布魯克X射線衍射儀 | 軸承滾珠應力深度分布應用報告

1、應用介紹

在軸承滾珠的加工生產工藝中，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生合適的殘余壓應力。同時工藝標準還要求在滾珠表面以下特定深度具有特定的殘余應力。X射線衍射是無損測量殘余應力的十分有效的方法。其測量速度快，精度高。是測量殘余應力的標準方法之一。

本應用報告測量和分析了軸承滾珠的不同深度的應力分布。解釋了樣品處理和測量方法。為類似的應用提供方法參考和實驗依據。

布魯克優勢：

1. 方便的X射線光管點線焦頭互換

2. 尺寸可調，位置重復性好的準直管

3. 雙激光視頻樣品和測量定位裝置

4. 強大的數據分析軟件

2、衍射儀和樣品測量過程

▲布魯克D8 ADVANCE衍射儀

1. 樣品為四個軸承滾珠

2. 將其中的三個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. 測量應力

4. 將其中兩個繼續拋光減薄至0.14毫米和0.18毫米

5. 測量應力

3、儀器配置

1. 常規光源，2.2 kW Cr靶點焦斑

2. 1mm 準直管

3. DS 狹縫1度

4. 尤拉環

5. V 濾波片

6. LynxEye 探測器（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: 0.2度

11. 掃描速度: 2秒/步

12. 單樣品時間：20分鐘

13. 側傾法

4、衍射儀器技術特點旋轉光管：

1. 點線焦斑的快速切換

2. 標準光管尺寸

3. 無需斷電和斷開水冷

4. 自動識別點線焦斑設置

準直管和雙激光定位系統：

1. 磁力吸附

2. 微米級別位置重復

3. 方便切換尺寸以適合不同樣品

雙激光定位保證了樣品高度和測量位置的準確

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：

▲俯視	▲側視

6、樣品應力測試圖譜

原始樣品0毫米深度，Sin2Psi 圖譜：

應力=-970±22MPa

樣品0.04毫米深度，Sin2Psi 圖譜：

應力=-765±26MPa

樣品0.06毫米深度，Sin2Psi圖譜：

應力=-800±24MPa

樣品0.10毫米深度，Sin2Psi圖譜：

應力=-856±20MPa

樣品0.14毫米深度，Sin2Psi圖譜：

應力=-718±17MPa

樣品0.18 毫米深度，Sin2Psi圖譜：

應力=-551±26MPa

7、殘余應力測量值隨深度的分布

8、結論

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

2. 布魯克的點線焦斑互換技術使得常規測量和應力測量之間的切換異常簡單。

3. 布魯克提供方便切換的不同尺寸的準直管，用于測量不同直徑的鋼球應力。

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

-轉載于布魯克X射線部門公眾號