JPS59150332A - X線ビ−ムの投射角設定方法 - Google Patents

X線ビ−ムの投射角設定方法

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JPS59150332A
JPS59150332A JP58024234A JP2423483A JPS59150332A JP S59150332 A JPS59150332 A JP S59150332A JP 58024234 A JP58024234 A JP 58024234A JP 2423483 A JP2423483 A JP 2423483A JP S59150332 A JPS59150332 A JP S59150332A
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JP
Japan
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ray
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angle
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JP58024234A
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English (en)
Inventor
Katsuhiko Ogiso
克彦 小木曽
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NHK Spring Co Ltd
Original Assignee
NHK Spring Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/20Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials
    • G01N23/207Diffractometry using detectors, e.g. using a probe in a central position and one or more displaceable detectors in circumferential positions

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  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Pathology (AREA)
  • Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はXl1lの回折現象を利用したX線応力測定装
置において、被測定物に対するXIJビームの投射角を
設定する方法に関する。
X線応力測定装置はX線の回折現象を利用して被測定物
の残留応力等を非破壊的に測定できるようにした周知の
装置であり、その測定原理の概略を以下に説明する。
金属材料は第1図に例示したように、一般的には粒径が
100μ以下の多数の結晶粒の集合体(図面上は模式的
に拡大しである)であって、各結晶粒ごとに結晶面がラ
ンダムな方向を向いている。従って被測定物Aに例えば
図示左右方向に引張りが加わっている場合にはその力の
方向の結晶面間隔は伸び、逆に直角方向の結晶面開隔は
縮む。
ところでX線は結晶面で回折し、結晶面間隔dと回折角
θ、Xlsの波長λとの間にはBraggD法則により
η・λ=2drJnθなる関係が成り立つ変化すれば回
折X線の回折角θが変化することになる。
従って被測定物Aに応力が生じている場合には、被測定
物Aに対するX線ビームの投射角を変化させるとその回
折X線の回折角θも変化する。すなわち、−例として第
1図に示したように被測定物の法線NO力方向X線管1
を位置させてX線を投射した場合には、被測定物の法線
N。
に対して結晶面の法線N1がFlだけ傾斜している結晶
粒群a・・・の回折X線が回折角2θ1で反射して検出
器2に入射する。一方、第2図に示したように)UJ管
1を法線Noに対しv′oだけ傾けてX線を投射した場
合には、法iN。に対して結晶面の法線N1がW2だけ
傾斜している結晶粒群b・・・の回折X線が回折角2θ
2で反射して検出器2に入射する。
しかして、前記のごとく被測定物に応力が生じている場
合には応力の方向に対する結晶面の傾きに応じて回折角
が異なる訳であるから、上記角度θ1と02の変化を検
出して結晶面の傾き、Fl pF2との関係を調べ、か
つ材料固有の定数Kを知っておけば応力の大きさを知る
ことができることになる。
以上の測定原理から明らかなように、X線応力測定装置
にあっては被測定物の法線とX線ビームの投射角を正し
く把握することが重要となる。
