HB 6742-1993 单晶叶片晶体取向的测定X射线背射劳厄照相法.pdf

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1、-E 单138 X 1993-11-05发布u 中共和国航空工飞HB 6742-93 199403-01实施公司批准中华人民共和国航空工业标准1 主题内容与适用范围晶叶片晶体取向的测定X射线背射劳厄照相法HB 6742-93 本标准规定了采用X射线背射劳厄照相法检测金属晶体取向的方法原理、仪器设备、角度测量、衍射花样分析及取向标定的一般要求。本标准适用于铸造镶基高温合金走向凝固的单晶和柱状晶叶片及试件晶体取向的检测。例如，适用于00系列单品及DZ系列柱状晶，也适用于大于lmm直径晶粒的取向测定c其它金属晶体的取向测定也可参照使用。2 引用标准GB 4792 放射E生防护基本标准。3 方法原理利

2、用一束臼色(又称连续)X射线通过准直管和X射线胶片盒中心孔.照射到叶片或试伴t.产生iiT射X射线，在胶片上记录下背射部分的fiT射花样，见图l。分析此fiT射花样.确定晶体取向。利用极射赤面投影三角形网，标定叶片或试件的晶体取向。4 4.1 x射线发生装置该装贵的管电压一般要求60kV.管电流能在lOMA以上的X射线结构分析仪都可使用JX射线管的靶选择能产生强臼色辐射的鸽、铝、铜及钻制作。对镶基高温合金可选用铜靶或鸽靶。4.2 背射劳厄相机背射劳厄相机主要结构有:a准直管.其长度一般为60mm.f十孔开度为O.25-1mm;b.遮光胶片的平板盒，其中心为垂直安装准直管的小孔。平板盒可以是长方

3、形或圆形.盒的直径不小于lOmm.以便获得更多信息。胶片盒上必须作出明显标记，C.试样支座.可根据叶片或试件大小和形状进行设计。安装试样支座.测试点与胶片|司距199311-05发布1994-03-01实施HB 6742-93 离为30mm。t 用商用背射芳f相机经适当政制后均可使用4.3 测量工具恪氏网。5 叶片或试件的准备5. 1 确定叶片或试件的外观座标(如应力轴、生长方向等)以便与胶片相对应。5. 2 叶片或试件表面上的测试点，应无畸变及覆盖物(如氧化皮、镀层等人5. 3 轻度畸变的试件.在许可条件下.可采用热处理方法消除。5.4 有覆盖物表面的试件，可采用化学法或电化学法消除。6 角

4、度测量6. 1 用于角度测量的恪氏网(Greningernet)是由互相垂直的两组双曲线网及半圆测角仪所组成。双曲线网每恪2。，其大小取决于胶片军试样间的距离。图2所示的双曲线网.由胶片至试祥测试点间的距离为30mm，主睦畜悟民间正确f茸的月法当中.c.i1J垂直曲线320时.且间距为615mnl15巾4到乖白曲线1( J、在于曲结28时民间距为50.3mm，6. 2 测量角度时先将衍射花样的底片(业经曝光的胶片)中心对准格氏网中心.然后转动底片戎者转动恪氏网.使所测衍射斑点落在同一双曲线上，读出斑点间相隔的角度值.使所测iif射斑点转到赤道线(中心线)上，读出中心到各衍射斑点间角度。对立方品

5、系.可选择中心孔周罔相邻的兰个1iT射斑点测量其角度。7 背射劳厄花样7. 1 背射劳厄衍射相是由几个或几十个衍射斑点组成。它们是由表示被泪IJ晶体中处于1iT射位置的所有重要点阵平面对X射线的反射。由1百射斑点形成的117射花样包含F许多双曲线。这些双曲线代表着各种品带，其中较强的衍射点一般代表了晶带族中低指数的品丽。7.2 对于变形金属的晶体，真背射劳厄相上衍射斑点数日较少.且弥散模糊。7.3 由于镇基高温合金属于面心立方晶系.衍射花样会现出明显的对称性3当入射光平行001.斑点呈现出四次对称分布，当入射光平行.斑点呈现出二次对称分布;当入射光平行.tf点呈现出三次对称分布。在一些品带两边

6、的fiI射斑点常形成对称分布。7.4 在立方晶系中，由于晶面夹角与点阵常数无关，因而.晶面间夹角固定不变。由不同时出现在同晶带上的三个衍射既点可构成个三角形被称为特征三角形。可根据特征三角形角度值标走出各1射斑点的晶面指数，按角度大小顺序排列.从小到大标出相应的晶面指数.凭借晶面指数标定出晶体取向。表l为立方晶系晶面的夹角值;表2为特征三角形角度值与晶面指数间的关系。8取向标定8. 1 所谓晶体取向系指试件外观座标对晶体袖之间的关系，通常采用叶片的应力袖方向或晶2 HB 6742 93 体生长方向与晶体辅之间的夹角来描述。8.2 用晶体三角形(0011-(0111(111 标定由于立方晶系的对

7、称牲，从极射赤面投影图上可以看出，只要取1148的区域即(001 ? (0111-(1l1晶体三角形就可清楚地表示出晶体取向。8. 3 用专用取向三角形标定在一张背射劳厄相上.不一定能同时出现111-011-001三个主要衍射顶点.该情况下可通过其它晶面间夹角来表示晶体取向。如以(001- (012- (1131. (Oll-(口12-1133，.(111-(l12-113等三角形来描述。图3为标定时用专用取向三角形座标网。8.4 三维取向信息除上述各标定方法确定晶体取向外，可选择相应的品带，利用格氏网作测量工具可确定与此取向相垂亘的工个方向，从而获得三维取向信息。例如，选择。01-012-0

