RU1832189C - Method of roentgenodifractometric determination of superficial zone stress of articles or specimens of crystal or partially crystal materials - Google Patents
Method of roentgenodifractometric determination of superficial zone stress of articles or specimens of crystal or partially crystal materialsInfo
- Publication number
- RU1832189C RU1832189C SU894725441A SU4725441A RU1832189C RU 1832189 C RU1832189 C RU 1832189C SU 894725441 A SU894725441 A SU 894725441A SU 4725441 A SU4725441 A SU 4725441A RU 1832189 C RU1832189 C RU 1832189C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- angles
- reflection
- angle
- sample
- rotation
- Prior art date
Links
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к рбласти рент- геноструктурных исследований материалов, а более конкретно - к способам определени напр жений в поверхностных зонах изделий или образцов из кристаллических или частично кристаллических материалов. Цель изобретени - повышение точности при исследовании изделий или образцов с сильно искаженной или крупнозернистой структурой поверхностного сло и упрощение реализации. Дл этого производ т оп- ределение средней арифметической величины угла отражени при фиксированном угле наклона дл нескольких углов поворота издели или образца, полученных путем делени полного круга углов поворота на целое число, не меньшее трех, например на три иди на четыре, и по определенной величине на основе уравнений линейной теории упругости рассчитывают сумму нормальных напр жений в плоскости поверхности издели или образца. В случае неизвестности величины угла отражени дл ненапр женного состо ни материала издели или образца осуществл ют два цикла измерений при различных углах наклона издели или образца. 2 з.п. ф-лы.The invention relates to the field of X-ray diffraction studies of materials, and more particularly, to methods for determining stresses in the surface zones of articles or samples from crystalline or partially crystalline materials. The purpose of the invention is to increase the accuracy in the study of products or samples with a strongly distorted or coarse-grained structure of the surface layer and simplification of implementation. To do this, determine the arithmetic mean of the angle of reflection at a fixed angle of inclination for several rotation angles of the product or sample obtained by dividing the full circle of rotation angles by an integer not less than three, for example, three or four, and by a certain amount based on the equations of the linear theory of elasticity, the sum of the normal stresses in the plane of the surface of the product or sample is calculated. If the magnitude of the reflection angle is not known for the unstressed state of the material of the article or sample, two measurement cycles are carried out at different angles of inclination of the article or sample. 2 s.p. f-ly.
Description
Изобретение относитс к области рент- гекоструктурных исследований материалов, а более конкретно - к способам определени напр жений в поверхностных зонах изделий или образцов из кристаллических или частично кристаллических материалов.The invention relates to the field of X-ray structural studies of materials, and more particularly, to methods for determining stresses in the surface zones of articles or samples from crystalline or partially crystalline materials.
Цель изобретени - повышение точности при исследовании изделий или образцов с сильно искаженной или крупнозернистой структурой поверхностного сло и упрощение реализации.The purpose of the invention is to increase the accuracy in the study of products or samples with a strongly distorted or coarse-grained structure of the surface layer and simplification of implementation.
Способ заключаетс в измерении угла отражени от выбранной системы кристаллографических плоскостей при заданном угле наклона и нескольких углах поворота, причем углы поворота задают путем делени полного круга углов поворота на целое число, не меньшее трех, формировании средней арифметической величины V измеренных при заданных углах поворота углов отражени и определении суммы нормальных напр жений (7ц +022) из выражени The method consists in measuring the angle of reflection from the selected system of crystallographic planes for a given angle of inclination and several angles of rotation, and the angles of rotation are set by dividing the full circle of angles of rotation by an integer of at least three, forming the arithmetic mean value V measured at given angles of rotation of the reflection angles and determining the sum of normal stresses (7c +022) from the expression
ац+022 -«Д (-)ac + 022 - “D (-)
00 CJ00 CJ
юYu
00 Ч00 h
75- Ј2 7J-Sin2 + Јi75- Ј2 7J-Sin2 + Јi
где v0 - угол отражени от ненапр женного материала издели или образца, V Угол наклона, ei и EZ - известные рентгенографические посто нные упругости материала издели или образца.where v0 is the angle of reflection from the unstressed material of the article or sample, V The angle of inclination, ei and EZ are the known radiographic constant of elasticity of the material of the article or sample.