従来、被測定物の法線方向を決定する手段としては、第
3図に例示したようにX線管のベース4にジグガイド5
を固定し、このジグガイド5に円筒状の覗きジグ6を保
持させるとともに、覗きジグ6と対向する被測定物面に
ミラー7を置き、上記ジグ6の上方からミラー7を覗き
、虚像6′の輪郭を見ることによって、法線の位置を決
めるといった光学的手段が採用されている。
従ってこの場合、ジグ6やジグガイド5といった余計な
部材を必要とするとともに、暗い所では使用できず、ま
たジグ6を直接覗がなければならないため装置から離れ
た位置で簡単に法線を決定することができない。しかも
被測定物が曲面であったり狭い凹所などにはミラー7を
設置しに<<、測定不能な場合も多かった0本発明は上
記事情にもとづきなされたちのでその目的とするところ
は、光学式のような特殊なジグ等を必要とすることなく
簡便にX線ビームの投射角を設定でき、かつ曲面あるい
は狭い凹所などにも適用できるX線ビームの投射角設定
方法を提供することにある。
すなわち本発明の概要は以下のとおりである。
まず、例えばアルミ箔のように冷間強圧延された金属薄
板あるいはSt単結晶板のごとく結晶方位に異方性をも
つ標準サンプル片を用意し、この標準サンプル片にX線
応力測定装置を用いて特定の方向から角度を変えてX線
を投射し、この投射方向における回折X線の強度分布特
性を予め求めておく。
次に上記標準サンプル片を被測定物の表面に測定したい
方向と標準サンプルの特定方向を一致させて配置したの
ち、この標準サンプル片に再びX線を投射して回折X線
の強度分布特性を再現させる。そして得られたX線強度
分布特性を、予め求めておいた前記X線強度分布特性と
照合させてこの標準サンプル片に対するX線ビームの投
射角を知ることによって、標準サンプルが配置されてい
る部位のX線ビーム投射角を設定できるものである。
上記方法によれば、従来のような光学的手段によらず、
標準サンプル片とX線応力測定装置を用いてX線ビーム
の投射角を容易に設定できる。また、上記方法は標準サ
ンプル片を配置できるスペースさえあればその部位のX
線投射角を知ることができるから、曲面や凹所の奥部、
狭い箇所などにおいても容易にX@投射角を設定するこ
とができる。
以下に本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。
第4図および第5図はX線応力測定装置のヘッド部分、
いわゆるゴニオメータ部分の一例を示すものであって、
図中1はX線管、10はチューブシールド、1ノは高電
圧ケーブルであり、この高電圧ケーブル11は図示しな
いX線発生装置に接続されている。また上記X線管1は
可動ヘース12に取付けられている。この可動ペース1
2はモータ13によって回転されるウオーム14を有し
ており、このウオーム14は回動できる軌道付ウオーム
ホイル15に噛合している。このウオームホイル15は
パー16によって固定フレーム17に固定されている。
また、上記X線管1の両側に一対の検出器2゜2が設け
られている。これら検出器2,2は上記X線管1から投
射されたX線の回折X線を検出するものであって、本実
施例では比例計数管あるいは感光フィルムを用いた固定
式の検出器を用いるようにしているが、自走式のシンチ
レーションカウンタを採用するようにしてもよい。
一方、第6図および第7図は本発明方法を実施する際に
使用する標準サンプル片20と、ホルダ2ノの一例を示
している。上記標準サンプル片20としては、例えばア
ルミ箔その他の金属薄板のように冷間強圧延されて結晶
方位に異方性をもつ金属板、あるいは単結晶物質の薄板
を数調ないし士数調の小片に切断して用いる。
一方、ホルダ21は上記サンプル片2oを保持するもの
であって、サンプル片2oの向きをしるす為の指標22
が設けられている。
次に上記装置と標準サンプル片2θヲ用いて被測定物A
の応力を測定する方法について説明する。
まず、被測定物Aの測定に先立って標準サンフ0ル片2
oの回折X線の強度分布特性を予め求めておく。すなわ
ち、標準サンプル片2oに特定の方向、例えば圧延力r
A第6図に示す)に沿う面内でX線管1の角度を連続的
に変化させつつコリメルト(集束された)X線ビームを
投射し、その回折X線ビームのピーク強度■、を検。
重器2,2で検出する。
標準サンプル片2oは前記したように結晶方位に異方性
をもつから、標準サンプル片2oに対する入射ビームの
角度F、を特定の方向に例えばO〜600程度の範囲で
漸次変化させるさ、回折X線のピーク強度も変化し、第
8図に例示したようなX線強度特性を得ることができる
以上のように標準サンプル片20のX線強度分布特性を
予め求めたのち、標準サンプル片20を被測定物Aに載
置あるいは接着によって配役する。
そしてこの標準サンプル片20に再びX線を上記と同じ
特定方向(例えば圧延方向に沿う方向)から角度W、を
