我国关键航空材料残余应力研究取得重要突破

镍基单晶高温合金是航空发动机涡轮叶片的核心材料。近日，中核集团中国原子能科学研究院核物理研究所中子散射团队，依托中国先进研究堆工程科学应力谱仪，成功攻克单晶高温合金残余应力测量技术难题。团队建立了基于中子衍射的单晶三维残余应力精确测试方法，不仅为关键航空材料的应力评估提供了高效解决方案，也为该谱仪在高端制造领域的深度应用奠定了坚实的方法论基础。

在高温热处理或服役过程中，镍基单晶高温合金叶片易因残余应力诱发再结晶，破坏单晶结构并削弱力学性能。受限于单晶各向异性，传统多晶中子衍射应力测量技术难以适用。如何将晶面间距数据转化为完整的三维应力张量，一直是制约该领域发展的国际性难题。

对此，原子能院团队通过建立多坐标系变换矩阵、构建应变—应力理论模型，成功求解出完整的残余应力张量。团队利用中国先进研究堆工程科学应力谱仪，通过在样品上施加系列已知载荷进行对比验证，证实了该方法的高精度与可信度。相关成果已发表于国际材料科学知名期刊《Journal of Materials Research and Technology》。

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