CN108138300B - 用于制造校准体的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造尤其是由钢或其它金属制成的、用于检测方法的校准体的方法。根据本发明，所述校准体由用于制造待借助检测方法检测的产品的材料制成，并且改变由所述材料制成的半成品(1)的至少一个区域(9、11、12)中的材料特性。适宜的是，仅在表面附近的、从表面(5、2、3、4)出发向半成品(1)中延伸的区域(9、11、12)中改变材料特性，优选在半成品(1)的区域(9、11、12)中引入改变材料特性的物质。本发明还涉及一种校准体以及该校准体的应用。

Description

用于制造校准体的方法
技术领域
本发明涉及一种用于制造尤其是由钢或其它金属制成的、用于检测方法的校准体的方法。本发明还涉及一种校准体以及一种该校准体的应用。
背景技术
在此类通过使用而已知的制造方法中，有针对性地在用于超声波检测装置的校准体中设置不同尺寸的孔，所述超声波检测装置用于检测不同位置上的材料缺陷。但这种校准体不适合用于校准其它检测装置、尤其是涡流检测。
发明内容
本发明所基于的任务是，提供一种开头所提类型的方法，借助该方法可制造能校准其它检测装置的校准体。
根据本发明，所述任务如下解决：校准体由用于制造待借助检测方法检测的产品的材料制成，并且改变由所述材料制成的半成品的至少一个区域中的材料特性。仅在表面附近的、从校准体的表面出发向半成品中延伸的区域中改变材料特性并且将所述仅在所述区域中改变的校准体设置用于表面检测方法，其中，所述校准体根据制造方法制造，该制造方法包括至少一个与制造待检测产品的制造方法相同的方法步骤。
改变半成品区域中的材料特性，以便在校准体中模拟材料变化、尤其是化学组分的变化和/或模拟缺陷，所述材料变化和/或缺陷应借助检测方法在待检测产品中被找到。因为校准体由与产品相同的材料、即由相同的金属、同一钢级的钢或相同的化学组分制成，所以在校准体中可特别精确地模拟在产品中出现的材料变化。此外，校准体在材料变化区域之外具有与产品相同或至少相似的特性，从而校准可针对材料变化进行。由此可避免校准时的错误，所述错误例如会通过为校准体和产品使用不同制造材料而引起。有利的是，还可在产品中检测到此前不能检测到的材料变化。校准体也特别适合用于校准涡流测试的检测装置，这些检测装置用于找到材料缺陷。
在本发明的一种实施方式中，材料变化关于其化学组分和/或区域的空间形状、尤其是区域的长度、宽度和/或深度这样设置，使得所述材料变化类似于在产品中待找出的材料变化。优选化学组分和/或区域空间形状的变化与产品中待检测的变化具有相同的数量级。
虽然可想到，在半成品的总厚度上或仅在内部改变材料特性，但在本发明的一种优选实施方式中仅在表面附近的、从半成品的表面向内延伸的区域中改变材料特性、优选直至3mm深度、特别优选直至 1mm深度。已证明这种校准体尤其可有利地用于这样的装置，该装置设置用于找到产品表面上的变化、尤其是用于确定硬度变化。直至 3mm深度的区域特别适合用于找到产品表面的硬化，所述硬化可能导致钢板的局部脆化并可能由此导致开裂。
在本发明的一种实施方式中，当半成品由钢制成时，向半成品的所述区域中引入改变材料特性的物质、优选碳，以便模拟在产品中待检测的变化。
为此适宜的是，向半成品中施加优选含碳的改性剂，所述物质可从改性剂进入半成品中。
在一种实施方式中，所述改性剂由粉末、优选焦炭粉末和/或用于表面硬化钢制品的渗碳粉末或糊剂制成。
适宜的是，使用不同的改性剂，从这些改性剂中物质以不同的速度和/或以不同的量扩散到所述区域中，以便在所述区域中形成不同的物质含量和/或区域的空间形状。也可想到，使用不同改性剂的混合物、如由30％(重量)渗碳粉末和70％(重量)焦炭粉末组成的混合物。当然，通过选择设置改性剂的表面区段的形状和尺寸，可调整材料改变区域的形状。
在本发明的一种实施方式中，改性剂在设置到表面上时被保护以免受外部气氛、优选炉气氛的影响，以避免改性剂在热处理过程中燃烧。为此可优选覆盖、焊入和/或用保护气体冲刷改性剂。盖罩例如可由优选陶瓷耐火材料或由金属、如钢或铸铁制成。
还可想到使用保护气体、如氩气作为炉气氛，以保护改性剂。由此无需将改性剂覆盖。
在本发明的另一种实施方式中，通过对半成品的热处理来改变区域的材料特性，所述热处理优选在半成品成形之前进行。
适宜的是，半成品的热处理在如下时间段期间进行：之前预定量的物质进入区域中和/或物质到达半成品中的预定深度和/或横向尺寸。
热处理可比在制造产品时通常规定的时间更长地进行。这在由钢制成的半成品中尤为有利，因为由此扩散到区域中的碳可比为产品规定的热处理持续时间情况下的碳达到更大的量和更大的渗入深度。由于在校准体制造过程中的热处理持续时间的变化没有进一步产生影响，因此除了有针对性改变的区域之外可在校准体和产品中实现相同或几乎相同的特性。
