ветствующей ф = фо — ц (графа 2), для разных значений угла коле бания б. Расчет проведен для оптимальной величины ф = 45°.
При определении |
составляющей |
|
|
|
|||
напряжения сгф методом перпендику |
|
|
|
||||
лярной и наклонной съемки и при |
|
|
|
||||
менении колебаний пленки для унич |
|
|
|
||||
тожения |
влияния |
больших |
разме |
|
|
|
|
ров зерна необходимо вводить по |
|
|
|
||||
правку, |
зависящую |
от |
соотно |
|
|
|
|
шения |
знаков |
и |
абсолютных |
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 48 |
|
|
|
|
Угол |
Дгр0' |
|
Д<р° |
|
|
|
|
колебания |
|
|
|
|
|
|
|
6° |
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Образец |
|
10 |
0,1 |
|
2,0 |
2,8 |
Фиг. |
69. Схема образования |
|
30 |
1,3 |
|
5,9 |
7,9 |
дифракционных |
колец при на |
|
45 |
2,8 |
|
8,5 |
10,8 |
|
клонной |
съемке. |
величин напряжений в направлениях ср и <р |
+ 90°, т. е. |
оф + 90= |
|||||
Для случая съемки стали на кобальтовом излучении, угла наклонной
съемки фо = 45°, |
измерения угла на стороне кольца, для которого |
|
ф = 45° |
т], и |
размаха колебаний пленки ±30° зависимость по |
правки от величины К приведена ниже.
Величина К .................... |
—6 |
—3 |
0 |
+3 |
+6 . |
Поправка в % .................... |
+3,4 |
+2,5 |
+1-4 |
0,5 |
—0,5 |
Пример образования дифракционных колец при наклонной
съемке дан на фиг. 69. На схеме приведен случай съемки стали с зо лотым эталоном. Для установления истинного расстояния от облу чаемой части образца до пленки измеряют радиус эталонного кольца
г и радиус кольца для образца (г — s). Измерение расстояния между линиями образца и эталона с одной стороны дифракционных колец
позволяет рассчитать межплоскостное расстояние |
d для угла ф = |
= (фо+«), измерения с другой стороны дают |
значения d для |
ф = (фо — Т]). |
|
Точность определения межплоскостных расстояний 10 А соответ ствует точности измерения напряжений при фо = 45° ±1,7 кг/мм2.
Следует отметить, что угол наклонной съемки фо, составляющий обычно для стали 45°, может быть и другой величины.
При практическом применении метода наклонных пли косых
съемок вычисления обычно проводят не непосредственно по формуле
(97), а с применением различного вида поправочных графиков, по-
181
-строенных для конкретных условий съемки и облегчающих вычис
ления.
Промер рентгенограмм проводится обычно визуально, при по мощи линейки пли компаратора; в случае расширенных линий (раз мытого 2£а-дублета) промер проводится с помощью микрофотометра. В этом случае измеряется расстояние между максимумами интен
сивности.
В качестве примера измерения напряжения стф с помощью на клонной съемки рассмотрим проведенное М. Я. Фуксом и С. С. Дья ченко исследование остаточных напряжений, возникающих при то
чении стали.
Рентгенограммы стали марки 35ХНМ в отпущенном состоянии снимались на кобальтовом излучении с серебряным эталоном.
|
На |
перпендикулярных |
снимках |
|||
|
измерялось расстояние между ди |
|||||
|
фракционными кольцами (310) железа |
|||||
|
и (420) эталона, на наклонных сним |
|||||
|
ках проводилось по два измерения |
|||||
|
расстояния |
между |
кольцами со сто |
|||
|
роны, |
где |
ф = фо |
-|- ц и ф = фо — |
||
|
— ц, г] |
— 90° — 4. |
|
|
|
|
|
При наклонной съемке |
и измере |
||||
|
нии не |
диаметров колец, а расстоя |
||||
|
ний между кольцами большое значе |
|||||
|
ние для точности определения напря |
|||||
ний от прямого угла между кассе |
жений имеет соблюдение строгой пер |
|||||
пендикулярности кассеты |
к направ |
|||||
той и первичным пучком лучей |
лению первичного пучка лучей. |
|||||
на диаметр дифракционных ко |
||||||
лец. |
Влияние |
отклонений |
от перпен |
|||
|
дикулярности кассеты |
на |
расстоя |
|||
ние между линиями на рентгенограмме и, следовательно, на точ ность определения видно из рассмотрения схемы фиг. 70.
Обозначения на схеме: ОР — направление первичного пучка
рентгеновских лучей; SC и S'С' — сответственно, правильное и не правильное положения пленки; точки А и В — следы линий (331), (420) серебра; С — след линии (310) железа; А, В, С — положения точек А, В и С при неперпендикулярном расположении пленки со
стороны кольца, соответствующей ф = фо ц; А", В" и С" — то же для стороны кольца, соответствующей ф = фо — т]. Из рассмо трения схемы видно, что при неперпендикулярности пленки и пучка лучей расстояние между линиями с одной стороны кольца увели
чивается, а с другой — уменьшается. |
|
расстоя |
||
Степень перекоса пленки может быть выявлена по |
||||
нию между линиями эталонного |
вещества, и |
аналитически мо |
||
жет быть рассчитана поправка, которую следует вводить |
в |
изме |
||
ренное расстояние между линиями |
исследуемого |
образца |
и |
эта |
лона.
На фиг. 71 дан поправочный график для исправления резуль татов измерения расстояния между линиями при перекосе пленки.
