机械加工状态对XRD测量残余应力的影响1-刘竞艳PPT资料.ppt
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几个晶粒范围内存在并保持平衡的应力,应力的作用与平衡范围较小,IIII类应力存在引起衍射谱线宽化,导致微观应变即晶格畸变。
n第IIIIII类应力:
一个晶粒晶胞尺寸数量级范围内存在并保持平衡的应力,是原子之间的相互作用静应力引起,是一种微观应力。
1引言测定宏观残余应力盲孔法(有损)X射线衍射法超声法磁性法.1引言1引言X射线应力测定的基本原理的基本思路是1)一定应力状态引起材料的晶格应变和宏观应变是一致的。
2)晶格应变可以通过X射线衍射技术测出;
宏观应变可根据弹性力学求得。
3)从X射线法测得的晶格应变可推知宏观应力。
基本原理本实验采用侧倾法测定样品残余应力侧倾法同倾法问题的提出残余应力测定表面喷丸处理测样品内部残余应力采用X射线法测定宏观残余应力。
直接测定钛合金样品表面如何处理?
需要第一手资料2实验方法本实验采用BrukerD8ADVANCEX射线衍射仪进行宏观残余应力测定,采用侧倾法测定TC4材料中宏观残余应力,Cu靶辐射,选取该材料中相(213)晶面衍射峰。
本实验对采用不同加工方法(车削、磨削、砂纸磨光、机械抛光、金相腐蚀)所制备的样品表面进行残余应力测定,以探索不同加工方法对样品表面的影响,寻找XRD实验合适的实验条件,为今后的科研及生产提供实验基础保障。
采用X射线测定材料中残余应力,由于X射线在金属中穿透深度很小(纯钛中约为6m)加工后样品表面残余应力全部为样品加工所形成的。
经过抛光并表面腐蚀的样品则消除了表面加工应力的影响。
3实验结果3.1加工状态对2扫描的影响a:
车床加工;
b:
磨床加工;
c:
1000#砂纸磨光;
d:
机械抛光;
e:
金相腐蚀五种加工状态对XRD2扫描峰形结果的影响随着加工手段的改变,衍射峰半高宽变小,表明随着加工手段的改进,各种加工手段对样品表面的损伤逐渐减小,在经过金相腐蚀之后,样品表面加工应力被完全消除,有利于更加准确和真实地测定表征样品残余应力情况。
a:
金相腐蚀加工表面状态对衍射峰半高宽的影响3.2残余应力计算结果车削加工在样品表面形成了-544.0MPa的压应力,表明样品经过车床加工后表面所受的损伤最大,从而对样品残余应力测定的结果影响最大。
在车削加工表面再次经过磨削加工后样品表面存在-213.5MPa的残余压应力,表面残余应力大幅度减低。
经过磨床一次加工后,改善了车床加工的表面状况,磨床加工对样品表面的损伤相对车床加工要低一些。
在砂纸、抛光、腐蚀等加工过程中样品表面的残余应力逐渐趋于稳定。
不同加工状态表面残余应力的计算结果a:
金相腐蚀经过车床加工的样品数据散乱度比较大,磨削加工及金相砂纸加工后数据逐渐集中,抛光及腐蚀后样品表面残余应力测试数据最为集中。
因此,为了获得更加精确的测量数据,在测定样品残余应力时,对样品表面进行抛光及腐蚀处理是必要的。
五种加工状态残余应力拟合曲线a:
金相腐蚀(灰色线为实测数据曲线,蓝色直线为拟合直线)4.结论样品在经过车削加工后,不但在样品表面形成了很大的宏观应力,也形成了微观应力,微观应力影响衍射峰的形状,使衍射峰变宽,强度变低,进而使K1、K2双线无法分离,影响衍射峰峰位准确度,从而使残余应力数据呈现一定的分散性,最终影响到残余应力的计算结果。
相对而言,抛光和腐蚀处理后的加工状态,对XRD测量残余应力的影响较小,能够较为真实的反映样品内部真实的应力状况。
因此为了得到一个较好的2扫描和宏观残余应力数据结果,XRD实验样品表面应该进行抛光处理或进行金相腐蚀。
4.结论机加工而在材料表面产生的附加应力层,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。
