УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ СТРУКТУРНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ Советский патент 1972 года по МПК G01N23/207 

Изобретение относится к области исследования методами рентгеноструктурного анализа фазовых и ст1ру кту|рных изменений в металлах и сплавах в процессе их деформации при испытании на растяжение в вакууме либо других средах при различных тем пературах.

Предлагаемая установка может применяться в научно-иоследовательских уч1реждениях и заводских лабораториях для изучения механических свойств материалов при высоких температурах.

Установка позволяет проводить исследования структурных изменений иопытуемото материала в процессе нагрева, приложения на1пруз1ки, деформации образца при высоких тем1пературах в вакууме или другой среде.

В настоящее время нет установки, на которой было бы воз1мож но п-роводить вьисоко.температурные механические испытания материала в закрытых камерах и одновременно .исследовать ст1руктурные изменения, происходящие в материале испытуемого О|бразца. Рептгеноструктурные исследования обычно проводятся «а образцах после снятия их с иСПытаиия.

Недостатком таких исследований является то, что испытуемый образец на время проведения рентгеноструктурных исследований на различных стадиях деформации снимается с испытаний и исследуется не в нагруженном состоянии и не в рабочих условиях, а при комнатной температуре, когда благодаря релаксационнЫМ процессаМ состояние материала может сущесивешю изменяться.

5 Кроме того, три таком способе исследований невозможно следить за динамикой структурных изменений, происходящих в материале а процессе деформации.

Целью изобретения является создание

10 установки для проведения высокотемпературных механических испытаний, на которой можно было бы проводить в процессе испытаний изучение механизмов высокотемпературной деформации, используя возможности

5 рент1геноструктурного анализа. Нацример: исследование фазовых превращений, измерение парамет1ров кристаллической решетки, внутренних напряжений 1, II и III рода поликристалличеоких материалов; исследование разо0 риеццации зерен и субзерен, процессов полигрнизации и рекристаллизации полиюристаллических материалов с большой величиной зерна О 100 мк); исследование субструктуры монокристаллов.

Согласно изобретению, поставленная цель достигается тем, что специально разработанное рентгеновское устройство совмещается с машиной, предназначенной для высокотемпературных механических испытаний матес целью приближения ее к испытуемому образцу монтируется на передней крышке испытательной машины таким образом, чтО:бы рентгеновский луч через специально сделанное в крышке бериллиевое окно нап.равлялся на вьгбраганый участок образца, а отраженные лучи попадали на рентгено1В.акую плевку, расположенную перед окном. Установка снабжена механизмом вертикального перемещения ндоль обраэца и мехаииз-мом поворота вокруг горизонтальной оси.

Для получения большей информации ис,пользуется метод качающегося рентгеновского пучка.

На чертеже схематически изо бражена предлагаемая установка.

Она содержит вакуумную камеру / с ио.мещенным в нее 2, бериллиевое окно 5, ИСТОЧ1НИК 4 рентгеновского излучения, плоскую кассету 5, цилиндрическую кассету 6, каретку 7, юривОЛинейные направляющие 8, коллиматор 9, подвижную шайбу 10, обойму 111, механизм 12 перемещения каретки,, направляю1щие 13 механизма вертикального перемещения, ползуны 14, винтовое соединение 15, захваты 16 механизма нагружения образца, напреватели /7, переднюю крышку 18 и фиксатор 19.

Рентгеновско-е устройство, состоящее Из источника .рентгенокскОго, излучений 4, кассет 5 и б, коллиматора 9, монтируется на пе,редней крышке 18 камеры 1 такшм образом, что с целью наотройаки ее на исследование .различных участков испытуемого образца 2 оно имеет возможность перемещаться вдоль оси Обраэца по «управляющим 13 при, помощи винтового соединения /.5 и поворачиваться относительно горизонтальной оси в объеме // на подвижной шайбе 10. Кроме того, источник рентгенов1ско1го излучения с плоской кассетой может перемещаться вместе с кареъкой 7 по юриволияейным направляющим 8, с целью изменения угла наклона падаю..щего рентгеновского пучка к оси образца в пределах +20°, а также обеспечивать синхронное качание рентгеновской трубки и плоской кассеты в пределах +10°, при помощи кулачкового механизма IS. Это осуществляется за шет того, что рентгеновская трубка установлена на каретке 7, которая может Пвремещатьс и закрепляться фиксатором 19 на криволинейных направляющих 8. Синхронное качание каретки и кассеты 5 осуществляется кулачкавым .механизмом 12.

Н-астроЙ ка источника рентгеновского излучения на желаемую точку исследуемого

ооразца осуществляется поворотом подвижной шайбы /О в обойме // ,в плоскости, параллельной оси образца, и вертикальным перемещением обоймы 1,1 в направляющих 13 с полющью винтового соединения 15. .

Усиройство работает следующим, образом. Рентгеновский пучок через коллиматор 9 и вакуум1но-|плотное бериллиевое окно 3 направляется на исследуемый образец. Отраженные лучи через то же окно попадают на рентгеновскую, плен.ку,,: помещенную в кассетах 5 или 6. Изучение фазовых превращений, измерение лдраметров кристаллической р,ещетки, внутренних напряжений. I, II и III родов мелкозернистых поликристаллических материалов осуществляется методом отраженного рентгеновского пучка. Для этого каретка 7 закрепляется в нулевое положение, ври котором рентгеновский пучок направлен

перпендикулярно к поверхности образца. В этом случае кассета 5 может либо качаться, лвбо вращаться вокруг своей оси. Изучение разориентировок субзерен в поликристаллах с большой величиной зерна и монокристаллических материалов, полигонизации и рекрИ1Сталлиза1ЦИИ, происходящей в процессе натр ев а и деформации, .проиэводнтся методом качающегося относительно исследуемого участка образца .рентгеновского луча. Для

этого включается двигатель с кулачковым механизмом, придающий каретке с рентгеновской трубкой ,и плоской кассетой равномерное возвратно-поступательное движение. Иеремещение каретки 7 по криволинейным

направляющим 8 периодически изменяет угол падения рентгеновского пунка, но не приводит к смещению рен11геновокого пучка с выбранного участка образща.

Предмет и, з о б р е т е н и я

Установка для изучения структурных изменений тугоплав ких металлов и сплавов при высокотемпературеой двфор.ма|Ции в ва.кууме или других средах, содержащая рабочую камеру с расположенным на передней К1рышке бериллневым окном, механизм нагружения, захваты для образ1ца, нагреватели, механиэмы измерений и регистрации показаний, отличающаяся тем, что, с целью исследования структуры 0|браэца в, процессе испытаний, на передней крышке рабочей камеры смонтировано устройство для рентгеновского анал1И|за с механизмом вертикального rieремещения этого устройства вдоль образца и механизмом поворота, его- вокруг горизонтальеой оси.

13

IS