La diffraction des rayons X (XRD) est une méthode non destructive bien établie de détermination des contraintes résiduelles dans les matériaux polycristallins.
Si elles sont induites par le traitement thermique ou l'usinage, par exemple, les contraintes peuvent s'accumuler tout au long du cycle de vie d'un matériau et provoquer la défaillance inattendue d'un composant technique dans une construction mécanique.
Le contrôle des contraintes résiduelles est ainsi essentiel pour améliorer la sécurité et la durabilité d'un matériau.
Calculer le stress
Les contraintes résiduelles entraînent de petits changements dans l'espacement du réseau cristallin d'un matériau, qui peuvent être révélés par la diffraction des rayons X avec une sensibilité très élevée.
En pratique, la position d'un pic de diffraction adapté est mesurée à un certain emplacement avec différentes orientations de l'échantillon par rapport au faisceau de rayons X incident. À partir de là, il est possible de déterminer les espacements du réseau avec différentes orientations et la déformation élastique associée.
La contrainte de traction ou de compression peut ensuite être calculée à partir des données de la contrainte en tenant compte de la constante élastique du matériau.
Applications polyvalentes pour les métaux, la céramique, les couches minces et bien plus
L'analyse des contraintes résiduelles par diffraction des rayons X (XRD) peut être appliquée à une grande variété de matériaux polycristallins tels que l'acier durci, les joints soudés ou la céramique. Il est utilisé comme outil de contrôle qualité, ainsi que dans la recherche académique et industrielle. Souvent, aucune préparation de l'échantillon particulière n'est requise.
Avec la diffraction des rayons X (XRD), on sonde les contraintes résiduelles proches de la surface, généralement à une profondeur de quelques microns. Les couches et les revêtements d'une épaisseur submicronique peuvent également être étudiés en utilisant une géométrie en incidence rasante. Cette technique permet également le profilage de profondeur.
Il est également possible de cartographier les contraintes à travers la surface d'un matériau en utilisant un faisceau de rayons X incident avec une très petite taille de point. En outre, il existe des solutions pour mesurer les échantillons lourds et volumineux, les petits échantillons courbés ou les surfaces d'échantillon irrégulières.
