Published May 9, 2018 | Version v1
Publication Open

A multireflection and multiwavelength residual stress determination method using energy dispersive diffraction

  • 1. AGH University of Krakow
  • 2. Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie
  • 3. Arts et Metiers Institute of Technology
  • 4. ParisTech
  • 5. Tunis University

Description

The main focus of the presented work was the investigation of structure and residual stress gradients in the near-surface region of materials studied by X-ray diffraction. The multireflection method was used to measure depth-dependent stress variation in near-surface layers of a Ti sample (grade 2) subjected to different mechanical treatments. First, the multireflection grazing incidence diffraction method was applied on a classical diffractometer with Cu Kα radiation. The applicability of the method was then extended by using a white synchrotron beam during an energy dispersive (ED) diffraction experiment. An advantage of this method was the possibility of using not only more than one reflection but also different wavelengths of radiation. This approach was successfully applied to analysis of data obtained in the ED experiment. There was good agreement between the measurements performed using synchrotron radiation and those with Cu Kα radiation on the classical diffractometer. A great advantage of high-energy synchrotron radiation was the possibility to measure stresses as well as the a0 parameter and c0/a0 ratio for much larger depths in comparison with laboratory X-rays.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

كان التركيز الرئيسي للعمل المقدم هو التحقيق في تدرجات البنية والإجهاد المتبقي في المنطقة القريبة من السطح للمواد التي تمت دراستها بواسطة حيود الأشعة السينية. تم استخدام طريقة الانعكاس المتعدد لقياس تباين الإجهاد المعتمد على العمق في الطبقات القريبة من السطح لعينة Ti (الدرجة 2) الخاضعة لمعالجات ميكانيكية مختلفة. أولاً، تم تطبيق طريقة حيود حدوث الرعي متعدد الانعكاسات على مقياس الانحراف الكلاسيكي بإشعاع Cu Kα. ثم تم تمديد قابلية تطبيق الطريقة باستخدام شعاع السنكروترون الأبيض أثناء تجربة حيود تشتت الطاقة. ومن مزايا هذه الطريقة إمكانية استخدام ليس فقط أكثر من انعكاس واحد ولكن أيضًا أطوال موجية مختلفة للإشعاع. تم تطبيق هذا النهج بنجاح على تحليل البيانات التي تم الحصول عليها في تجربة الضعف الجنسي. كان هناك اتفاق جيد بين القياسات التي أجريت باستخدام إشعاع السنكروترون وتلك التي تحتوي على إشعاع Cu Kα على مقياس الانحراف الكلاسيكي. ومن المزايا الكبيرة لإشعاع السنكروترون عالي الطاقة إمكانية قياس الضغوط بالإضافة إلى معامل a0 ونسبة c0/a0 لأعماق أكبر بكثير مقارنة بالأشعة السينية المختبرية.

Translated Description (French)

L'objectif principal du travail présenté était l'étude de la structure et des gradients de contraintes résiduelles dans la région proche de la surface des matériaux étudiés par diffraction des rayons X. La méthode multiréflexion a été utilisée pour mesurer la variation de contrainte dépendante de la profondeur dans les couches proches de la surface d'un échantillon de Ti (grade 2) soumis à différents traitements mécaniques. Tout d'abord, la méthode de diffraction d'incidence rasante multiréflexion a été appliquée sur un diffractomètre classique avec un rayonnement Cu Kα. L'applicabilité du procédé a ensuite été étendue en utilisant un faisceau synchrotron blanc au cours d'une expérience de diffraction à dispersion d'énergie (ED). Un avantage de cette méthode était la possibilité d'utiliser non seulement plus d'une réflexion, mais aussi différentes longueurs d'onde de rayonnement. Cette approche a été appliquée avec succès à l'analyse des données obtenues dans l'expérience ED. Il y avait un bon accord entre les mesures effectuées à l'aide du rayonnement synchrotron et celles effectuées avec le rayonnement Cu Kα sur le diffractomètre classique. Un grand avantage du rayonnement synchrotron à haute énergie était la possibilité de mesurer les contraintes ainsi que le paramètre a0 et le rapport c0/a0 pour des profondeurs beaucoup plus grandes par rapport aux rayons X de laboratoire.