連続的に変化させつつ投射して検出器2,2に入射させ
、回折X線の強度分布特性を再現させる。そして予め求
めておいた強度分布特性(第8図参照)と照合させると
、被測定物Aに取着された状態の標準サンプル片20に
対してX線ビームがいかなる角度で投射されているかを
知ることができるから、X線ビームが所定の角度、・例
えばFo = 45°で投射されるようにX線管1の傾
きを正しく設定することができる。
以上のようにX線ビームの投射角を所定の植物Aから取
り失って、この部位における被測定物AのX線回折を行
なう。すなわち、X線管1からXIJビームを投射して
、反射した回折X線を検出器2,2に入射させその回折
角を検出すれば、前述した測定原理(第1図、第2図参
照)にもとづいて、被測定物Aに生じている応力を非破
壊的に知ることができる。
以上の説明から明らかなように、本実施例方法によれば
、小さな標準サンプル片2oを用意しておけば既存のX
線応力測定装置をそのまま利用してXiビームの投射角
を正しくセットすることができ、従来のミラーを用いた
光学的方法(第3図参照)に比較して簡便かつ正確に、
また暗い箇所でもX線投射角をセットできる。
また、歯車の各部分や金型底、パイプ内面のようにミラ
ーによる光学的方法が困難な部位にも適用でき、応用範
囲がきわめて広い。
なお、標準サンプル片2oは圧延方向のみでなく、圧延
方向に対して45°の方向とが圧延輻方を予め求めてお
き、これら各特定方向におけるX線強度分布特性を再現
させて予め求めておいたXi強度分布特性と照合させる
ようにしてもよい。
ナオ、標準サンプル片20として単結晶板を用いた場合
には、第8図のような連続した曲線にはならず、特定の
X線ビーム角度W。においてのみ回折X線が検出される
特性となるが、このビーム角度W。を予め求めておぐこ
とにより、X線強度分布特性を再現さぜたときに標準サ
ンプル片20に対するビーム角度W。を知ることができ
る。
なお標準サンプル片の形状や厚さ等は被測定物の形状等
に応じて適宜に決めればよく、本実施例に制約されるも
のではない。また本発明は応力に限らず被測定物の硬さ
や脱炭層などを測定する場合にも勿論適用で゛きる。
本発明は前記したように結晶方位に異方性をもつ標準サ
ンプル片を使用して簡便にX線ビームの投射角を設定で
き、かつ曲面や凹所、狭い箇所の測定も可能であるとい
う実用上大きな効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図はそれぞれ結晶粒子の結晶面と回折
角との関係を示す概略図、第3図は従来の光学的法線決
定方法を実施するためのジグを示す概略断面図、第4図
は本発明方法を実施するためのX線応力測定装置のヘッ
ド部分の一例を示す概略側面図、第5図は同ヘッド部分
の概略正面図、第6図は本発明方法を実施する際に使用
する標準サンプル片とホルダの一例を示す平面図、第7
図は第6図中の■−■線に沿う断面図、第8図は同標準
サンプル片の回折X線強度分布特性の一例を示す特性図
である。 1・・・X線管、2・・・検出器、20・・・標準サン
プル片、A・・・被測定物。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦第1図   
第2図 第 3 図 第4図    第5図 第 6vA (FL葭方指0

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 冷間強圧延された金属薄板あるいは単結晶金属板のごと
    く結晶方位に異方性をもつ標準サンプル片に角度を変え
    て特定の方向からX線を投射し、この投射方向における
    回折X線の強度分布特性を予め求めておき、 次に上記標準サンプル片を被測定物の表面に配置し、 この標準サンプル片に再びXiを投射して回折X線の強
    度分布特性を再現させ、 得られた強度分布特性を予め求めておいた前  1記強
    度分布特性と照合させてこの標準サンプル  1片に対
    するX線ビームの投射角度を知ることに  1よって、
    被測定物に対するXiビームの投射角度を設定すること
    を特徴とするX線ビームの投射角設定方法。
JP58024234A 1983-02-16 1983-02-16 X線ビ−ムの投射角設定方法 Pending JPS59150332A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016530523A (ja) * 2013-08-21 2016-09-29 ユナイテッド テクノロジーズ コーポレイションUnited Technologies Corporation 熱機械構造の状態監視用の原位置マーカーのための方法

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