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喷丸残余X射线衍射技术的优点及使用方法有哪些?

时间:2022-08-24 09:07:03来源:网络整理

X射线衍射

X射线衍射(XRD)技术是应用最广泛的无损测量表面残余应力技术。

XRD 技术使用实验室或便携式设备通过测量材料的原子间距来测量表面残余应力,深度为 30 μm。

自重应力和附加应力_三向应力状态求主应力_残余应力检测

实验室 X 射线波长约为几埃 (Å),与多晶固体中典型的原子间/平面间距离处于同一数量级。从多晶固体散射的 X 射线可以相长干涉以产生衍射光束。测量出现最大衍射强度的角度。从这些角度,可以使用布拉格定律获得衍射平面的面间距 d。如果样品中存在残余应力残余应力检测,则 d 间距将与无应力样品的不同(即 d 0)。差异与存在的残余应力的大小成正比。因此,原则上,我们将晶粒用作(或施加)应力的残余内部应变仪。

X光原理

残余应力检测_自重应力和附加应力_三向应力状态求主应力

由于实验室 XRD 技术的穿透深度较低,测量仅限于材料表面,但受益于差分分析技术的使用,因此不需要无应力参考(即 d 0 )样品。对于最常用的sin 2 ψ技术,可以确定样品表面多个倾斜角ψ的衍射角2θ和晶格间距d,提供相关的应力测量。

三向应力状态求主应力_自重应力和附加应力_残余应力检测

布拉格定律

已开发出一种新的便携式 XRD 机器,无需多次倾斜样品表面即可检测完整的德拜环衍射 X 射线。完整的德拜环提供了有关样品中纹理的丰富信息,并使用 cos alpha 技术进行分析,以提供晶格间距 d,从而提供残余应力。

三向应力状态求主应力_自重应力和附加应力_残余应力检测

双轴残余应力(即 σ xx 和 σ yy )是使用 XRD 测量的,标称精度为 ±20MPa。该技术的准确性高度依赖于良好的表面处理和晶粒尺寸/纹理。虽然被归类为表面测量技术残余应力检测,但在去除粘合层后,测量深度可达 1mm。

喷丸残余应力

X 射线衍射技术的优势:

X射线衍射技术的缺点:

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