RU1369496C - Способ определения механических свойств - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к способу рентгеновского контроля механических свойств, в частности к определению механических свойств металлической ленты. Цель изобретения - повышение точности определения механических свойств металлической ленты в процессе протяжного отжига. Способ включает облучение ленты рентгеновскими лучами в процессе ее перемотки, измерение интенсивности лучей, отраженных кристаллографическими плоскостями, соответствующими текстуре прокатки и отжига. Механические свойства определяют, как функцию соотношения их интенсивностей по предварительной градуировочной характеристике. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Description

Изобретение относится к способам рентгеновского контроля механических свойств, в частности к непрерывному контролю механических свойств ленты.

Цель изобретения повышение точности определения механических свойств металлической ленты в процессе протяжного отжига.

После прокатки с большой степенью деформации (более 60%) металлическая лента обычно обладает сильной кристаллографической текстурой, т.е. у большинства кристаллитов параллельно поверхности располагается определенная кристаллографическая плоскость. При отжиге текстура деформации ослабляется, одновременно усиливается текстура отжига. Это сопровождается разупрочнением металла. Обнаружено, что изменение механических свойств при отжиге хорошо коррелирует с текстурным параметром: отношением интенсивностей рентгеновских лучей, отраженных соответствующими плоскостями деформированных и отожженных кристаллитов.

Если предварительно откалибровать механические свойства по соотношению текстур деформации и отжига, например при протяжном отжиге ленты, то непрерывно измеряя параметры текстуры движущейся ленты, можно непрерывно контролировать ее механические свойства. Предложенный способ поясняется чеpтежом.

Способ осуществляется следующим образом.

Ленту протягивают через печь со скоростью V. На выходе из печи ее облучают пучком рентгеновских лучей из источника (рентгеновской трубки), отражения которых регистрируют двумя счетчиками (детекторами) излучения. Соответствующие узлы рентгеновская трубка и счетчики излучения смонтированы в виде дифрактометрического устройства. Счетчики устанавливают под разными углами к направлению первичного пучка в соответствии с отражениями от плоскостей текстур отжига и прокатки согласно известному уравнению Брэггов
2d sin θ n λ где d и n межплоскостные расстояния;
λ длина волны рентгеновских лучей;
θ угол падения луча на отражающую плоскость, равный углу отражения от этой плоскости на счетчик.

Сигналы от двух детекторов, соответствующие отражениям от плоскостей текстур прокатки и отжига, попадают в блок сравнения. Результат сравнения может быть выражен, например, в виде отношения интенсивностей I₁/I₂, по величине которого судят о степени отжига материала. Сигнал отношения формируется в блоке сравнения с помощью известных электрических схем.

Если плоскости текстур отжига и прокатки имеют межплоскостные расстояния (d/n)₁ и (d/n)₂, то детекторы излучения должны быть установлены под углами к первичному пучку
2θ_1,2= 2 arcsin

-

Для более точного измерения параметра текстуры используют третий детектор, измеряющий уровень фона.

Если углы θ₁ и θ₂ достаточно близки, то можно зарегистрировать оба отражения при единственном первичном пучке. Для этого, как показали наши опыты, необходимо чтобы либо первичный пучок, либо текстуры имели достаточное угловое рассеяние φ. Тогда условие регистрации φ >

(θ₁-θ₂).

В случае, если регистрируемые отражения наблюдаются под сильно различающимся углами 2θ₁ и 2θ₂, регистрация осуществляется при двух источниках излучения, установленных под углами θ₁ и θ₂ к плоскости ленты.

В принципе на базе предлагаемого способа возможна организация автоматического регулирования процесса отжига. Для этого два регистрируемых сигнала от детекторов поступают в блок сравнения, где из них формируется единый сигнал, характеризующий текстуру (например, Т=I₂₀₀/I₂₂₀), который сравнивается с заданным уровнем. Затем в зависимости от результата сравнения вырабатывается регулирующее воздействие на регулятор температуры печи или на скорость протяжного механизма, сматывающего ленту на барабан.

