Способ контроля гексагональных текстур листовых материалов

 

Изобретение относится к области машиностроения и металлургии, связанных с производством листовых гексагональных материалов и изделии из них, требующих учета эффекта текстуры. Целью изобретения является повышение точности, упрощение и ускорение времени испытания, исключение разрушения образца при контроле гексагональных текстур листовых материалов. Для контрольного образца пр оводятся рентгеновские исследования для определения его характеристик текстуры. Для контрольного и исследуемого образца находятся параметры изотермических кривых в плоскости листа от точечного источника тепла. Текстура исследуемых листов определяется по формуле, связьшающей отношение осей и углы наклона контрольного и исследуемого образцов. Может применяться д.пя выбраковки листовых полуфабрикатов и изделий плоской и сферической формы i (Л по текстурным характеристикам. 1 табл. 3 ил, ел со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 С 01 N 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3828529/24-25 (22) 16. 11. 84 (46) 23.07.86. Бюл. и 27 (71) Одесский государственный педагогический институт им. К.Д.Ушинского (72) А.А.Брюханов, А.P.Ãîõìàí и Н.А.Царенко

;(53) 536.629.7(088.8) (56) Бородкина М.М. Рентгенографический анализ текстуры металлов и сплавов. — М.: Металлургия, 1981, с. 271.

Иваний В.С. и др. Модульный метод определения типа текстуры прокатки листов гексагональных металлов и сплавов. — Заводская лаборатория, 1982, У 7, с. 28-30. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ГЕКСАГОНАЛЬНЫХ

ТЕКСТУР ЛИСТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к области машиностроения и металлургии, связан„,SU 1245971 А 1 ных с производством листовых гексагональных материалов и изделии иэ них, требующих учета "эффекта текстуры".

Целью изобретения является повьппение точности, упрощение и ускорение времени испытания, исключение разрушения образца при контроле гексагональных текстурлистовых материалов.Для контрольного образцапроводятся рентгеновские исследования для определения его характеристик текстуры. Для контрольного и исследуемого образца находятся параметры изотермических кривых в плоскости листа от точечного источника тепла. Текстура исследуемых листов определяется по формуле, связывающей отношение осей и углы наклона контрольного и исследуемого образцов. Может применяться для выбраковки листовых полуфабрикатов и изделий плоской и сферической формы по текстурным характеристикам. 3 ил1

1 табл.

1245971

Изобретение относится к области машиностроения и металлургии, преимущественно к производству листовых полуфабрикатов иэ металлов и сплавов с гексагональной структурой кристаллов, требующих учета эффекта текстуры.

Цель изобретения — повышение точности, упрощение и сокращение времени испь|таний, исключение разрушения образца при контроле гексагональных текстур листовых материалов.

На фиг,1 изображено устройство, реализующее предлагаемый способ, на фиг,Д вЂ” то же, разрез, на фиг. 3 - завйсимость отношения длин главных осей изотермических эллипсов от точечного источника тепла постоянной мощности от угла наклона бокового ребра гексагоналъной призмы к плоскости листа.

Выбор в качестве характеристики текстуры угла at предполагает моделирование листа гексагональной призмой, боковое ребро которой образует с плоскостью листа угол Ы., причем призма имеет такую же анизотропию физико-механических свойств в плоскости, совпадающей с плоскостью листа, как и рассматриваемый образец.

Уравнение изотермических поверхностей от точечного источника тепла в гексагональном кристалле.для стационарного случая будет следующим !

Q — Хг +Хг Хг г

Т-Т = — (K -K ): (" + — ) Я i з К„, К, (1) где Т вЂ” температура в точке с координатами Х,, Х, Х, в системе координат кристалла, Т вЂ” температура вдали от источника;

Q — мощность источника тепла, К К вЂ” компоненты тензора теплопроf водности кристалла„

После ряда математических операций из соотношения (1) с учетом изотропности свойств гексагональных кристаллов в базисной плоскости получают уравнение изотермических линий в плоскости листа от точечного источника тепла при сечении изотермического эллипсоида (1) плоскостью, составляющей с осевым сечением его угол, d :

T-Т = (— (cos +выл

46 (К< <з к;

+ .(,г, Hi г„ ) г

Кз (2) где -3 — - угол между радиус-вектором

5 текущей точки изотермы и направлением прокатки листа, В общем случае (2) — уравнение эллипса, который в плоскости базиса вырождается в окружность, Если измерить длины главных осей изотермического

1Г эллипса (2) Р i =0) и R(f = — ), To ) можно рассчитать угол М по формуле

Сг — 1

s 1п (,/ — — 1

K„ з (3) Из соотношения (3) следует формула

С вЂ” 1

sin Û =sin Ы о (4) где d. — характеристика текстуры исследуемого образца, характеристика текстуры контрольного образца, определяемая по интенсивности отраженных рентгеновских лучей, ЗО

С, С вЂ” отношение длин главнь.х осей изотермических эллипсов контрольного и исследуемого образцов соотве тственно, Устройство содержит лист 1,, теплоизолирующие наконечники 2„, винты 3, резьбовую пару 4 и 5, острозаточенное жалс б, нагреватель 7, асбестовый экра.н 8, регулировочные винты 9, плиту 10, стабилизированный источник

11 питания, автотрансформатор 12 и вольтметр 13.

Предлагаемый способ реализуется следующим oбразом.

