Способ измерения напряжений
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБГЕтЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
««11737818 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 121277 (21) 2553671/18-25 . (51)М, Кл. с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет
G 01 N 23/205
Государственный комитет
СССР по делам итооретений и открытий
Опубликовано 300580. Бюллетень ¹ 20
Дата опубликования описания 3Q05.80 (53) УДК 548.73 (088. 8) (72) Авторы изобретения
И.И. Дерявко и A.Ã. Ланин (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ
2 егистрирующего устройства, причем еличина напряжений определяется веичиной смещения интерференционной инии от образца относительно этой е линии эталона (4).
Все укаэанные способы характериуются относительной сложностью сисем регистрации диффагированного изучения и обработки данных. В спооб (5) неудобством .«вляется нестбодимость эталонных измерений.
Наиболее близким техническИм ре- ением является способ измерения наряжений, заклюЧающийся в том, что роиэводят рентгенографирование обазца под двумя различными углами налона и измеряют смещения интерференионной линии, по которым судят о величине напряжений в образце.
Недостатком способа является присутствие ошибок в измеряемых величинах напряжений при недостаточно надежной юстировке образца в поворотном узле камеры (конкретнее, при неточном выведении исследуемого участка поверхности образца на ось поворотного уэа камеры), поскольку недостаточная стировка приводит к неучитываемым изменениям расстояния образец — плена R при переходе от одного угла
Изобретение относится к рентгено- р структурному анализу и может исполь-« в зоваться для определения напряжений л в образцах. л
Известен способ измерения напряже- 5 ж ний, заключающийся в том, что на образец направляют два пучка рентгенов- э ских лучей под разными углами и ре- т гистрируют смещение выбранной интерфе- л ренционной линии с использованием во-10 с локонной оптики как составной части х регистрирующего устройства (.1).
Многочисленные .способы измерения Ш напряжений связаны .с использованием п дифрактометрических средств регистра-15 rt ции при использовании не менее двух р пучков рентгеновского излучения и к
„.. равного количества детекторов (2). ц
Известен способ измерения напряжений, заключающийся в том, что íà 20 образец направляют один пучок рентгеновского излучения и несколькими де текторами регистрируют дифрагированное в различных направлениях излучение одной и той же интерференцион- 25 .ной линии (3).
Развитием этого способа является л использование координаточувствитель- ю ных детекторов, которые обеспечивают измерения без каких-либо перемещений 30 к
737818 к другому, а следовательно, и к неучитываемым смещениям дифракционной линии относительно реперной отметки.
Это особенно существенно в случае неплоской поверхности рентгенографируемого участка образца, так как надежная юстировка таких образцов представляет собой самостоятельную сложную задачу.
Цель изобретения заключается в том, чтобы повысить точность измерений эа счет исключения зависимости результатов от расстояния образец— пленка.
Поставленная цель дости. ается тем, что в способе измерения напряжений, заключающемся в рентгенографировании 15 образца под двумя различными углами наклона, измерения смещений интерференционных линий, по которым судят о величине напряжений в образце, рентгенографирование производят под угла- 20 ми + (90 — 6„„С ) v — 3 (90 — 9%1<(! ) где О),), — брегговский угол для выбранной интерференционной линии и длиньг волны рентгеновского узлучения, фотографическую регистрацию осуществляют на разные участки пленки для каждого угла рентгенографирования, лежащие по разные стороны от плоскости, перпендикулярной оси наклона образца.
Способ включает рентгенографирование образца на плоскую пленку обратной съемкой под двумя различными углами наклона образца ) относительно падающих лучей и вычисление напряжений иэ найденного смещения abhor интерференционной линии (ЫМ ) при пе-реходе от одного угла к другому, причем рентгенографирование образца на верхнюю и нижнюю половины пленки проводят при наклонах его соответст- 40 венно на углы )Ъ = .г(90 — 9, ) и )Ъ вЂ” ТЗ (90Π— 9,, ), где 9, д брэгговский угол для интерференционной линии и длины волны излучения, после чего измеряют. величины и знаки смещений dq дифракционной линии на нижней половине пленки относительно ее положения, на верхней половине как на правой (8 ), так и на ле6+Р
50 вой (ä ) сторонах пленки и находят
ИсС искомое смещение ЧЬИ по формуле
То есть, в данном способе . интерференционная линйя образца иСпользуется одновременно и как реперная отметка, и как линия для нахож- 60 дени я смещения д Ь kt, для чего углы наклона J5 выбраны равными ) 1
«+(90 — 9(д(у ) и „ Ь = + 3 (90 -Оц ), а ренгтенографирование при этих двух углах проводится соответственно на 65 верхнюю и нижнюю половины пленки. В результате таких операций на левойстороне пленки будут зафиксированы (одна под другой) интерференционные линии, образованные отражениями от плоскостей (hk0), расположенных.под углами г, Чг - 2 (90o — g><< ) к поверхности образца, а на правой стороне — линии, образованные отражениями от плоскостей (hkf ), расположенных под углами Ч = 0 и Чг4 4(90 — 8),, ).
