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布魯克X射線衍射儀 | 軸承滾珠應(yīng)力深度分布應(yīng)用報(bào)告

更新時(shí)間:2023-07-13點(diǎn)擊次數(shù):1076

1、應(yīng)用介紹

在軸承滾珠的加工生產(chǎn)工藝中,表面的處理非常重要,通過滲碳等熱處理工藝, 希望在滾珠的表面產(chǎn)生合適的殘余壓應(yīng)力。同時(shí)工藝標(biāo)準(zhǔn)還要求在滾珠表面以下特定深度具有特定的殘余應(yīng)力。X射線衍射是無損測(cè)量殘余應(yīng)力的十分有效的方法。其測(cè)量速度快,精度高。是測(cè)量殘余應(yīng)力的標(biāo)準(zhǔn)方法之一。

本應(yīng)用報(bào)告測(cè)量和分析了軸承滾珠的不同深度的應(yīng)力分布。解釋了樣品處理和測(cè)量方法。為類似的應(yīng)用提供方法參考和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

布魯克優(yōu)勢(shì):

  1. 方便的X射線光管點(diǎn)線焦頭互換

  2. 尺寸可調(diào),位置重復(fù)性好的準(zhǔn)直管

  3. 雙激光視頻樣品和測(cè)量定位裝置

  4. 強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析軟件

2、衍射儀和樣品測(cè)量過程

XRD Use-1.jpg

▲布魯克D8 ADVANCE衍射儀

  1. 樣品為四個(gè)軸承滾珠

  2. 將其中的三個(gè)滾珠分別電解拋光減薄至0.04毫米,0.06毫米和0.10毫米

  3. 測(cè)量應(yīng)力

  4. 將其中兩個(gè)繼續(xù)拋光減薄至0.14毫米和0.18毫米

  5. 測(cè)量應(yīng)力

3、儀器配置



  1. 常規(guī)光源,2.2 kW Cr靶點(diǎn)焦斑

  2. 1mm 準(zhǔn)直管

  3. DS 狹縫1度

  4. 尤拉環(huán)

  5. V 濾波片

  6. LynxEye 探測(cè)器(一維)

  7. Fe (211) 衍射峰~156度

  8. 掃描范圍:152 - 160度

  9. Chi 傾斜0 - 45度

  10. 掃描步長(zhǎng): 0.2度

  11. 掃描速度: 2秒/步

  12. 單樣品時(shí)間:20分鐘

  13. 側(cè)傾法

4、衍射儀器技術(shù)特點(diǎn)旋轉(zhuǎn)光管:

  1. 點(diǎn)線焦斑的快速切換

  2. 標(biāo)準(zhǔn)光管尺寸

  3. 無需斷電和斷開水冷

  4. 自動(dòng)識(shí)別點(diǎn)線焦斑設(shè)置

準(zhǔn)直管和雙激光定位系統(tǒng):

  1. 磁力吸附

  2. 微米級(jí)別位置重復(fù)

  3. 方便切換尺寸以適合不同樣品

XRD Use-6.jpg

雙激光定位保證了樣品高度和測(cè)量位置的準(zhǔn)確

5、樣品的雙激光定位

電解拋光減薄效果圖,0.1毫米減薄樣品:

XRD Use-8.jpg
XRD Use-9.jpg

▲俯視

▲側(cè)視

6、樣品應(yīng)力測(cè)試圖譜

XRD Use-10.png

原始樣品0毫米深度,Sin2Psi 圖譜:

應(yīng)力=-970±22MPa

樣品0.04毫米深度,Sin2Psi 圖譜:

應(yīng)力=-765±26MPa

樣品0.06毫米深度,Sin2Psi圖譜:

應(yīng)力=-800±24MPa

樣品0.10毫米深度,Sin2Psi圖譜:

應(yīng)力=-856±20MPa

樣品0.14毫米深度,Sin2Psi圖譜:

應(yīng)力=-718±17MPa

樣品0.18 毫米深度,Sin2Psi圖譜:

應(yīng)力=-551±26MPa

7、殘余應(yīng)力測(cè)量值隨深度的分布

XRD Use-17.jpg


8、結(jié)論

  1. 使用布魯克衍射儀配合雙激光定位系統(tǒng)可以精確的確定樣品的高度和樣品數(shù)據(jù)采集的位置,保證了儀器使用的方便性和數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性。

  2. 布魯克的點(diǎn)線焦斑互換技術(shù)使得常規(guī)測(cè)量和應(yīng)力測(cè)量之間的切換異常簡(jiǎn)單。

  3. 布魯克提供方便切換的不同尺寸的準(zhǔn)直管,用于測(cè)量不同直徑的鋼球應(yīng)力。

  4. 測(cè)量表明,鋼球表面存在很大的殘余壓應(yīng)力;鋼球殘余壓應(yīng)力的測(cè)量值隨著深度的增加先降低,后略微升高,然后大幅度降低。

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