Mechanická napětí uvnitř tělesa jsou vyvolána vnějšími silami, jejichž účinek se přenáší do vnitřku tělesa. Vnější příčinou, která vyvolá uvnitř vzorku napětí, může být např. nerovnoměrné rozdělení teploty ve vzorku. Vnitřní napětí vznikají také při zahřívání nebo ochlazování odlitku, při němž dochází ke změně fáze, která je doprovázena změnou objemu. Příkladem může být známá transformace austenitu v martenzit.

Napětí, která zůstanou v tělese po odstranění vnějších příčin, se nazývají zbytková nebo vnitřní napětí. Budeme-li uvažovat napětí, která jsou konstantní v oblastech o lineárním rozměru řádově minimálně milimetr, pak tato napětí se nazývají makroskopická.

Vnitřní (zbytková) napětí nelze stanovit přímo, ale zprostředkovaně výpočtem z měřené deformace (relativní změny délky určité odměrné oblasti). Představme si jednoduchý případ: kovová tyč délky l₀ je podrobena vnější síle , která působí v ose tyčky (obr. 6.5 a). Jestliže (síla nepůsobí) , pak délka tyčky je l ₀. Pod vlivem síly dojde ke změně délky z l ₀ na l.

Relativní změna délky

se nazývá deformace. Místo délky tyče l můžeme vzít jako odměrnou vzdálenost vzdálenost dvou sousedních krystalových rovin d (obr. 6.5b).

a)

b)

Je-li bez působení vnější síly ( v nenapjatém stavu) mezirovinná vzdálenost určitého systému rovin d₀ a vlivem vnější síly se změní na d, je deformace ve směru kolmém k těmto rovinám (obr. 6.6) dána vztahem

.

Deformace

je určena hlavními deformacemi e1, e2 , e3, z nichž se pomocí

Hookova zákona vypočítají složky hlavních napětí s₁ , s₂ , s₃.

Základem rentgenografického určování vnitřních napětí je měření mezirovinných vzdáleností. Poloha difrakční linie na difrakčním snímku nebo difrakčním záznamu je dána Braggovou rovnicí

Derivováním této rovnice podle d a podle q dostaneme ( l=konst.)

a úpravou

,

kde Dq= q-q₀ udává změnu polohy difrakční linie.

Mezi přednosti rentgenografického určování vnitřních napětí je jeho nedestruktivnost. Narozdíl od mechanických metod není třeba v průběhu měření celistvost tělesa narušit.

Uveďme si několik příkladů aplikací:

• Stanovení rozdělení vnitřních napětí v povrchu svaru. Tato napětí, nazývaná svařovací, mají velký význam pro pevnostní vlastnosti svařených součástí.
• Stanovení rozdělení tepelných napětí, které vznikají v tělese např. při kalení a jsou důsledkem nerovnoměrného chladnutí kalené součástky.
• Měření vnitřních napětí v povrchu kovových součástek po jejich mechanickém opracování, jako je broušení, leštění, frézování apod.
• Měření vnitřních napětí v povlacích nebo tenkých vrstvách. Provozní vlastnosti mnoha součástí jsou závislé na kvalitě povlaků nebo tenkých vrstev, které mají funkci především ochrannou.

	Na závěr tohoto odstavce není možné se nezmínit o té, která položila základy aplikací difrakčních metod v naší zemi. Byla to profesorka Adéla Kochanovská, doktorka věd (1907-1985). Po celá čtyři desetiletí od roku 1945 byla vůdčí osobností československé strukturní rentgenografie. Její kniha "Zkoušení jemné struktury materiálu rentgenovými paprsky" vydaná v roce 1943 a 1945 měla ve své době průkopnický význam. Vedle své vědecké práce řešila prof. Kochanovská desítky problémů, s nimiž se na ni obracely průmyslové podniky. Podněty z výroby byly pro ni zdrojem nových poznatků, přispívajících k rozvoji strukturní rentgenografie i experimentální fyziky.

Využití difrakce rentgenového záření v materiálovém výzkumu

Titulní stránka