При этом, при неизвестности V0 производ т определение, средних арифметических величин углов отражени и v при двух посто нных углах наклона Vi и V сумму нормальных напр жений определ ют из выражени Moreover, if V0 is unknown, the arithmetic mean values of the reflection angles and v are determined for two constant tilt angles Vi and V, the sum of the normal stresses is determined from the expression
-ctg i ( + v#z) (iVi -) an + 022 -ctg i (+ v # z) (iVi -) an + 022
11
11
Ј2 Ј ( - Slf/Va)Ј2 Ј (- Slf / Va)
Кроме того, формирование средней величины угла отражени производ т путем измерени в режиме интегрировани при всех заданных углах поворота и при полном обороте издели или образца.In addition, the formation of the average value of the angle of reflection is carried out by measuring in the integration mode for all given angles of rotation and for a complete revolution of the product or sample.
Пример осуществлени 1.Embodiment 1
Исследованию подвергали поликристалл никел с крупнозернистой структурой , в которой средн величина зерен, определенна металлографическим методом , составл ет 22 мкм.A polycrystal of nickel with a coarse-grained structure was examined, in which the average grain size determined by the metallographic method was 22 µm.
С помощью дифрактометра с детектором в виде счетчика при использовании излучени CuKai и дифракции на кристаллографических плоскост х (420) на образце, не имеющем собственных напр жений , определ ют величину угла отражени v0 77,837°.Using a diffractometer with a detector in the form of a counter, using the CuKai radiation and diffraction on crystallographic planes (420) on a sample that does not have its own voltages, the reflection angle v0 is determined to be 77.837 °.
Затем образец подвергают механическому усталостному нагружению (одноосной нагрузке 300-ми циклами раст жение-сжатие при посто нной амплитуде пластической деформации Еа р 1, и разгрузке после максимального раст жени ), вследствие чего возникают собственные напр жени . В соответствии с изобретением, сумму нормальных напр жений в плоскости поверхности (стц +022) определ ют следующим образом.Then, the specimen is subjected to mechanical fatigue loading (uniaxial loading with 300 tensile-compression cycles with a constant amplitude of plastic deformation Еа р 1 and unloading after maximum tension), as a result of which self-stresses arise. According to the invention, the sum of the normal stresses in the surface plane (stc +022) is determined as follows.
Образец из обычного положени симметричного отражени наклон ли на угол ip 60° и измер ли углы отражени v под заданными углами поворота при использовании излучени Си Кои и отражени от плоскостей (420).A sample from the usual position of symmetric reflection was tilted by an angle of ip 60 ° and the reflection angles v were measured at the given rotation angles using X-ray radiation and reflection from planes (420).
Эти заданные углы поворота получают путем делени полного круга угла поворота (р на три или четыре части. Дл случа делени на три заданные углы поворота составл ют ро - 0°, ро + 120° ро+240°. На измеренных при этих углах поворота величин углов отражени формируют среднюю арифметическую величинуThese desired angles of rotation are obtained by dividing the full circle of the angle of rotation (p into three or four parts. For the case of dividing by three, the specified angles of rotation are po - 0 °, po + 120 ° po + 240 °. On the values measured at these rotation angles reflection angles form the arithmetic mean
V ( + Vifo + 120° + Wpo + 240°)/3 (1)V (+ Vifo + 120 ° + Wpo + 240 °) / 3 (1)
Эта величина v- 77,844°. Величина угла отражени св зана со средней величи- ной деформации кристаллической решетки Т соотношениемThis value is v- 77.844 °. The value of the reflection angle is related to the average strain of the crystal lattice T by the relation
-ctg v0(v-v0)e.(2)-ctg v0 (v-v0) e. (2)
Сумму нормальных напр жений (an +022) теперь можно определить из из- вестного уравнени линейной теории упругостиThe sum of normal stresses (an +022) can now be determined from the well-known equation of the linear theory of elasticity
С711+022 -;т- --, (3)C711 + 022 -; t- -, (3)
Ј2 Јsln2V + eiЈ2 Јsln2V + ei
где Јi и Ј2 - рентгенографические посто нные упругости, соответственно равные дл никел Јi -1,48 10 6мм2/Ни Ј2 13,22 мм2/Н (4). Дл описанного случа величина (an + сиг) -26,4 Н/мм2.where Јi and Ј2 are the radiographic constant of elasticity, respectively equal for nickel Јi -1.48 10 6 mm2 / Ni Ј2 13.22 mm2 / N (4). For the case described, the value of (an + sig) is -26.4 N / mm2.
