Материал: Качанов Н.Н. Рентгеноструктурный анализ (поликристаллов) практическое руководство

составить уравнения типа (94) и определить угол разориентировки блоков и размеры блоков. Рассмотрим пример определения б ж S

мытию пятен на рентгенограммах (размытию вдоль кольца) пв со­ отношению

b = yh2l + r2-,

с=/^ + Г2;

171

ГЛАВА VII

ИЗМЕРЕНИЕ ВНУТРЕННИХ НАПРЯЖЕНИЙ И ИСКАЖЕНИЙ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЕТКИ В МАТЕРИАЛАХ

И ДЕТАЛЯХ

При рентгеновском методе определения напряжений I рода не­ посредственно измеряемой величиной является упругая деформация

кристаллической решетки, определяемая по изменению периода ре­

шетки.

Вычисление напряжений проводится по соотношениям теории упругости, в основе которых лежит положение о пропорциональ­ ности между напряжениями и деформациями.

По масштабам областей локализации напряжений и искажений кристаллической решетки можно различать:

1)напряжения I рода, локализующиеся в макрообластях ме­ талла, связанные с увеличением или уменьшением среднего рас­ стояния между атомными плоскостями;

2)неориентированные микронапряжения (напряжения II рода), возникающие в объеме одного кристалла или блока и представляю­

щие собой отклонения от среднего межплоскостного расстояния, не имеющие определенной ориентировки по отношению к деформи­ рующему усилию;

3) ориентированные микронапряжения, локализующиеся в тех же объемах, что и неориентированные; эти напряжения ориенти­ рованы в направлении усилия, при помощи которого производилась макроскопическая деформация;

4) смещения атомов из идеального положения в кристалличе­ ской решетке (искажения кристаллической решетки), локализую­ щиеся в областях порядка нескольких межатомных расстояний.

Напряжения и искажения различных видов приводят к разным

эффектам на рентгеновских снимках. Напряжения I рода и ориенти­ рованные микронапряжения приводят к смещению линий на рентге­ нограмме, т. е. к изменению расстояния между атомными плоско­ стями d. Неориентированные микронапряжения приводят к расши­ рению линий, и, наконец, смещения атомов приводят к уменьшению интенсивности линий на рентгенограммах.

Для определения отдельных видов напряжений существуют раз­ личные методы рентгеноструктурного анализа.

173

1.ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ I РОДА

ИОРИЕНТИРОВАННЫХ МИКРОНАПРЯЖЕНИЙ

Определение суммы главных напряжений

С помощью рентгеноструктурного анализа можно определить

отношения между направлениями первичного пучка рентгеновских лучей, оси приложения нагрузки и расположения рентгеновской пленки относительно этих направлений.

На фиг. 65 дана схема изменения формы интерференционного кольца при линейнонапряженном состоянии образца. При построе­ нии схемы принято, что образец растягивается силой, направленной

вдоль оси Z (случай 7) или вдоль оси Y (случай 77); первичный пу­

174

чок рентгеновских лучей направлен по оси X, рентгеновская пленка расположена в плоскости ZY.

На основе теории упругости разработаны методы определеняя напряжений по смещению линий на рентгенограмме для различных случаев .*

При изучении линейнонапряженного состояния и суммы глав­ ных напряжений при плосконапряженном состоянии в плоскости внешней поверхности образца используется метод двух съемок.

При применении этого метода необходимо получить два рентге­ новских снимка, один — от напряженного, другой — от ненапря­ женного образца, и измерить значения межплоскостных расстояний.

При приложении напряжения межплоскостное расстояние между атомными плоскостями, лежащими параллельно внешней поверх­ ности образца, изменяются от d0 до di.

Сумма главных напряжений в поверхностном слое образца (oi + + о,) вычисляется по формуле

где v — коэффициент Пуассона;

Е — модуль нормальной упругости материала.

Уравнение (96) является приближенным, не учитывающим том,

что отражающие плоскости в материале не строго параллельны внешней поверхности образца. Следует отметить, что точность урав­ нения (96) увеличивается с увеличением угла О.

Съемка рентгенограмм для определения межплоскостного раестояния di проводится в камерах обратной съемки (например типа

КРОС).

Отражения, которые наиболее рационально использовать для определения напряжений в различных материалах, приведены

в табл. 46.

Наибольшая точность определения напряжений, получаемых методом перпендикулярной съемки, составляет ±2 кг/мм2 для сталь­

ных образцов, что соответствует точности определения d = ±10-4А.

Для точного определения геометрических параметров съемки (например расстояния от образца до пленки) и изменения межпло­ скостных расстояний применяют съемку с эталоном. В качестве эталона обычно применяется тонкий слой металла, нанесенный рас­ пылением на поверхность исследуемого образца. Так, при исследова­ нии напряжений в стали, алюминии, дуралюмине, латуни и других

сплавах в качестве эталона целесообразно применять покрытия из

золота, серебра или алюминиевую фольгу.. Эти материалы удобно

применять в качестве эталонов, так как они дают при больших углах отражения, применяемых при прецизионной съемке, линии под

углами, близкими к О для линий исследуемых сплавов. Углы отражания для некоторых эталонов приведены в табл. 47.

1 При условии чистого сдвига (щ = —а») сумма главных напряжений

равна нулю и смещения линий не наблюдается. (Прим, ред.)

175