【摘要】 目前的研究工作提出了一种非破坏性的方法,利用掠入射x射线变形(gi-xRD)探测和测量地下衍射。

机械制造工序会导致工件材料在表面和表面下产生变形,例如金属成形工序,如挤压压出和轧制,会沿着金属加工的方向拉长晶粒结构[1,2]。在材料去除过程中,如机械加工,类似的变形会沿着切削速度的方向进行。颗粒沿磨碎方向的伸长率如图1所示,同时用超硬金刚石砂轮磨碎γ-钛铝合金[3]。在地面下可以看到深约20μm的晶粒结构中清晰的变形。这种变形是人造零件表面完整性的特征之一。大多数研究人员对制造出来的部件做纵向或横截面,并准备一个金相样品来揭示变形的深度。这种角色塑造不是非破坏性的。此外,制备金相样品需要大量的资源和时间。

 

最近,布朗等人利用X射线衍射技术非破坏性地检测了Ti-6Al-4V工件中的机械加工诱导白层。测量了XRD峰宽度和强度比的变化,并用于白层检测[8]。然而,他们只能检测到一个白色层的存在。白层的厚度不能用他们的技术非破坏性地测量。

 

目前的研究工作提出了一种非破坏性的方法,利用掠入射x射线变形(gi-xRD)探测和测量地下衍射。X射线衍射峰值的半高峰宽度(fWHM)是透过在基因-X射线衍射过程中改变塑性变形的波动角度,在不同的X射线穿透深度下测量。然而,这些FWHM值并不代表特定深度的实际FWHM,因为它也捕获了顶层的效果。

 

因此,我们会进一步分析每周半穿透深度的数值,以得出某个特定变形的实际每周半身高数值,并与深度相关。通过金相分析,验证了非破坏性测量的变形层厚度,并记录了1.2μm左右的偏差。

 

1.Anirban Naskar, S. Paul, Non-destructive measurement of grinding-induced deformation-depth using grazingincidence X-ray diffraction technique, NDT & E International, Volume 126, 2022, 102592, ISSN 0963-8695, https://doi.org/10.1016/j.ndteint.2021.102592.