Способ контроля латунированной стальной проволоки

 

Использование: рентгенографический контроль. Сущность изобретения: измеряют интегральную интенсивность линий участка дифракционного спектра латунированной проволоки, включающего линии (111) альфа-латуни, (110) бета-латуни совместно с линией (111) меди и линию (110) железа стальной проволоки. Линия железа служит репером, относительно которого отсчитывают угловое положение линии (111) альфа-латуни, что позволяет на основе градуировочного графика судить о содержании в ней растворенного цинка. Регистрация и измерение интенсивности линии (200) меди дает сведения о наличии остатков меди в покрытии и позволяет произвести коррекцию интегральной интенсивности линии (110) бета-латуни для более точного определения ее относительного содержания в покрытии. Предложены соотношения, позволяющие рассчитывать среднее содержание цинка в латунном покрытии на стальной проволоке.

Изобретение относится к рентгенографическому контролю качества металлопродукции и может быть использовано при контроле процесса термодиффузионного латунирования стальной проволоки для корда автомобильных шин и канатов.

Известен способ рентгенографического фазового анализа латуней [1] , включающий облучение образцов рентгеновским излучением, регистрацию дифракционного спектра, измерение интегральных интенсивностей линий и определение относительного содержания присутствующих в латуни фаз методом гомологических пар.

Недостатком данного метода является невозможность его быстрого осуществления и применимость только к двухфазным латуням.

Известен способ определения содержания цинка в латуни [2] , включающий облучение образца латуни пучком рентгеновских лучей, регистрацию дифракционной линии, определение периода решетки и нахождение по нему из предварительно построенной градуировочной зависимости содержания цинка.

Недостаток этого способа состоит в том, что он имеет недостаточную точность при контроле на образцах не плоской формы, например, на проволоке.

Ближайшим техническим решением является способ контроля латунированной стальной проволоки [3] , включающий облучение образца пучком рентгеновских лучей заданной длины волны, регистрацию выбранного участка дифракционного спектра, определение интенсивности линий спектра и их углового положения, из которых находят периоды решетки и устанавливают фазовый состав латунного покрытия.

Недостатки прототипа состоят в том, что он не обеспечивает необходимой точности контроля фазового состава и содержания цинка в покрытии латунированной стальной проволоки.

Цель изобретения состоит в повышении точности и информативности контроля латунированной стальной проволоки.

Для решения поставленной задачи в способе контроля латунированной стальной проволоки, включающем облучение образца пучком рентгеновских лучей заданной длины волны, регистрацию выбранного участка дифракционного спектра, определение интенсивности линий спектра и их углового положения, из которого находят периоды решетки и устанавливают фазовый состав латуни, регистрируют участок дифракционного спектра, содержащий линии (111) α -латуни, (110) β -латуни, линии (111) и (200) меди, от покрытия и линию (110) железа от стальной проволоки, определяют интегральную интенсивность линии (111) α -латуни I(111) _α , линии (200) меди I(200)_Сu, общую интегральную интенсивность I_общ. линий (111) меди и (110) β -латуни и определяют содержание в покрытии β -латуни (V _β ) из соотношения: V_β = { 1+1,44˙I(111) _α /(I_общ-1,16I(200)_Сu} ^-1 находят угловое положение Δ 2 ˙ Θ линии (111) α -латуни покрытия относительно линии (110) железа стальной проволоки и при отсутствии β -латуни находят содержание цинка в латунном покрытии по величине Δ 2 ˙ Θ из градуировочной зависимости С_Zn α = f( Δ 2 ˙ Θ), построенной на образцах латунированной стальной проволоки с известным содержанием цинка в покрытии, а при наличии содержание цинка в покрытии (С_Znⁿ) определяют из соотношения C_Znⁿ= C_Znα + V_β (0,457-C_Znα) где C_Znα - содержание цинка в α -латуни, найденное из градуировочной зависимости по измеренному значению Δ 2 ˙ Θ , при этом длину волны рентгеновского излучения выбирают так, чтобы обеспечить наличие в регистрируемом участке спектра линии железа проволоки.