В качестве примера выполнено измерение текстуры при непрерывной перемотке латунной ленты, отожженной по разным режимам: при температуре 430-460^оС с протяжкой через печь "Эртей" со скоростью 35 м/мин. Лента из латуни Л90 предварительно подвергнута холодной прокатке с 6 до 0,22 мм и имеет сильную текстуру прокатки. В процессе отжига текстура изменяется соответственно температуре отжига. Из четырех отрезков ленты длиной по 0,5 м каждый, отожженных по указанным режимам, составлен образец путем механического соединения частей.

Такой образец протянут через дифрактометрическое устройство, выполненное на базе дифрактометра ДРОН-2.0, оборудованного дополнительно вторым детектором и измерительной стойкой. Образец ленты протягивают в дифрактометрическом устройстве через предметный столик, фиксирующий рабочую часть ленты в определенном положении. Пучок рентгеновских лучей от трубки с медным анодом направляют на ленту под углами θ 20-35^о. Детекторы расположены под углами 50,2 и 65,6^о к первичному пучку и регистрируют отражения соответственно (200) в K_α -излучении и (220) в K_β -излучении, т.е. отражения от кристаллографических плоскостей текстур отжига и прокатки. Здесь угол α29^о. Съемку проводят при напряжении на трубке 30 кВ и тока 10 мА со щелями шириной 0,1-1 мм, что соответствует углу горизонтальной расходимости пучка около 0,4 4^о.

С переходом от одного отрезка ленты к другому скачком изменяются сигналы I₂₀₀, I₂₂₀ и их отношение I₂₀₀/I₂₂₀. Представленная запись позволяет контролировать состояние отожженной ленты, а при необходимости регулировать режим отжига, изменяя температуру в печи и скорость протяжки.

Далее измеряют величины I₂₀₀/I₂₂₀ на образцах, отожженных при 400-460^оС со скоростями 16-36 м/мин (всего по 10 режимам). Измеряют интенсивности отражений от плоскости текстуры отжига (200) в K_α излучении (2θ= 51^о) и плоскости текстуры прокатки (200) в K_β излучении (2 θ66^о).

Измеренные значения I₂₀₀/I₂₂₀ сопоставляют с пределом прочности σ_B, определяют коэффициент корреляции R и остаточное отклонение (ошибку) S, которая и характеризует точность контроля. Так, при α=29 ^о.

σ_B43+5,81n (I₂₂₀ ^β/I₂₀₀ ^α), S=2,1 кг/мм². Углы рассеяния текстур прокатки и отжига φ≈6 и 3^о.

В таблице приведены результаты контроля механических свойств ряда образцов латуни Л₉₀ после неполного отжига по их текстуре.

Коэффициент корреляции предела прочности и величины составляет R 0,97. Он сравнительно мало меняется при варьировании угла α в пределах от 25 до 33^о, т. е. от θ₂₀₀ до θ₂₂₀ несколько увеличивается при α > 25^о иα > 33^о. Наилучшие условия контроля обеспечиваются при α ≈

(θ₂₀₀+θ₂₂₀) ≈ 29^° при этом достигается максимум R и минимум S. Аналогичные результаты получаются при регистрации отражения (220) в α -излучении (2 θ74^о), однако при этом необходимо использовать два источника излучения, расположенные под углами 25 и 37^о к плоскости ленты.

Claims (3)

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ проката, заключающийся в облучении его поверхности пучком рентгеновских лучей в процессе перемотки, измерении интенсивности дифрагированных лучей и определении механических свойств по предварительной градуировке, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения механических свойств металлической ленты в процессе ее протяжного отжига, интенсивность дифрагированных лучей измеряют для кристаллографических плоскостей, соответствующих текстурам прокатки и отжига, а механические свойства определяют по их соотношению.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью определения механических свойств ленты из меди или сплавов на ее основе, измеряют интенсивность дифрагированного излучения для кристаллографических плоскостей (220) и (200).

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что, с целью упрощения рентгенооптической схемы, дифрагированное излучение регистрируют одновременно двумя детекторами.

Images