High-Speed Residual Stress Measurement by X-Ray Diffraction (Linear Guide)

Význam tématu

Zbytková pnutí v materiálech zásadním způsobem ovlivňují životnost a spolehlivost mechanických dílů. Jejich přesné a rychlé stanovení je klíčové pro hodnocení odolnosti a optimalizaci výrobních a tepelných procesů, zejména v automobilovém průmyslu.

Cíle a přehled studie

• Ukázat využití OneSight širokopásmového detektoru pro vysokorychlostní měření zbytkových pnutí.
• Ověřit efektivitu One-Shot režimu v rámci měření v lineárním vedení.

Použitá metodika a instrumentace

• Metoda: boční naklápění (side-inclination) pro stanovení zbytkových pnutí z difrakčních dat.
• Zařízení: rentgenový difraktometr XRD-7000 se stress measurement attachment a detektorem OneSight.
• X-ray parametry: Cr cílek, 40 kV, 40 mA, V filtr.
• Měřící podmínky: 2θ fixní úhel 156,1°, ψ úhly 0°, 16,8°, 24,1°, 30°, 35,3°, 40,2°, 45°; doba integrace 20 s na každý úhel (celkem 140 s).
• Analytická rovina: α-Fe 211.

Hlavní výsledky a diskuse

• Lineární závislost 2θψχ na sin2ψ potvrdila korektnost měřicí metodiky.
• Naměřená zbytková tlaková pnutí σx dosáhla hodnoty –273,0 ± 7,0 MPa.
• Stanovená konstanta K pro přepočet ze sklony byla –318,1277 MPa/deg.

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazné zkrácení doby měření (140 s vs klasické metody vyžadující desítky minut).
• Vysoká propustnost dat vhodná pro rutinní průmyslové kontroly kvality.
• Aplikace v hodnocení trvanlivosti dílů, řízení tepelného zpracování a zpětné vazbě ve výrobním provozu.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Zapojení širokopásmových detektorů do inline systémů a automatizovaných linek kvality.
• Další optimalizace algoritmů datové analýzy pro snížení doby akvizice a zvýšení citlivosti.
• Rozšíření metody na analýzu tenkých povlaků, kompozitních materiálů a inovativních kovových slitin.

Závěr

OneSight detektor v kombinaci s One-Shot režimem a metodou bočního naklápění umožňuje rychlé a spolehlivé stanovení zbytkových pnutí v kovových dílech. Díky vysoké rychlosti a přesnosti je metoda vhodná pro průmyslové aplikace a podporuje zlepšení kontroly kvality výrobků.

Reference

• Application No. X259A, Shimadzu Corporation.