Сущность предложенного способа состоит в измерении интегральной интенсивности линий участка дифракционного спектра латунного покрытия, включающего линии (111) α -латуни, (110) β -латуни совместно с линией (111) меди и линию (110) железа стальной проволоки. Линия (110) железа является репером, относительно которого отсчитывается угловое положение Δ 2 ˙ Θ линии (111) α -латуни, зависящее от содержания в ней растворенного цинка. Такая косвенная оценка параметра решетки α -латуни позволяет с большой точностью и оперативностью получать данные о химическом составе α -латуни. Регистрация и измерение интенсивности линии (200) меди дает сведения о наличии остатков меди в покрытии и позволяет произвести коррекцию интегральной интенсивности линии (110) β-латуни путем вычитания из нее регистрируемой под тем же брэгговским углом линии (111) меди, интегральная интенсивность которой в 1,16 раз больше, чем у линии (200) меди.

При наличии β -латуни ее состав по цинку берется из диаграммы фазового равновесия (0,457), а ее относительное количество определяют по соотношению интенсивностей дифракционных линий α и β-латуней.

В качестве примера производили рентгенографирование на дифрактометре АДП-2 образцов латунированной стальной проволоки в излучении CrK _α в режиме: 30 кВ - напряжение и 20 мА - ток. Регистрацию дифракционного спектра производили координатным детектором РКД-1-01 в угловом интервале 5^о вблизи удвоенного брэгговского угла 65,4^о, что позволяло регистрировать одновременно линии (111) α -латуни, (110) β -латуни, (111) меди и (110) железа. Отделение фона и нахождение интегральной интенсивности линий производили с помощью специально разработанной программы на вычислительном комплексе "Искра 1030".

Ниже приведены результаты рентгенографического определения содержания цинка в α -латуни, содержание α и β -латуни в покрытии на латунированной стальной проволоке, результаты расчета среднего содержания меди в покрытии и данные химического анализа тех же образцов.

Результаты рентгенографического и химического определения содержания меди в латунном покрытии на стальной проволоке согласуются между собой. В то же время рентгеновский контроль позволяет получить дополнительную информацию - сведения о фазовом составе покрытия, которые в большей мере, чем среднее содержание меди, характеризуют механические и защитные свойства покрытия. Таким образом, данные рентгенографического контроля латунного покрытия на стальной проволоке оказываются более информативными и полезными для регулирования технологического процесса термодиффузионного латунирования.

Формула изобретения

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЛАТУНИРОВАННОЙ СТАЛЬНОЙ ПРОВОЛОКИ, включающий облучение образца пучком рентгеновских лучей заданной длины волны, регистрацию выбранного участка дифракционного рентгеновского спектра, определение интенсивности линий спектра и их углового положения, из которого находят периоды решетки и устанавливают фазовый состав латуни, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и информативности контроля, регистрируют участок дифракционного рентгеновского спектра, содержащий линии (110)α -латуни, (110)β -латуни, (111) и (200) меди покрытия и линию (110) железа стальной проволоки, определяют интегральные интенсивности линии (111)α-латуни J_(111)α линии (200) меди J_(200)Cu общую интегральную интенсивность J_общ линии (111) меди и (110)β -латуни и определяют содержание U_β в покрытии β -латуни V_β= { 1+1,44·J(111)_α/(J_общ-1,16J(200)_Cu} ^-1, находят угловое положение Δ2Θ линии (111)α -латуни покрытия относительно линии (110) железа стальной проволоки и при отсутствии β -латуни находят содержание цинка в латунном покрытии по величине Δ2Θ из градуировочной зависимости C_Znα = f (Δ2Θ) , построенной по образцам латунированной стальной проволоки с известным содержанием цинка в покрытии, а при наличии β -латуни содержание цинка в покрытии C_Zn^попределяют из соотношения C_Zn^п = C_Znα + U_β(0,457 - C_Znα) , где C_Znα - содержание цинка в α -фазе, найденное из градуировочной зависимости по измеренному значению Δ2Θ , при этом используют характеристическое рентгеновское излучение Cr, Fe, Co.

РИСУНКИ

Рисунок 1