X射线衍射法（XRD）可以检测铸件的残余应力，且是目前工程领域应用广泛的无损检测方法之一。其适用性及关键要点如下：
一、技术原理与适用性
基本原理
残余应力会导致铸件内部晶格发生畸变，改变晶面间距（d值）。X射线照射到材料表面时，发生衍射现象，通过测量不同方位角的衍射峰位移（衍射角2θ变化），结合布拉格定律（2d sinθ = nλ）和弹性力学公式，可计算出残余应力的大小和方向。对铸件的适用性
若铸件晶粒粗大（＞100 μm）、存在强织构（晶粒取向集中）或多相结构（如铸铁中的石墨相），可能导致衍射峰重叠或强度过低，影响精度24。
仅能检测表层应力（穿透深度约 10–30 μm），深层应力需结合电解抛光逐层剥离。
铸件需为多晶材料（如金属铸件），且晶粒尺寸宜在 10–100 μm 范围内。
材料需具备足够结晶度，能产生清晰的衍射峰。
表面曲率不宜过大（测试点区域宜为平面或大曲率曲面）。
✅ 适用条件：
铸件需为多晶材料（如金属铸件），且晶粒尺寸宜在 10–100 μm 范围内。
材料需具备足够结晶度，能产生清晰的衍射峰。
表面曲率不宜过大（测试点区域宜为平面或大曲率曲面）。
⚠️ 局限性：
若铸件晶粒粗大（＞100 μm）、存在强织构（晶粒取向集中）或多相结构（如铸铁中的石墨相），可能导致衍射峰重叠或强度过低，影响精度24。
仅能检测表层应力（穿透深度约 10–30 μm），深层应力需结合电解抛光逐层剥离。
二、检测过程中的关键考量
试样预处理要求
表面需清洁无涂层，若有防护层（如油漆），需通过电解抛光去除，避免机械处理引入附加应力。
测试点需平整，曲面区域需调整X射线光斑尺寸以适应曲率。
参数设置与精度控制
需已知材料参数：晶体结构、衍射晶面指数、X射线弹性常数等。
采用 sin²ψ法（同倾法或侧倾法）进行多角度测量，设备需满足 ASTM E915、GB/T 7704-2017 等标准精度要求（如重复性误差＜±7 MPa）。
三、实际应用中的注意事项
结果准确性影响因素
应力梯度：表层存在剧烈应力变化时，需多点测量取均值。
织构干扰：若各ψ角衍射峰强度比＞3，表明织构较强，需校正算法。
设备校准：仪器需定期校验ψ角旋转中心偏差（＜±5%）。
工程案例参考
已成功用于航空发动机叶片（钛合金铸件）、齿轮齿根等复杂构件的残余应力检测，通过冷膨胀工艺引入压应力的效果评估。
在汽车铸件（如曲轴、轮毂）中，用于优化热处理工艺，减少变形风险。
四、结论与建议
X射线衍射法适用于大多数金属铸件的表层残余应力检测，尤其在航空航天、汽车制造领域技术成熟。若您的铸件符合以下条件可优先选择：
晶粒细小均匀（无粗晶或强织构）；
需无损、高精度（±10 MPa）的表层应力分析；
具备标准试样预处理条件。
对于深层应力或粗晶铸件，建议结合中子衍射法（穿透深度高）或盲孔法（有损）作为补充。