Во втором случае использован начальный угол поворота fo - 60° при том же делении полного круга углов поворота. Средн арифметическа величина угла отражени , определенна дл этого случа ,In the second case, the initial rotation angle fo - 60 ° was used with the same division of the full circle of rotation angles. The arithmetic mean of the reflection angle determined for this case,
составл ет 77,845°, а искома сумма нормальных напр жений равна -30,1 Н/мм2.is 77.845 °, and the desired sum of normal stresses is -30.1 N / mm2.
В третьем случае использован начальный угол поворота уь - 30° при делении полного круга на четыре, т.е. измер ли углыIn the third case, the initial angle of rotation yb - 30 ° was used when dividing the full circle by four, i.e. measured angles
отражени при углах поворота ро - 30°, ро + 90°, р0 + 180°, фо + 270°. Средн арифметическа величина v - 77,844°, и сумма нормальных напр жений составл ет -26,4 Н/мм2.reflections at angles of rotation p0 = 30 °, p0 + 90 °, p0 + 180 °, f0 + 270 °. The arithmetic mean value of v is 77.844 ° and the sum of normal stresses is -26.4 N / mm2.
В четвертом случае начальный угол поворота р0 45° при делении полного круга на четыре. Средн арифметическа величина угла отражений составл ет 77,844°, а сумма нормальных напр жений -26,4In the fourth case, the initial angle of rotation is p0 45 ° when dividing the full circle by four. The arithmetic mean of the angle of reflection is 77.844 °, and the sum of normal stresses is -26.4
Н/мм2.N / mm2.
Таким образом, имеет место хорошее совпадение получаемых результатов. Пример осуществлени 2.Thus, there is a good agreement between the results obtained. Embodiment 2
В том случае, когда не известен угол отражени V0 дл ненапр женного состо ни , сумму нормальных напр жений определ ют за два измерительных цикла.In the case where the reflection angle V0 for the unstressed state is not known, the sum of the normal stresses is determined in two measurement cycles.
Первый измерительный цикл можно реализовать соответственно первому случаю первого примера осуществлени , т.е. при угле наклона р - 60 и измерении угла отражени при углах поворота - 0°, фо +The first measurement cycle can be implemented according to the first case of the first embodiment, i.e. at an inclination angle p - 60 and measurement of the angle of reflection at rotation angles - 0 °, ph +
+120°, ро + 240°. При этом определ ют первую среднюю арифметическую величину угла отражени и соответствующую ей среднюю величину деформации кристаллической решетки Ј1, выражают в виде+ 120 °, ro + 240 °. In this case, the first arithmetic mean value of the reflection angle and the corresponding average strain value of the crystal lattice Ј1 are determined, expressed as
efteft
/И ctg lfyi-v#z/ And ctg lfyi-v # z
/vi + M/M - Vo ctg I У 2 У I vy,/ vi + M / M - Vo ctg I Y 2 Y I vy,
(4)(4)
В выражении (4) неизвестный угол V0 отражени в аргументе котангенса с хорошим приближением замен етс на среднюю арифметическую величину ,vft средних углов отражени , определенных в обоих измерительных циклах.In expression (4), the unknown reflection angle V0 in the cotangent argument is replaced with a good approximation by the arithmetic mean value, vft of the average reflection angles determined in both measurement cycles.
