AKADEMIA TECHNICZNO - ROLNICZA
im. Jana i Jędrzeja Śniadeckich
w BYDGOSZCZY
KATEDRA MATERIAŁOZNAWSTWA
TEMAT: BADANIA RENTGENOWSKIE DYFRAKCYJNE
WYKONAŁ:
Paweł Kępski
gr. D III sem.
Studium inż.
Rok akad. 1996/97
Badania struktury metali można przeprowdzic dwiema metodami: niszczącą i nieniszczącą. Badanie struktury krystalicznej metali, badanie mikroskopowe, mikroskopia elektronowa, badania makroskopowe, jak również badania właściwości mechanicznych i technologicznych zalicza się do badań niszczących, ponieważ do ich przeprowadzenia konieczne jest w zasadzie wycinanie z badanych elementów odpowiednich próbek. Z tego względu ich zastosowanie do kontroli produkcji może miec charakter wyrywkowy. W przypadku, gdy konieczna jest kontrola jednostkowa, musimy posłużyc się takimi metodami badań, które nie byłyby związane ze zniszczeniem czy też uszkodzeniem badanych elementów.
Najbardziej rozpowszechnionymi metodami badań nieniszczących są:
badania radiograficzne,
badania ultradźwiękowe
badania magnetyczne,
Metoda proszkowa jest zaliczana do trzeciej grupy badań, czyli do badań magnetycznych.
Badania magnetyczne maja zastosowanie do badań wyrobów materiałów ferromagnetycznych, a przede wszystkim stali. Jeżeli badany przedmiot umieszczony w polu magnetycznym zawiera ukryte wady (np. pęknięcia, rozwarstwienia, wtrącenia niemetaliczne itp.), to wokół nich wystąpią zaburzenia pola magnetycznego. Zaburzenia te możemy ujawnic, posypując badany przedmiot drobnym proszkiem magnetycznym lub polewając go zawiesiną takiego proszku w nafcie lub oleju.
Ujawnienie wad w defektoskopie magnetycznym - rys.
Badania radiograficzne opierają się na zjawisku przenikania przez materię bardzo krótkich fal elektromagnetycznych. Ze względu na źródło tych fal rozróżniamy dwie metody:
badanie za pomocą promieni Roentgena (X),
badanie za pomocą promieni *,
Promienie rentgenowskie i * przenikają łatwo przez materią. W trakcie przenikania następuje jednak osłabienie i rozproszenie promieni.
Dla określonej długości fali promieni X lub * osłabienie będzie zależało od rodzaju prześwietlanego materiału i jego grubości. Na tym zjawisku opiera się metoda wykrywania wad w metalach. Jeżeli na płytę stalową, w której znajduje się pęcherz lub wtrącenie niemetaliczne pada wiązka promieni, to po przejściu przez warstwę (płytę stalową) promienie te ulegną osłabieniu.
Jeżeli umieścimy pod płytą kliszę fotograficzną, to promienie, działając na emulsję światłoczułą, spowodują jej zaczernienie. Ponieważ zaczernienie to jest proporcjonalne do czasu ekspozycji i natężenia promieni, w miejscu występowania wady będzie ono zatem silniejsze. Pęcherz ujawni się jako ciemniejsza plama na tle mniej więcej równomiernie zaczernionego radiogramu.
Metody rentgenowskie pozwalają badac wiele innych zjawisk w metalu np.:
dokładne określenie wielkości ziarn metalu,
stopień zgodności ich orientacji przestrzennej, czyli tzw. teksturę,
wielkośc naprężeń wewnętrznych,
gęstośc zaburzeń sieciowych, takich jak dyslokacje, wakanse itp.
Każda plamka na radiogramie stanowi refleks przechodzący od określonej grupy płaszczyzn. Powstanie refleksów rentgenogramach jest ściśle związane ze zjawiskiem dyfrakcji i interferencji fal elektromagnetycznych. Zachodzi tu analogiczne zjawisko do występującego przy przejściu wiązki światła widzialnego przez siatkę dyfrakcyjną. Kryształ, w którym odległości międzypłaszczyznowe są togo samego rzędu co długośc fali rentgenowskiej, odgrywa włeściwie taką rolę jak siatka dyfrakcyjna w stosunku do światła widzialnego.