Таким образом, интерференционные линии на левой стороне пленки будут служить своеобразными реперными линиями для учета изменения расстояния образец-пленка прн наклоне образца на новый угол. Действительно, если расстояние R остается неизменным при обоих углах наклона, то смещение линий относительно друг друга на левой стороне рентгенограммы будет от сутствовать (т.е. Я „ = О) и тогда величину и энаК напряжений можно определить по смещению положения линий друг относительно друга на правой г стороне, рентгенограммы. Если же расстояние R не остается неизменным, это можно участь при совместном изи+% R мерении д(1 н Q gg . То есть, в наиболее общем случае измеряют смещения линий на нижней половине пленки по отношению к положению этих линий на верхней ее половине как на правой (0 ), так и на левой (0), ) сторонах пленки (смещения считают положительными, если линия смещается d ã центра рентгенограммы) и определяют величину и знак искомого смешения гэ+ о линии 4(, в виде д4АЕ = д -о) .
Далее, зная величину и знак смещения д), Е, вычисляют величину и знак напряжений по формуле
Формула получена подстановкой в известную зависимость
cthe>«v „„
Е
ZC(tC 1 яе % -siicue нас величин Ч = М 0 и Я" = Ч 4.
2 М (90 — Bgy ) и проведением соответствующих тригонометрических преобразований.
На фиг . 1 показана геометрия съемки и ход лучей при съемке с наклоном образца на угол,. на фиг. 2 — вид рентгенограммы после рентгенографирования при угле наклона p„; на
Фиг. 3 — геометрия съемки и ход лучей при съемке с наклоном образца на угол Pg, на Фнг. 4 — вид рентгенограммы после рентгенографирования при углах, наклона j>< к (.
Выбор указанных углов наклона обгразца Pq .. т (90гг — 6),к() и (--+ 3
737818 (90 — 9, ) накладывает ограничение на выбор дифракционной линии (ЫИ ) образца,. по которой ведется анализ.
Действительно, поскольку при наклоне образца на угол 3 (90 - B e ) угол между поверхностью образца и отраженным лучем должен оставаться не меньшим 5 т.е. должно выполняться услоо вие (180 - 2 9, С ) + 3 (90 - g ge)+
+5 90, то брегговский угол у выбранной линии должен быть не меньшим
73 (2 ВЪМ)/146О) Поэто у перед проведением рентгенографирования необходимо предварительно выбрать дифракционную линию, удовлетворяющую условию 6)., Ъ 73О, Пример . Для измерения осевых напряжений на боковой поверхности цилиндрического образца из стали 4х13 была выбрана линия (211) С((íà Cr-излучении (B2 х 77,5) . Далее наклоняли образец йэ перпендикулярного положения вправо на кгол 12,5 т.е. на (90 -9 „, ), закрывали нижнюю половину пленки и рентгенографировали .образец на верхнюю половину, затем поворачивали его влево от перпендикулярного положения на угол 37,5а т.е. на 3 (90 — 92„1 ), закрывали верхнюю о половину пленки и рентгенографировали образец на нижнюю половину. Измеряя.смещения. о а8+В р
"цс И.е и (з, получили следующие величины (средние иэ десятикратных замеров с помощью компаратора): д (+ — О, 37 мм, О „
= + 0,О5 мм. определили смещение
gfqke = 0 ><< — Я вЂ” О, 37- О, 05
0,42 мм. Расстояние R о пределили с точностью + 0,8 мм. ПолуЧили:В 71 мм
Далее по формуле. определили величину и знак осевых напряжений б7 .
218ОО
16И (i+o,28).044 ° (од 6) =55p.(-О М=-(Ь Кг(мм.
Использование предлагаемого способа измерения Напряжений обеспечивает по сравнению со способом-прототипом следующие преимущества.
Исключаются случайные ошибки, связанные с изменением расстояния образец-пленка при переходе от одного!
Угла к другому, поскольку любое из менение расстояния R будет зафиксировано на левой стороне пленки в виде смещения Д), %
Упрощается процесс измерения напряжений, так как в предлагаемом способе нет необходимости в юстировке образца в поворотном узле камеры.
Предлагаемый способ может быть реализован в камерах, не имеющих юстируемого поворотного устройства, и даже в камерах, не имеющих поворотного устройства вообще (достаточно установить поверхность образца любым иэ известных способов под вычисленнйми углами наклона Ь„ и P<).
Формула изобретения
Способ измерения напряжений, за20 ключающийся в том, что производят рентгенографирование образца под двумя различными углами наклона, измеряют смещения интерференционной линии, по которым судят о величине напряжений в образце, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерений эа счет ис» ключения зависимости результатов от расстояния образец-пленка, рентгенографирование производят под углами (90 — (3tae ) и - 3 (90 — ewae ), где B> 40 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Заявка Японии tC 52-19477, кл. G 01 N 23/207, опублик. 1977. 2. Патент США Р 2828470, кл. 250-515, опублик. 1959 ° 3. Заявка Японии Р 52-22553, кл. G 01 N 23/207, опублик. 1977. 4. Патент Великобритании 9 1460859, кл. G 1 А, опублик. 1977. 5. Русаков А.А. Рентгенография металлов, М., Атомиэдат, 1977, 50 c 291- 293 (прототип) . 737818 Заказ 2653/24 Тираж 1019 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская нрб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель К. Кононов Редактор Н. Коляда Техред.Н.Бабурка Корректор М. Шароши I