适宜的是，这样改变区域中的材料特性/或这样调整区域的深度，使得模拟在产品中待检测的材料特性或其深度。有利的是，这可特别精确地校准检测方法，因为在产品中待找到的缺陷尺寸和/或缺陷深度存在于校准体中。
在本发明的一种特别优选的实施方式中，校准体根据这样的制造方法制造，该制造方法包括至少一个、优选多个或所有与制造待检测产品的制造方法相同的方法步骤。由此可在校准体中特别精确地模拟在产品中待检测的材料变化并且此外在材料变化区域之外形成与待检测产品相同或至少相似的材料特性。适宜地，所述方法步骤包括热处理、如板坯加热或正火过程、和/或成形、优选冷轧或热轧过程、锻造、深拉和/或热机械成形、如热机械轧制。有利的是，在相同的成形中校准体区域的空间形状以与产品中相同的方式改变。
在另一种实施方式中，用于制造校准体的半成品由板坯、金属板、厚板或锭制成。
适宜的是，这样制造校准体，使得其具有与产品相同或相似的尺寸和/或相同或相似的形状。
为了制造校准体和产品，可有利地使用同一装置。另外，无需为了检测方法的校准而改造装置。
在本发明的一种实施方式中，在半成品中形成多个区域并且不同地改变这些区域中的材料特性，这些区域可具有不同的形状、不同的物质含量和/或从表面出发以不同深度延伸到半成品中。因此校准体可有利地用于在借助检测方法测量时找到并确定极限值。
此外，借助唯一的校准体可形成多种可能的要在产品中找到的变化和/或这些变化的在半成品或校准体中的尺寸。
适宜的是，在表面的不同区段上施加不同的改变剂，以便在区域中不同地改变材料特性。
根据本发明的校准体尤其适合用于校准钢坯生产过程的检测方法，该钢坯用于制造厚板，在该过程中在少数情况下会在钢坯表面上出现局部碳积聚。这种局部碳积聚可表现为其形状、尤其是渗碳的长度、宽度和/或深度以及最大达到的碳含量互不相同。渗碳导致成品板上局部机械特性的变化，该变化主要表现为表面硬度增加并且例如可借助电磁表面检测方法进行检测。但原则上这种表面检测方法不以直接测量硬度为基础，而是在不同材料状态之间进行比较测量。因此，需要借助具有待区分材料状态的根据本发明的校准体来校准表面检测装置，借助所述表面检测装置实施表面检测方法。
当然，根据本发明的方法也可用于由不同于钢的材料、如有色金属或其合金制造校准体并且为此可使用由相应材料制成的半成品。
附图说明
下面借助实施例以及关于实施例的附图详细阐述本发明。附图如下：
图1以俯视图示出用于制造校准体的半成品；和
图2示出半成品的横剖视图。
具体实施方式
图1中以俯视图示出的可用于制造校准板的钢坯1具有一个表面 5和三个表面区段2、3、4。所述表面区段2、3、4构成钢坯1的三个在图2中示出的区域9、11、12的外表面，在各所述区域中应不同地改变碳含量以增加硬度。
由其它未示出的由与钢坯1相同的材料制成并且具有与钢坯1相同的形状的钢坯根据与制造校准板相同的制造步骤制造出钢板。借助检测方法检测这些钢板，校准体设置用于校准该检测方法。用于钢板的钢坯经受与钢坯1相同的热处理以及相同的热轧成形。
下面描述根据本发明的用于制造校准板的方法：
在图2以横剖视图示出的钢坯1上在表面区段2上被施加渗碳粉末6、在表面区段3上被施加磨碎的焦炭7并且在表面区段4上施加粉末混合物8，所述粉末混合物由40％(重量)渗碳粉末和60％(重量)焦炭7组成。
在放置粉末6、7、8之后气密地覆盖表面区段2、3、4，以保护它们免受氧气影响并因此防止在炉气氛中燃烧。为此，由金属、如钢制成的立方形盖罩10被放置到表面5上并且随后与钢坯1焊接在一起。
在热处理炉中热处理钢坯1时，碳从渗碳粉末6、焦炭粉末7和粉末混合物8扩散地穿过表面区段2、3、4渗入表面附近的区域9、11、 12 中并且在那里局部改变碳含量直至渗入深度t1、t2、t3。由于渗碳粉末6、焦炭7和粉末混合物8之间材料不同，因此区域9、10、11 各自的碳含量和渗入深度t1、t2、t3的尺寸也互不相同。
在热处理之后，将所有盖罩10、13和粉末残余物从表面区段2、 3、4移除。随后热轧钢坯1。
在表面区段2、3、4下方，校准体在区域9、11、12中具有不同的碳含量。由于校准体和钢板根据相同的方法步骤制造，因此两者除了区域9、11、12之外都具有相同的组织和因此相同的特性。因而检测方法可有针对性地针对在待检测钢板中出现的应作为缺陷被识别的碳含量局部变化进行校准。
可能的检测方法例如是涡流测试或超声波测试。
作为替代方案，盖罩13可由陶瓷材料、例如耐火陶瓷或不敏感材料制成。该盖罩也可放置到表面5上并且借助(在此未示出的)水泥与钢坯1连接。
当然，也可在表面5上形成多于三个表面区段2、3、4。也可将其它含碳的粉末和/或其混合物施加到钢坯1的表面区段上，以便改变区域9、11、 12 的碳含量和/或渗入深度t1、t2、t3。
还可想到，用于制造校准板的方法不仅包括两个方法步骤，而且也可包括多个热处理和/或多个成形。

Claims (21)

