La difracción de rayos X (XRD) es un método bien establecido no destructivo para la determinación de la tensión residual en materiales policristalinos.
La tensión, inducida por tratamiento térmico o mecanizado, por ejemplo, puede acumularse durante la vida útil del material y causar un error inesperado de un componente técnico en una construcción mecánica.
El control de la tensión residual, por lo tanto, es esencial para mejorar la seguridad y durabilidad de un material.
Calculando el estrés
La tensión residual induce cambios pequeños en el espaciado de las redes de cristal de un material, lo que se puede revelar mediante una XRD con una sensibilidad muy alta.
En la práctica, la posición de un pico de difracción adecuado se mide en un cierto punto bajo distintas orientaciones de la muestra en relación con el haz de rayos X incidente. A partir de esta red, se pueden determinar los espaciados en diferentes direcciones y la tensión elástica correspondiente.
La tensión de tracción o la tensión compresiva se pueden calcular a partir de los datos de la tensión teniendo en cuenta la constante elástica del material.
Aplicaciones versátiles para metales, cerámica, películas delgadas y más
El análisis de la tensión residual de la difracción de rayos X (XRD) se puede aplicar a una amplia variedad de materiales policristalinos, como acero endurecido, juntas soldadas o cerámica. Se utiliza como una herramienta de control de calidad, así como en la investigación académica e industrial. A menudo, no se requiere de preparación especial de las muestras.
Con la difracción de rayos X (XRD), lo que se investiga es la tensión residual cerca de la superficie, normalmente en una profundidad de unos pocos micrones. Las películas y recubrimientos con un espesor de submicrones también se pueden investigar mediante una geometría de incidencia por roce. Esta técnica permite también la elaboración de perfiles de profundidad.
También es posible mapear la tensión en toda la superficie de un material mediante el uso de un haz de rayos X incidente con un muy pequeño tamaño de punto. Además, existen soluciones para medir muestras voluminosas y pesadas, muestras con curvas pequeñas o superficies de muestras irregulares.