182
На оси абсцисс отложено процентное изменение отношения рас стояний между линиями (331) и (420) эталона, на оси ординат —
поправка к измеренному расстоянию между линиями (420) эталона ж
(310) исследуемого образца.
Фиг. 71. График для введения поправки на неперпендикулярность пленки и первичного пучка лучей.
Вычисление значений межплоскостного расстояния, в данном слу
чае периода решетки а, из данных измерений рентгенограмм прово дится с помощью номограммы (фиг. 72), которая может быть приме нена для большого количества случаев исследования сплавов на железной основе со структурой феррита.
Фиг. 72. Номограмма для определения периода ре шетки стали (напряжений I рода) по разности диа метров дифракционных колец образца и эталона.
Для уточнения результатов можно использовать измерение не
скольких расстояний между различными дифракционными кольцами
и построить соответствующие номограммы.
Вычисление напряжений проводилось по формулам (96) и (97), которые, при данных условиях эксперимента приобретали вид:
для перпендикулярного снимка
(oi + о2) = —2,34 (аг — ао) |
(98) |
и, соответственно, для каждой из сторон дифракционного |
коль |
ца при наклонной съемке |
|
о = 0,83 («ч+п — ai) |
(99) |
183
о — 1,57 *®1) (100)
Точность определения напряжений составляла при данных усло виях эксперимента ±3 кг/мм2.
Кривые распределения остаточных напряжений в поверхностном слое стали при точении дапы на фиг. 73. Получено, что как осевые,
так и тангенциальные напряжения на поверхности детали являются
растягивающими; однако по мере увеличения расстояния от поверх ности величина напряжений уменьшается и напряжения меняют знак.
Величина напряжения <jv может быть определена методом одной наклонной съемки. В этом случае дифракционные кольца измеряются
Фиг. 73. Распределение остаточных напряжений I рода в поверхностном слое стали при точении.
с двух различных сторон. При этом методе съемки пучок лучей должен лежать в плоскости, содержащей нормаль и составляющую напряже ния аф, которая расположена под углом фо к нормали. Измерение дифракционных колец проводится с противоположных сторон, где фг = (ф0 — ц) и фг = (фо + ц), и вычисляются величины di и di.
Определение <тФ при этом проводится по |
формуле |
|
|||
' |
Е |
X/dr — d2\ |
1- |
(101) |
|
|
Д1+* |
d0 ) sin 2ф0 sin 2ц |
|||
Для обычно применяемого угла наклонной съемки фо= 45* |
соот |
||||
ношение (101) упрощается и принимает вид |
|
||||
°* |
/ |
Е \/d.— d2\ |
1 |
(102) |
|
= |
) |
sin 2ц |
|||
|
|||||
При этом методе, не требующем съемки при перпендикулярном
направлении луча, величина do не определяется специально для ненагруженного образца, а принимается табличное значение d для исследованного материала. Следует отметить, что точность метода одной съемки при расчете по уравнению (102) в 2 раза ниже, чем
184
точность метода двух съемок (в перпендикулярном и наклонном направлениях).
При применении колебания пленки обычно вносится поправка,
равная для оф у стали при "фо = 45° и угле размаха колебаний ±15°
величине 1,1%, при угле ±30°—4,5%.
Точность определения напряжений значительно увеличивается при использовании метода нескольких съемок в камерах обратной съемки с наклоном луча тр = 0; 30 и 45°. Расчетное уравнение в этом случае
С(М(!С в = |
+ |
1 |
(103> |
|
|
Е sin |
' |
sin |
' |
где угол скольжения |
определен |
для случая |
перпендикулярной |
|
съемки, "О' — для наклонной.
При этом методе проводят съемку шести рентгенограмм: двух— с направлением пучка перпендикулярно поверхности, двух — под
углом 30° (по обе стороны от нормали), двух — под углом 45° (также
по обе стороны от нормали). Поворот образцу производится, как обычно, в плоскости, содержащей направления первичного пучка и определяемого напряжения, относительно оси, лежащей на поверх
ности образца. При этом следует обращать особое внимание на пер пендикулярность пленки и пучка лучей. Расположение щели кол лиматора должно быть перпендикулярным длине прямоугольной пленки, оптимальная ширина щели 0,75 мм для перпендикулярной съемки и наклонной с ф = 30° и 0,50 мм для яр — 45°. При съемке
желательно проводить колебание образца в небольшом угловом ин
тервале (±1,25°). Наиболее удобным способом определения расстоя ния от образца до пленки в рассматриваемом случае является съемка
с эталоном.
Результаты измерения рентгенограмм наносятся на график
зависимости cosec й от sin2 ф. Величина о, как следует из соотно шения (103), может быть вычислена из угла наклона полученной прямой. Точность метода повышается за счет того, что положе ние прямой определяется двенадцатью точками (по две для каж дой рентгенограммы), в то время как при методе двух экспозиций, когда расчет фактически аналогичен, положение прямой опреде ляется двумя точками. При измерении расстояния между линиями с точностью 0,1 мм ошибка при измерении напряжений в алюми ниевых сплавах составляет ±0,5 кг/мм? прп малых напряжениях,
±1,5 кг/мм2 прп о = 15 кг/мм2 и ±3 кг!мм2 прп о = 30 кг/мм2.
Для стальных деталей, подвергнутых большим растягивающим
напряжениям, точность уменьшается примерно в 2 раза.
Раздельное определение главных напряжений
Если известны направления главных напряжений сп и ог, применяется метод двух съемок прп направлениях первичного пучка, составляющих определенные углы с направлением главного
напряжения ах.
185