西北有色金属研究院西北有色金属研究院材料分析中心材料分析中心简介简介材料分析中心简介材料分析中心简介11、历史沿革:
、历史沿革:
1966年年第二研究室(化学分析)和第三研究室(金属物理)第二研究室(化学分析)和第三研究室(金属物理)1965年年物理化学研究室物理化学研究室1994年年应用化学研究所和材料物理研究所,搬迁西安应用化学研究所和材料物理研究所,搬迁西安1998年年化学物理研究所化学物理研究所2000年年更名为理化检验中心更名为理化检验中心西北有色金属研究院西北有色金属研究院2004年年成立材料分析中心成立材料分析中心2018年年西安汉唐分析检测有限公司西安汉唐分析检测有限公司西北有色金属研究院材料分析中心西北有色金属研究院材料分析中心工业(稀有金属)产品质量控制和技术评价实验室工业(稀有金属)产品质量控制和技术评价实验室核工业用金属材料分析检测与评价中心核工业用金属材料分析检测与评价中心中国有色金属工业西北质量监督检验中心中国有色金属工业西北质量监督检验中心陕西省有色金属产品质量监督检验站陕西省有色金属产品质量监督检验站陕西省有色金属材料分析检测与评价中心陕西省有色金属材料分析检测与评价中心稀有金属检测信息化管理及共享平台稀有金属检测信息化管理及共享平台材料分析中心简介材料分析中心简介材料分析中心简介材料分析中心简介22、资质能力、业务范围及人才队伍:
、资质能力、业务范围及人才队伍:
工业(稀有金属)产品质量控制和技术评价实验室工业(稀有金属)产品质量控制和技术评价实验室中国有色金属工业西北质量监督检验中心中国有色金属工业西北质量监督检验中心陕西省有色金属产品质量监督检验站陕西省有色金属产品质量监督检验站陕西省有色金属材料分析检测与评价中心陕西省有色金属材料分析检测与评价中心陕西省核工业用金属材料检测与评价服务平台陕西省核工业用金属材料检测与评价服务平台陕西省稀有金属材料安全评估与失效分析中心陕西省稀有金属材料安全评估与失效分析中心钛及钛合金加工产品生产许可证检验机构实施单位钛及钛合金加工产品生产许可证检验机构实施单位铜及铜合金加工产品生产许可证检验机构实施单位铜及铜合金加工产品生产许可证检验机构实施单位(西北有色金属研究院)具具备备安安全全评评估估和和失失效效分分析析基基础础和和能能力力材材料料分分析析中中心心中心人才团队及条件基础:
中心人才团队及条件基础:
实验室面积3000平方米,固定资产3000万元,采用国内先进LIMS管理系统,拥有国内、外先进仪器设备60多台套,科技人员42名,教授、高工11人,博士、硕士19名。
中心架构:
u化学检测室u物理检测室u粉末专业检测组u腐蚀专业检测组u业务管理室业务范畴:
业务范畴:
金属材料及矿冶产品、政府执法机关和企事业单位:
分析检测与评价鉴定检验仲裁检验产品质量认证其他重要产品的委托检验材料分析中心简介材料分析中心简介44、仪器设备:
、仪器设备:
电感耦合等离子体原电感耦合等离子体原子发射光谱仪子发射光谱仪电感耦合等离子体质谱仪电感耦合等离子体质谱仪直流电弧原子发射光谱仪直流电弧原子发射光谱仪X-射线荧光光谱仪射线荧光光谱仪氧、氮分析仪氧、氮分析仪碳、硫分析仪碳、硫分析仪氢分析仪氢分析仪材料分析中心简介材料分析中心简介金相显微镜金相显微镜JSM-6460扫描电镜扫描电镜JSM-6700扫描电镜扫描电镜原子力显微镜原子力显微镜XPS-AES连用仪连用仪差热分析仪差热分析仪材料分析中心简介材料分析中心简介X射线衍射仪射线衍射仪高压釜腐蚀试验系统高压釜腐蚀试验系统低周疲劳试验机低周疲劳试验机高频疲劳试验机高频疲劳试验机电子万能材料试验机电子万能材料试验机开展的服务及检测能力开展的服务及检测能力服务领域:
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