8、11品带.其晶带铀为100J。欲确定与此相垂直的其它两个方向的方法如下:在格氏网上，使底片绕中心转定角度.由半圆仪i卖出，使该晶带上斑点同时处在同一双曲线上，此时该品带距赤道线(中心线上)角度为自，根据球面三角关系=arccos (coscos.) 可求出该垂直方向与晶体轴间夹角Y值。依此类推.可获得另一个垂直方向的信息。9 安全与防护从事本标准的检测人员，必须掌握有关安全生产与射线防护的基本知识，经有关主管部门的考核、发给合格证者.才可以从事该项工作。现场检验时.应根据GB4792的要求，采取有效的防护措施，并设置明显的安全标志。10 试验报告晶体取向测定的试验报告，一般包括试件号、取向偏离

9、度、气角形座标网、测试日期、测试者和审校者忌主管领导签字等内容。表3和表4是供参考的两种表格.可根据实际需要选用或自行设计。3 1 4 HB 6742-93 1 入射白色X射线柬2 准直膏(光阑3 胶片盒4胶片衍射线束6 叶片韭试件回1X射线背射劳!照相法装置示意回HB 6742-93 上面为半圆角度埋.每幡5F面为扭曲线网.每幡2图2格氏网3 HB 6742-93 1 ? ? (Cl 。12俯11-10111书到7 0 D 7 7 0 1 1 1 001 。11001 012 10121-1 011 1-1 1331 111 卢112 -牛P. , k也A011 (111HI12)-(133

10、) 1 1 1 。1110011-10111-1 1111 因3专用三角形座标网6 HB 6742-93 表l主方晶系面间夹角值HKL hkl 夹角值100 100 O. 00 90.00 110 45. 00 90. 00 111 54.74 210 26. 56 63.43 90. 00 211 35. 26 65. 90 221 48.19 70. 53 310 18.43 71. 56 90. 00 311 25. 24 72.45 320 33. 69 56. 31 90.00 321 36. 70 57. 69 74.50 322 43. 31 60.98 331 46. 51 7

11、6. 74 332 50. 24 64.76 410 14.04 75. 96 90. 00 411 19.47 76.37 110 110 0.00 60.00 90.00 111 35. 26 90.00 210 18.43 50. 77 71. 56 211 30.00 54.74 73. 22 90.00 221 19.47 45.00 76. 37 90.00 310 26. 56 47.87 63. 43 77.08 311 31. 48 64. 76 90.00 320 11.31 53.96 66.91 78.69 321 19.11 40.89 55. 46 67.79 79

12、.11 322 30. 96 46.69 80.12 90. 00 331 13.26 49. 54 71. 07 90.00 332 25.24 41. 08 81. 33 90.00 410 30.96 46. 69 59. 04 80.12 411 33.56 60. 00 70.53 90.00 7 HKL hkl 111 111 210 211 221 310 311 320 321 322 331 332 410 411 序号1 2 3 4坠5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 HB 6742-93 续表1夹角值0.00 70.53 39. 23 75

13、.04 19.47 61. 87 90.00 15.79 54.74 78. 90 43.09 68. 58 29.50 58. 52 79.98 36.81 80. 78 22.21 51. 89 72. 02 90.00 11. 42 65. 16 81. 95 22.00 48.53 82. 39 10.02 60.50 75.75 45. 56 65. 16 35. 26 57.02 74.21 表2特征三角形角度值与晶面指数兰角形角度值+晶面指数hkl90 18。190 113 10。19。24 112 10。20 26。113 13。18 22。133 16。18 19。111 1

14、8。19。24 012 18。19 30 112 18。19。31 。1119。20 22。111 19 22。260 113 19。25。26。012 20 22。24 112 22 22 26 133 22 22 39。012 22 26 29 111 24 26 35。112 35 45 55。111 :主z镰为常用角度与晶面指教8 115 012 113 012 112 133 。11。12122 112 115 112 122 。11。12113 112 133 。12133 113 001 133 012 012 133 133 111 133 113 。12001 011 001

15、 HB 6742-93 E m: 计Fmmv ZFFAP F F FFO N F F 时【HNHH 苦且的问-) FOO 甚时码在7重军军-mE了一-E了-NFENFO -。F F F 的HHHHD NHD 幅E 在哥理重1低班)和宰割恬刷刷惆震岳耸唔口。， 悍、哥哥缸坦E国卡事事00h叩1生?首叫Po - PUO 由。cp、。盯嘈的N 骂曹忏斗9 HB 674293 表4晶体取向测定试验报告(格式二)序号试件号取向偏离度度)(001) (13) (012) 莫它i主2 3 4 3 F 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 113 1飞CCl 。12011 IlH例2Hlnl主管领导=审佼者z测试者年月日10 HB 6742-93 附加说明z本标准由中国航空工业总公司航空材料、热工艺标准化技术归口单位提出并归口。本标准由中国航空工业总公司六二一研究所主编、三三一厂和四-0厂参加起草。本标准主要起草人z张国焕、龚慧锋、张银东、任启运。11