Лист с произвольной плоской текстурай (контрольный образец) облуча45 ется рентгеновским излучением и регистрируется интенсивность отраженных лучей при изменении положения образца. Далее по полученным данным определяется угол o,, например, из прямых полюсных фигур. Затем для контрольного образца определяется величина С,. При этом для индикации изотерм в плоскости листа от точечного источника тепла используются жицкокристаллические смеси (или другие термоиндикаторы). Для исследуемого образца аналогичным образом ваходитзся величина С, а угол, при помощи I245971

ОтношеСтепень обжатия

Ж ние главных осей

Предлага Рентгенов" емый спо ский способ соб эллипса.Исход50 ная

1 0

1,122 27

1,172 32

1,181 33

1,218 36

20

40

60

80 формулы (4). Нахождение угла с значительно упрощается, если предварительно построить градуировочный график зависимости данного материала по формуле (4). 5

Пример. Изучают листы титана

ВТ1-0 толщиной 0,7-3 вам. Исходные листы, полученные теплой прокаткой, прокатывают при комнатной температуре на лабораторном стане с диаметром валков 140 мм без реверса до 20, 20, 60 и 807 обжатия по толщине. Контрольный образец, в качестве которого был выбран лист, прокатный с обжатием

80% по толщине, облучают рентгеновс- 15 ким СиК èçëó÷åíèåì и регистрируется интенсивность отраженных лучей при изменении их направления относитель, но образца методом Шульца. На рентгеновском дифрактометре "ДРОН-3" стро- 20 ится полюсная фигура для плоскости

0002 и найдено, что угол Ы, равен 36

Далее для контрольного и исследуемых образцов определяют параметры изотерм от точечного источника тепла 25 постоянной мощности в плоскости листа. Часть внешней стороны горизонтально расположенного листа площадью примерно 100s 100 мм, зачерненная пековым лаком, покрывается тонким слоем разогретого до комнатной темпераруты холестерического жщцкого кристалла. После этого лист 1 устанавливается на теплоизолирующие наконеч-ники 2 Винтов (фиге1) ° Снизу IIpH по- д мощи резьбовой пары 4 и 5 в соприкосновении с листом приводится острозаточенное жало 6 нагревателя 7, взятое от электропаяльника типа ПЦН.

Свободная поверхность листа.защищена от нагревателя асбестовым экраном

8. Лист устанавливается горизонтально при помощи регулировочных винтов

9, перемещающихся в плите 10. Для поддержания рабочей температуры использованных жидких кристаллов (интервал 36-41 С) на нагреватель 7 поФ дается напряжение от стабилизированного источника 11 питания, которое регулируется при помощи автотрансформатора 12 соответствующей мощности и контролируется.вольтметром 13.

Ъ

После установления стационарной геплопередачи, что фиксируется неиз- 5> бренностью цветовой фигуры (пятна), изучаются параметры изотермических

1 линий в плоскости листа. Цветовое пятно сжчметрично относительно проекции на лист. точки нагрева и состоит из фиолетовой (центральной) и окаймляющих зеленой, желтой и красной областей. Форму и размеры изотерм наиболее удобно определять по границе фиолетового и зеленого цветов.

Для листа после тепловой прокатки наблюдается окружность, что свидетельствует о наличии в нем текстуры базисного центрального типа. Для остальных листов наблюдаются эллипсы, вытянутость которых растет с увеличением степени обжатия при прокатке.

Цветовые фигуры фотографируются на обратимую фотопленку ORTOHROM a затем величины С определяются из длин главных осей эллипсов, измеренных при проектировании слайдов на экран. Эти измерения могут быть проведены также при помощи оптических приборов, например катетометром и даже обычным разметочным штангенциркулем. Угол ot для исследуемых образцов находят по градуировочному графику для листов титана ВТ1-0 (фиг.3), построенному при помощи формулы (4) по найденным о,и С, Для сравнения эти же углы найдены из рентгеновских исследований таким же способом, как и для контрольного образца.

Значения углов наклона бокового ребра гексагональной призмы к плоскости листа, полученные предлагаемым и рентгеновским способами для листов

ВТ1-0, представлены в таблице.

Угол наклона боково- го ребра призмы к плоскости листа, 1245971 щий сблучение образца рентгеновским излучением, регистрацию интенсивности отраженных лучей при изменении их направления относительно образца и определение параметров текстуры, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения измерений за счет исключения разрушения образца, контрольный и исследуемый образцы дополнительно нагревают точечным источником тепла постоянной мощности, определяют длину главных осей получаемых изотермических эллипсов, .а параметры текстуры исследуемых материалов определяют по формуле

С2 -1 з п g =э п (, С-1 где о! б б 7

à — — i ay

Ф((а3

<у>иг. 2

ВНИИПИ Заказ 3992/Зб Тираж 778

Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, В качестве контрольного образца используется только один образец, изучение которого, как и исследуемых, проводится более просто и требует меньших затрат времени (не более 20 мин на образец). Предлагаемый способ является нераэрушающим, так как осуществляется непосредственно в изделии.

Изобретение может быть использовано для неразрушающего контроля серийных листовых(материалов, подлежащих в дальнейшем обработке штамповкой и вытяжкой, где эффект текстуры может проявляться в фестонообразовании, а также при изготовлении изделий, например сосудов высокого давления, где текстурное упрочнение на

150-2007 может быть осуществлено за счет текстуры базисного центрального типа. Способ может также найти применение при производстве конструкций, использующих анизотропию свойств, обусловленную текстурой.

Ф о р м у л а и э обретения

Способ контроля гексагональных текстур листовых материалов, включаю- 30 характеристика текстуры исследуемого образца, характеристика текстуры контрольного образца, определяе" мая по интенсивности отраженных рентгеновских лучей, отношение длин главных осей ( иэотермических эллипсов контрольного и исследуемого образцов соответственно,