文档介绍：淬火钢的宏观内应力测定实验报告
淬火钢的宏观内应力测定实验报告
淬火钢的宏观内应力测定实验报告
淬火钢的宏观内应力测定
实验报告
实验目的
1、了解金属减的急缓程度就反映了应力值的大小变化如图4。
图3 倾角为ψ方向应变示意图
淬火钢的宏观内应力测定实验报告
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图4 衍射晶面方位角和应力方向平面
X 射线穿透深度小,仅薄表层被照射，处于平面应力状态σ３ =0，在ψ＝9０°时，根据应力应变基本关系式,由弹性力学可得:
（式1）
表层应力、应变状态
其中,为待测方向的方向余弦，大小分别为：
(式２)
将式２和应力应变关系式代式1，并化简得得:
(式3）
由于考虑的是平面应力，因此
（式4)
将式4代入式3,得（式5）
对两边偏导得：（式6）
因为式中和分别代表待测方向上的衍射面HKL在有和
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没有宏观应力时的面间距。
由布拉格方程两边变分推得:则
（式7)
式中，和分别代表待测方向上的衍射面ＨKＬ在有和没有宏观应力时的衍射角。
将式7代入式６化简得 （式８)
设可以把式8简化为:
式中 K——Ｘ射线应力常数,MPa／(°)
M——在不同Ψ方向测定的衍射线角与直线关系的斜率。
如果知道了X射线应力常数K，又在-45°～+45°范围选择若干个Ψ方向测量衍射线角，作出与之间的相关直线(2θ—),并求斜率，就可以计算出值。２θ—直线一般用两点法或多点法做出。
两点法:即＝0°、=４5°，分别测定2。过两点做出直线,求得斜率。
多点法：即取＝0°、15°、３0°、4５°等，分别测定各自对应的衍射角2,运用线性回归法做出直线，求得斜率。
（三)、试样要求与表面处理：
常规的X射线应力测试是对无粗晶、射线穿透深度范围内是均匀连续和各向同性、无织构材料有效。对钢材,Ｘ射线穿透μm至十几μm的深度，测试是这个深度范围的平均应力。
机加工而在材料表面产生的附加应力层可达10０μm，需要对试样表面进行处理。方法是用电化学或化学腐蚀等手段,去除表面存在附加应力层。要求试样表面必须光滑，没有污垢、油膜及厚氧化层等。
测试机加工、喷丸、表面处理等工艺处理后的表面应力,表面不 作任何处理，小心保护原始状态;凡需要修磨的,可以利用现场金相所配置的电动工具，在达到金相检验标准后再作短暂电解抛光。
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对于钢铁材料，只为除锈，不伤及金属表面的办法是用稀盐酸腐蚀。 测定应力沿层深分布，可用先用机械法快速剥层至一定深度,再电 解腐蚀方法进行逐层剥离，然后进行应力测量。应对剥层后应力释放作校正。
五、实验方法和步骤
１、选择Coupleｄ２theｔa／ｔｈeta扫描模式，例如为35°至13０°，步长为0．０2°。从衍射谱中找到衍射峰位靠后而且较强的峰,确定扫描范围。(注：应力测量应该用高角度的衍射峰,越高越好）。
2、在XＲＤ wiｚard中进行测试参数设置：
(１)打开XRD wｉｚard 软件，点击Nｅw—〉ｓtress在出现的界面上（图5）,如果没有需要改的参数，点击OK即可。
图5
(2）在达芬奇界面上（图6)，前置Tｗin选择狭缝光路0．5度；；探测器可以选择一维固定扫描（fｉxed ｓｃａn)或连续扫描，取决于衍射峰的宽度。
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图6
(3） 在detector selectioｎ上选择PSD LYNXEYE，PSD electrｏｎic wiｎｄｏw 选择Ｕse defａuｌt(图７)。
图7
(4）Deｔecｔor界面设定探测器的能量分辨率,根据材料的要求选择能量窗口,例如Cｕ靶Fｅ样