万 鑫，詹 科，姜传海

（上海交通大学材料科学与工程学院，上海 200240）

0 引言

残余应力是材料在机加工或合金化过程中产生的平衡于材料内部的应力。实践证明，金属材料中残余应力的大小和分布对机械构件的静态强度、疲劳强度、耐腐蚀性和构件的尺寸稳定性等都有直接的影响，同时对检查焊接、表面强化处理（喷丸、渗氮、渗碳等）和热处理等工艺效果，以及控制磨削等机械加工的表面质量都具有实际意义。目前，有多种方法可以用来测材料的残余应力，如机械拉伸法、小孔松弛法、光弹性法、中子衍射法、X射线衍射法等。其中，X射线衍射法因具有无损、快速、精确等诸多优点，已被广泛应用［1］。

残余应力按其作用范围可分为宏观残余应力（第Ⅰ类残余应力）和微观残余应力（第Ⅱ类和第Ⅲ类残余应力）。宏观残余应力是指在晶体材料宏观尺度范围内保持平衡的一种内应力，微观残余应力则是指平衡晶体材料内部几个晶粒之间甚至更小范围内的残余应力。实际上，在发生塑性变形的金属中，这两类应力通常是共存的。

目前用X射线法测大块单晶或粗晶材料并不多见。由于单晶材料内部各向异性，对其残余应力测量有较多难点，例如晶体取向的确定、衍射峰位置的确定和衍射仪的校正等，因而单晶材料残余应力测定结果的可靠性较差［2］;另外，单晶和粗晶材料残余应力的测量往往耗时过长。鉴于单晶和粗晶材料的使用日益广泛，Imura等提出了测量单晶材料残余应力的改进方法［3］，在此方法中，先设法求得弹性应变的张量，然后再根据胡克定律推导出全部的应力张量。……