新，目前，短波長X射線衍射內部應力分析儀器沒有國家、行業的校準規范，急需填補短波長X射線衍射內部應力應力分析儀器校準規范的國內外空白。范圍和主要計量特性1.計量技術規范的適用范圍本規范適用于短波長X射線衍射內部應力分析儀的首次測試、后續校準以及使用中的檢驗，用以保障設備定點無損檢測晶體材料構件內部（殘余）應力的可靠性和準確度。2.以典型儀器或實驗設備（注明儀器型號）為依據，提出計量特性的技術指標，包括其名稱、測量范圍和最大允許誤差以中國兵器工業第五九研究所研制的SWXRD-1000型/2000型短波長X射線衍射內部應力分析儀為例，主要計量特性的技術指標：1）短波長特征X射線的波長：0.0208992nm；2）管電壓：20～225kV；最小刻度單位：0.1kV；3）管電流：0.5～13.3mA；最小刻度單位：0.05mA；4）可測樣品厚度：不大于40mm鋁當量厚；5）無應力鋁粉應力的測試誤差：±25MPa。3.以中國兵器工業第五九研究所研制的SWXRD-1000型/2000型短波長X射線衍射內部應力分析儀為例，主要計量標準的技術指標：1）準確度（示值最大允許誤差）:±15MPa；2）穩定度（檢測重復度）：10MPa；3）靈敏度（分辨力）：±5MPa；4）可靠性（MTBF）：3個月；5）響應特性：0～600MPa。4.簡要描述主要計量項目的技術原理。依據晶體衍射原理，結合晶格應變與宏觀應變相一致的假定，以及彈性力學理論，一束短波長X射線穿透構件路徑上存在應力處的晶體物質衍射峰會出現偏移，由此可以利用（hkl）晶面的衍射角變化檢測被測構件內部（殘余）應力值。短波長X射線衍射內部應力分析儀器，基于布拉格方程，采用已知單一波長的短波長X射線衍射，通過平移、轉動被測樣品，定點測量被測樣品內部晶體材料的衍射晶面（hkl）間距d及其變化Δd，可以測得不同方向的晶格應變εhkl，再由胡克定律計算得到應力，從而無損檢測晶體材料構件任一部位的內部應力。發出波長λ<0.03nm強穿透性短波長X射線的該儀器輻射源，既可以是廣泛使用的重金屬靶X射線管，也可以是高能同步輻射裝置，其中，采用重金屬靶X射線管作為輻射源的儀器，是中國兵器工業第五九研究所基于光的波粒二象性原理，利用光子能量分析的方法，無強度衰減地選取了單一波長的短波長特征X射線（如WKα1、UKα1等）；針對強織構多晶材料及單晶材料構件，采用了中國兵器工業第五九研究所提出的極密度極大值法，進行內部殘余應力的無損檢測。水平■國際先進□國內先進國內外情況簡要說明1.與國內相關技術規范之間的關系本規范涉及的短波長X射線衍射內部應力分析儀原理完全不同于現有只能無損檢測表面應力的傳統X射線應力分析儀，明顯不同之處在于：一是本申報儀器規范的儀器采用X射線波長不同于傳統的X射線應力分析儀，所采用X射線的波長小1個數量級；二是本申報儀器規范的儀器采用方法不同于傳統的X射線應力分析儀，所采用檢測方法主要是d0法、極密度極大值法。2.指出是否發現有知識產權的問題，或涉及專利的情況：無3.本項目來源主要依托兩個國家重點工程項目：（1）國家XXX-6重點工程：XXX短波長X射線衍射裝備的研發；（2）國家科技部NQI專項：多維度應力場高準確度定量表征與測量關鍵技術研究（2021YFF0600500）主要起草單位（簽字、