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残余应力分析-XRD该怎么样进行残余应力分析。
新闻出处:   2023-11-02 16:15:30
我们可以看到残余应力分析存在的重要性,我们对一个工件进行残余应力分析可以很好的规避掉很多的弯路,从而节省成本提高效率,今天无锡张华带大家来了解一下XRD该怎么样进行残余应力分析。

要想进行残余应力分析,我们得先知道残余应力这个是什么,外力撤除后在材料内部残留的应力就是残余应力。但是,习惯上将残余应力分为微观应力和宏观应力。两种应力在X射线衍射谱中的表现是不相同的。

微观应力是指晶粒内部残留的应力,它的存在,使衍射峰变宽,而超微观应力的存在则会使衍射峰强度降低。这种变宽通常与因为晶粒细化引起的衍射峰变宽混杂在一起,两者形成卷积。通过测量衍射峰的宽化,并采用近似函数法或傅立叶变换方法来求得微观应力的大小。

宏观应力是指存在于多个晶体尺度范围内的应力,相对于微观应力存在的范围而视为宏观上存在的应力。一般情况下,残余应力的术语就是指在宏观上存在的这种应力。宏观残余应力(以下称残余应力)在X射线衍射谱上的表现是使峰位漂移。当存在压应力时,晶面间距变小,因此,衍射峰向高角度偏移,反之,当存在拉应力时,晶面间的距离被拉大,导致衍射峰位向低角度位移。通过测量样品衍射峰的位移情况,可以求得残余应力。残余应力分析

实验方法在使用衍射仪测量应力时,试样与探测器θ-2θ关系联动,属于固定ψ法。通常ψ=0°、15°、30°、45°测量数次。当ψ=0时,与常规使用衍射仪的方法一样,将探测器(记数管)放在理论算出的衍射角2θ处,此时入射线及衍射线相对于样品表面法线呈对称放射配置。然后使试样与探测器按θ-2θ联动。在2θ处附近扫描得出指定的HKL衍射线的图谱。当ψ≠0时,将衍射仪测角台的θ-2θ联动分开。先使样品顺时针转过一个规定的ψ角后,而探测器仍处于0。然后联上θ-2θ联动装置在2θ处附近进行扫描,得出同一条HKL衍射线的图谱。最后,作2θ-sin2ψ的关系直线,最后按应力表达σ=K·Δ2θ/Δsin2ψ=K·M求出应力值。残余应力分析

X射线的穿透深度较小(约10μm),只能测量材料表面的残余应力,如果需要测量材料部的残余应力,或者测量应力梯度,其能力则显得有些苍白。通常解决的办法是需要采用剥层法。即对样品逐层剥离,测量每层表面的应力,然后采用一定的算法扣除因为剥层造成的应力松弛,换算成各层真实的应力。中子衍射法是一种测量结构内部应力的常用方法。中子衍射法以中子流为入射束,照射试样,当晶面符合布拉格条件时,产生衍射,得到衍射峰。该方法的原理与普通X射线衍射方法类似,也是根据衍射峰位置的变化,求出应力。但与普通X射线衍射法相比,中子衍射法利用中子能穿透试样较大深度的特性,可以测得样品内部残余应力,且适于对大块试样进行测定。因此,中子衍射法对测定样品内部平均残余应力具有很大的优越性。