Translated Description (Spanish)

El objetivo principal del trabajo presentado fue la investigación de la estructura y los gradientes de tensión residual en la región cercana a la superficie de los materiales estudiados por difracción de rayos X. El método de multireflexión se utilizó para medir la variación de tensión dependiente de la profundidad en las capas cercanas a la superficie de una muestra de Ti (grado 2) sometida a diferentes tratamientos mecánicos. En primer lugar, se aplicó el método de difracción de incidencia de pastoreo multireflexión en un difractómetro clásico con radiación Cu Kα. La aplicabilidad del método se extendió luego mediante el uso de un haz de sincrotrón blanco durante un experimento de difracción dispersiva de energía (ED). Una ventaja de este método era la posibilidad de utilizar no solo más de una reflexión, sino también diferentes longitudes de onda de radiación. Este enfoque se aplicó con éxito al análisis de los datos obtenidos en el experimento ED. Hubo una buena concordancia entre las mediciones realizadas con radiación sincrotrón y las realizadas con radiación Cu Kα en el difractómetro clásico. Una gran ventaja de la radiación de sincrotrón de alta energía fue la posibilidad de medir las tensiones, así como el parámetro a0 y la relación c0/a0 para profundidades mucho mayores en comparación con los rayos X de laboratorio.

Files

nb5211.pdf.pdf

Files (2.6 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:ab7f9b768d4ecf64e76074f4f63a1e1b
2.6 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
طريقة تحديد الإجهاد المتبقي متعدد الانعكاس ومتعدد الأطوال الموجية باستخدام حيود تشتت الطاقة
Translated title (French)
Une méthode de détermination de la contrainte résiduelle multiréflexion et multi-longueur d'onde utilisant la diffraction dispersive d'énergie
Translated title (Spanish)
Un método de determinación de tensión residual multirreflectante y de longitud de onda múltiple que utiliza difracción dispersiva de energía

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2803037218
DOI
10.1107/s1600576718004193

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Tunisia

References

  • https://openalex.org/W1477886455
  • https://openalex.org/W1977718309
  • https://openalex.org/W1982167518
  • https://openalex.org/W1983022526
  • https://openalex.org/W1986118787
  • https://openalex.org/W1997151108
  • https://openalex.org/W1999103056
  • https://openalex.org/W2000307798
  • https://openalex.org/W2000700915
  • https://openalex.org/W2006820984
  • https://openalex.org/W2007436629
  • https://openalex.org/W2011351294
  • https://openalex.org/W2024368182
  • https://openalex.org/W2024719935
  • https://openalex.org/W2037862033
  • https://openalex.org/W2038267314
  • https://openalex.org/W2039238160
  • https://openalex.org/W2042136346
  • https://openalex.org/W2043021930
  • https://openalex.org/W2044558897
  • https://openalex.org/W2045677734
  • https://openalex.org/W2046633419
  • https://openalex.org/W2069632511
  • https://openalex.org/W2073063643
  • https://openalex.org/W2073624170
  • https://openalex.org/W2075072663
  • https://openalex.org/W2079271293
  • https://openalex.org/W2091203062
  • https://openalex.org/W2095196131
  • https://openalex.org/W2096105657
  • https://openalex.org/W2125670238
  • https://openalex.org/W2146953493
  • https://openalex.org/W2149334096
  • https://openalex.org/W2155414732
  • https://openalex.org/W2258405160
  • https://openalex.org/W2318668145
  • https://openalex.org/W2343460739
  • https://openalex.org/W2477406386
  • https://openalex.org/W2489912888
  • https://openalex.org/W2532819817
  • https://openalex.org/W2583640342
  • https://openalex.org/W4237617297
  • https://openalex.org/W4240388653