Во втором измерительном цикле угол наклона ft - 30°, а измерени углов отражени производ тс при аналогичных услови х . При этом определ ют вторую среднюю арифметическую величину vfa угла отражени , из которой формируют выражение дл второй величины средней деформации кристаллической решетки fafa + УФ2In the second measurement cycle, the inclination angle ft is 30 °, and reflection angles are measured under similar conditions. The second arithmetic mean value vfa of the reflection angle is determined from which the expression for the second mean strain value of the crystal lattice fafa + UV2 is formed
eft ctg I 2 1 v0 -ctgeft ctg I 2 1 v0 -ctg
frfr +Уфз ( 2 )frfr + UVZ (2)
Ґ.Ґ.
СГ11 +022 SG11 +022
J Ј2 (Sin2 ft Sin2 ft)J Ј2 (Sin2 ft Sin2 ft)
- ctg 3 (yft +vtfaft (vft ) - ctg 3 (yft + vtfaft (vft)
E2 т (Sin2 ft Sin2 ft)E2 t (Sin2 ft Sin2 ft)
(6)(6)
Путем формировани разности (4) и (5) получаютBy forming the differences (4) and (5) get
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU894725441A RU1832189C (en) | 1989-07-26 | 1989-07-26 | Method of roentgenodifractometric determination of superficial zone stress of articles or specimens of crystal or partially crystal materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU894725441A RU1832189C (en) | 1989-07-26 | 1989-07-26 | Method of roentgenodifractometric determination of superficial zone stress of articles or specimens of crystal or partially crystal materials |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU1832189C true RU1832189C (en) | 1993-08-07 |
Family
ID=21464063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU894725441A RU1832189C (en) | 1989-07-26 | 1989-07-26 | Method of roentgenodifractometric determination of superficial zone stress of articles or specimens of crystal or partially crystal materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU1832189C (en) |
-
1989
- 1989-07-26 RU SU894725441A patent/RU1832189C/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Патент DD № 259919, кл. G 01 N 23/20, 1985. Dbfle H., Hank V. Rontgenographische Spannungsermittlung fur Elgenspannungs- systeme allgemeine Qrientierung HTM 31 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Gardner et al. | The hydrogen bonding in native cellulose | |
| Ma et al. | Residual stress measurement in textured thin film by grazing-incidence X-ray diffraction | |
| Dawson et al. | An electron microscope study of synthetic graphite | |
| RU1832189C (en) | Method of roentgenodifractometric determination of superficial zone stress of articles or specimens of crystal or partially crystal materials | |
| Godfrey et al. | Disc flexure tests for the evaluation of ceramic strength | |
| Ladizesky et al. | Determination of Poisson's ratio and Young's modulus of low-density polyethylene | |
| Tao et al. | Non-destructive evaluation of residual stresses in thin films via x-ray diffraction topography methods | |
| Beu et al. | Precise and accurate lattice parameters by film powder methods. I. The likelihood ratio method | |
| Wunderlich et al. | Interference microscopy of crystalline high polymers. Determinations of the thickness of single crystals | |
| Oda et al. | X‐ray diffraction relaxation of polyethylene | |
| EP0961931B1 (en) | Method of standard-less phase analysis by means of a diffractogram | |
| Harker et al. | Residual stress measurements on polycrystalline diamond | |
| François et al. | The influence of cylindrical geometry on X-ray stress tensor analysis. I. General formulation | |
| Rittenhouse et al. | Comparison of Pole Figure Data Obtained by X-ray Diffraction and Microhardness Measurements on Zircaloy-2 | |
| He | Stress measurement | |
| Fujii et al. | Density measurements of silicon crystals by hydrostatic weighing [for Avogadro constant determination] | |
| Rymer et al. | Determination of the crystal structure of gold leaf by electron diffraction | |
| US5286777A (en) | Preparing a dye-containing polymer | |
| Nussinovitch et al. | Model for calculating the compressive deformability of double-layered curdlan gels | |
| Ward et al. | A constant stress apparatus for the study of the creep properties of plastics | |
| Sung | Structure and properties of collagen and gelatin in the hydrated and anhydrous solid state. | |
| Calow et al. | The sizing and mechanical testing of whiskers of α-Al2O3 | |
| SU1499168A1 (en) | Method of determining fatigue damage of material | |
| SU1455229A1 (en) | Method of determining stresses in case of elastic load of specimen | |
| Chvalun et al. | Structural aspects of the elastic loading of highly-oriented polyethylene single crystal mats |