1.用于制造用于检测方法的校准体的方法，其中，所述校准体由用于制造待借助表面检测方法检测的产品的材料制成，并且改变由所述材料制成的半成品(1)的至少一个区域中的材料特性，其特征在于，仅在从校准体的表面(5、2、3、4)出发向半成品(1)内延伸的表面附近的区域(9、11、12)中改变材料特性并且将仅在所述表面附近的区域中改变的校准体设置用于表面检测方法，其中，所述校准体根据如下制造方法制造，该制造方法包括至少一个与制造待检测产品的制造方法相同的方法步骤，其中，在所述表面附近的区域(9、11、12)中向半成品(1)中引入改变材料特性的物质。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在从表面(5、2、3、4)出发向半成品(1)中延伸的表面附近的区域(9、11、12)中仅在直至3mm深度中改变材料特性。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，向半成品(1)上施加改性剂(6、7、8)，所述物质能从改性剂进入半成品中。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述改性剂(6、7、8)由粉末或糊剂制成。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述改性剂(6、7、8)在布置在表面(5、2、3、4)上时被保护以免受外部气氛的影响。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过对半成品(1)的热处理来改变材料特性。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述校准体根据如下制造方法制造，该制造方法包括多个或所有与制造待检测产品的制造方法相同的方法步骤。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，用于制造校准体的半成品(1)由板坯、金属板、厚板或锭制成。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述半成品(1)中形成多个表面附近的区域(9、11、12)并且不同地改变这些表面附近的区域(9、11、12)中的材料特性，这些表面附近的区域(9、11、12)从表面(5、2、3、4)出发以不同深度(t1、t2、t3)延伸到半成品(1)中并且具有不同的横向尺寸和/或不同的物质含量。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述校准体由钢或其它金属制成。
11.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述表面附近的区域(9、11、12)中向半成品(1)中引入碳。
12.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，向半成品(1)上施加含碳的改性剂(6、7、8)，所述物质能从改性剂进入半成品中。
13.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述粉末是焦炭粉末(7)和/或渗碳粉末。
14.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述外部气氛是炉气氛。
15.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，覆盖、焊入和/或用保护气体冲刷改性剂(6、7、8)。
16.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述热处理在半成品成形之前进行。
17.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述热处理在冷轧或热轧过程之前进行。
18.校准体，所述校准体用于校准用于对产品进行无损检测的装置，所述校准体由用于制造产品的材料制成并且具有至少一个材料特性改变的区域，其中，所述材料用于制造待借助表面检测方法检测的产品，其特征在于，所述校准体设置用于表面检测方法，其中，仅在从校准体的表面(5、2、3、4)出发向半成品(1)中延伸的表面附近的区域(9、11、12)中改变材料特性并且所述校准体根据如下制造方法制造，该制造方法包括至少一个与制造待检测产品的制造方法相同的方法步骤，其中，在所述表面附近的区域(9、11、12)中向半成品(1)中引入改变材料特性的物质。
19.根据权利要求18所述的校准体，其特征在于，所述校准体由钢制成。
20.将根据权利要求18或19所述的校准体用于校准对产品进行检测的装置的应用。
21.将根据权利要求18或19所述的校准体用于校准对产品进行无损地检测的装置的应用。
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