钼铼合金管材因高温强度高、热膨胀系数低，广泛用于航空航天发动机燃烧室、核工业导管等高端场景，而加工过程（如轧制、焊接、冷拔）产生的残余应力，会直接影响管材的尺寸稳定性、疲劳寿命及抗腐蚀性能，因此残余应力实验是其质量评估的核心环节。实验需围绕 “样品适配性、方法针对性、数据可靠性” 展开，具体流程与关键要点如下：
一、实验前核心准备
首先需确保样品具有代表性：根据管材的实际加工工序（如焊接管需包含焊缝区、热影响区，冷拔管需覆盖变形量大的区域），截取长度 100-200mm 的试样，且截取时需用低速切割（如线切割），避免切割热引入新应力。同时，需对试样表面进行预处理 —— 用 2000 目砂纸打磨去除氧化层与加工毛刺，再用酒精擦拭清洁，防止表面杂质干扰检测信号。
此外，需明确实验目标：若关注表层应力（如冷拔后管材表面的拉 / 压应力），选择表层检测法；若需分析壁厚方向（如厚壁管内部的应力梯度），则需适配深层或穿透性检测方法。
二、主流检测方法及操作要点
钼铼合金脆性大、高温易氧化，实验需优先选择 “低损伤、适配其力学特性” 的方法，常用三类技术：
1. X 射线衍射法（无损，表层检测）
核心原理是利用 X 射线穿透管材表层（深度通常 5-50μm）时，晶体晶格的衍射角变化，反演残余应力大小与方向。操作时需固定管材试样（用专用夹具避免位移），选择钼铼合金的特征衍射晶面（如 Mo 的 {211} 晶面），在管材圆周方向、轴向分别选取 3-5 个检测点，每个点测量 3 次取平均值 —— 该方法适合快速筛查表层应力，缺点是无法检测内部应力，且需避免试样表面平整度差导致的衍射信号紊乱。
2. 中子衍射法（无损，内部检测）
中子可穿透钼铼合金管材壁厚（可达数十毫米），通过检测内部晶体的衍射信号，获取壁厚方向的应力分布。实验需在专用中子衍射设备中进行，需将管材固定在三维位移台上，沿壁厚方向（从内表面到外表面）每隔 0.5-1mm 取一个检测层，同时控制实验环境温度（20-25℃），防止温度波动影响中子穿透效率 —— 该方法能精准获取内部应力梯度，但设备成本高、实验周期长，适合关键部件的深度检测。
3. 钻孔应变法（半破坏性，深层检测）
若需检测表层下 50-500μm 的深层应力，可采用此方法：先在管材检测区域粘贴高精度应变片（需选择适配钼铼合金热膨胀系数的应变片，避免温度误差），再用微型钻头（直径 0.5-1mm）在应变片中心钻孔，通过测量钻孔后应变片的释放应变，计算钻孔处的残余应力。操作时需控制钻孔转速（低速，如 500-800r/min），避免钻孔热导致钼铼合金脆裂，且钻孔后需排除应变片粘贴不实带来的误差。
三、实验关键注意事项
应力方向适配：钼铼合金管材为轴对称结构，残余应力通常存在圆周向、轴向、径向三个方向，实验需根据实际受力场景（如管材服役时的轴向载荷），重点检测对应方向的应力，避免遗漏关键应力分量。
数据验证：因钼铼合金存在各向异性，同一检测点需多次测量（至少 3 次），且可通过 “不同方法交叉验证”（如 X 射线测表层、中子衍射测内部），确保数据一致性。
环境控制：钼铼合金在空气中易氧化，实验全程需避免试样长时间暴露（尤其是打磨后），若实验周期较长，可在试样表面涂覆薄层惰性保护剂（如硅烷偶联剂），防止氧化层影响检测精度。
实验结束后，需结合检测数据与管材加工工艺（如冷拔变形量、焊接温度），分析残余应力的产生原因，为后续应力消除工艺（如低温退火）提供依据，最终保障钼铼合金管材的服役可靠性。
