ПРИМЕНЕНИЕ РЕНТГЕНОВСКОГО МЕТОДА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ДЕТАЛЕЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

摘要

В настоящей работе на примере образцов сталей ответственных деталей железнодорожного транспорта рассмотрена методика определения поверхностных напряжений рентгеновским методом с учетом специальной подготовки поверхности в точке измерения. Рассмотрены особенности проведения измерений поверхностных напряжений рентгеновским методом, показана применимость для этого разработанного макета портативного рентгеновского дифрактометра. Работа дифрактометра основана на следующем принципе. Изменение угла дифракции при наличии механических напряжений приводит к смещению дифракционного пика на регистрируемом дифракционном спектре (рентгенограмме) относительно положения пика при отсутствии напряжений. Детектор фиксирует дифрагированное рентгеновское излучение и передает при помощи аналого-цифрового преобразователя в персональный компьютер дискретную информацию о распределении интенсивности излучения, улавливаемом детектором. Для компьютерной обработки регистрируемых дифракционных спектров разработана специальная программа STRESSCONTROLL, позволяющая графически отображать дифракционные спектры, регистрируемые детектором, управлять работой дифрактометра и рассчитывать напряжения с использованием баз данных по металлам и фазам. Компьютерная обработка дифракционных профилей заключается в определении положения центра тяжести. Алгоритм программы включает отделение фона, аппроксимацию массива данных в кривую и точное определение положения центра тяжести сглаженного профиля. Измерены поверхностные напряжения на фрагменте боковой рамы из стали 20ГЛ (после нормализации и объемно-поверхностной закалки), вырезанном из зоны буксового проема радиуса R.55. Полученные результаты определений поверхностных напряжений для нормализованного фрагмента показали результаты, близкие к нулю, а для фрагмента с объемно-поверхностной закалкой получены значительные сжимающие напряжения. Таким образом, форма дифракционного пика, а также уровень поверхностных напряжений напрямую связаны с особенностями микроструктуры изучаемой стали. В этом случае рентгеновский метод определения поверхностных напряжений может являться индикатором состояния поверхности.