Способ ультразвукового контроля качества листового проката

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик 11795173(22) Заявлено 110779 21) 2803240/25-28с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликовано 231282. Бюллетень М 47Дата опубликования описания 03,01.83 1 э 1) М. Кп.з С 01 й 29/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторыизобретения Ж.Г. Никифоренко и В.Т. Бобров Всесоюзный научно-исследовательский институтпо разработке неразрушающих методов и средствконтроля качества материалов 71) Заявитель(54) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВАЛИСТОВОГО ПРОКАТАИзобретение относится к нераэрушающему контролю и может быть использовано для ультразвукового контролялистового проката, полученного обработкой давлением, и определенияпри этом оптимального режима технологического процесса производстваизотропного листового проката.Известен способ ультразвуковогоконтроля качества изделия, заключающийся в том, что в контролируемом изделии возбуждают поверхностные ультразвуковые волны до проведения процесса отжига, после чего измеряют в обоих случаях скорость распространения ультразвуковых волн и по полученным значениям судят о качестве изделия 11.Однако данный способ не может быть использован для определения иэотропнос-. ти исследуемого материала.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ ультразвукового контроля качества .листового проката, заключающийся в том, что в контролируемом материале после его обработки возбуждают по толщине сдвиговые ультразвуковые волны с поляризацией вдоль и поперек направления прокатки, измеряют скорости распространения этих сдвиговых волн и определяют их соотношение, по которому судят о качестве материала Г 2Однако это способ не позволяет определять вид технологического процесса, в результате которого можно получить изотропный листовой прокат, и оптимальные режимы его проведения.Целью данного изобретения является оптимизация процесса производства изотропного материала.Эта цель достигается за счет того, что дополнительно определяют соотношение указанных скоростей до обработки материала, сравнивают это соотношение с первоначально полученным и и по изменению этих соотношений судят о воэможности получения иэотропного материала в результате проведенной обработки и определяют оптимальные режимы его проведения. На фиг. 1 представлен график изменения скоростей сдвиговых ультразвуковых волн в зависимости от сосгояния материала на фиг. 2 и 3 - изменение величины анизотропии исследуемого материала в зависимости от . технологического процесса.Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.В исследуемом материале по толщине листа возбуждают две сдвиговые ультразвуковые волны с поляризацией вдоль и поперек направления прокатки. 5 Причем скорости С и С(где первый индекс указывает направление распространения волны, а второй - направление поляризации) этих волн различны из-за отличий в упругих модулях 10 по этим направлениям. Причем об анизотропии материала в плоскости листа судят по относительному изменению скоростей сдвиговых волн.15ьС . гс-с)100 ФоС 7 х +СьевВозбуждение сдвиговых ультразвуковых волн осуществляют до проведения процесса обработки материала ипосле. В обоих случаях измеряот скорости ультразвуковых волн и сравнивают их между собой. Если после обработки материала произошло изменение отношения сдвиговых волн разнойполяризации, то это говорит о том,что в результате этой обработки приопределенных режимах можно получитьизотропный материал . Причем нормальный режим протекания технологи- , ЗОческого процесса определяют путемпоследовательных проб.В основе данного способа заложены результаты, согласно которым происходит изменение скоростей сдвиговых 35ультразвуковых волн при обработкематериала ( например,негорячей, холодной прокатки или термообработки ) иих соотношения. При этом, если висследуемом материале в результате 40обработки происходит изменение соотношения между скоростями волн,то эта обработка имеет область получения изотропного материала, Графики на фиг. 1 и 2 иллюстрируют это.Точка А соответствует исходному состоянию материала после прокатки. Вэтой точке С ) Су . Точка 5соответствует состоянию материалапосле обработки (термообработки). Бэтой точке изменилось соотношениемежду скоростями и С,с Су,В таком случае обработка имеет область 3 получения изотропного материала, где С= Си величина анизотропии равна нулю.На фиг. 3 представлены графики изменения анизотропии материала в результате различных обработок материала. Кривая 1 соответствует холодной 60прокатке материала, кривая 2 - холодной прокатке материала и отжигу. Изприведенного графика видно, что врезультате холодной прокатки и отжига можно получить изотропный материал 65 Итак, чтобы установить, имеется ли область изотропии материала для данного технологического процесса, необходимо измерить соотношения скоростей сдвиговых волн в исходном материале и в этом же материале после технологического процесса и, если соотношения скоростей изменились, то в этом процессе есть область изотропии материала. Изменяя параметры в пределах процесса, определяют область изотропии. Причем в каждом случае, определяя соотношение скоростей, можно знать какой области от точки изотропии соответствует данный .эксперимент и таким образом обоснованно планировать следующий. Например, пусть в исходном материале СхСу, а в конечном С х с Су, При некотором изменении параметров процессов получим С ) Су нСзХсСЕМ. Это означает, что результату первой пробы соответствует область до точки изотропии, авторой - за точкой изотропии. Если величина анизотропии этих проб меньше величины анизотропии исходного материала (точка.Д) и конечного точка 5), то это приближение к области. изотропии, а если наоборот, то - удаление. Путем последовательных обоснованных технологических проб приближаются к оптимальному технологическому процессу, в результате которого листовой металл будет изотропный . Исследуемый образец размещают в постоянное. плоское магнитное поле и возбуждают в образце вихревые токи, которые, взаимодействуя с плоским магнитным полем, создают в нем плоскополяризованные сдвиговые ультразвуковые колебания. Изменяют плоскость поляризации ультразвуковых колебаний за счет вращения плоскости магнитного поля. Сдвиговые волны распространяются в направлении толщины образца и, достигнув противополбжной поверхности, вызывают смещения металла в магнитном поле . В результате возбуждаются вихревые токи, которые наводят перемен ную ЭДС. Эта ЭДС фиксируется синхронно с изменением резонансной частоты контура генератора качающейся частоты. Таким образом, развертка луча является осью частот генератора качающейся частоты. Частоту резонансных импульсов измеряют в блоке отсчета. Измерение скоростей сдвиговых волн осуществляется резонансным методом. При автоматическом качании частоты возникают акустические резонансы на основной частоте и гармониках высшего порядка. Причем, если исследуемый материал анизотропов, то каждая гармоника состоит из двух импульсов: один соответствует сдвиговой волнеФиг. ВСю еСоД Тсюпроцссс иа 2 с поляризацией вдоль прокатки, другой - с поляризацией поперек прокатки.При вращении плоскости магнитного поля амплитуды одних сигналовувеличиваются, а других - уменьшаются.и Фиксируют положение максимальной амплитуды сигнала, Это позволяет определять направление поляризации для данного сигнала,Таким образом осуществляют контроль за импульсами и плоскостью ихполяризации, положения которых изменяются в зависимости от технологичес-кого процесса обработки, металла. Измеряют частоты резонансных импульсов,рассчитывают скорости сдвиговых волнС,С и по их соотношению определяют возможность получения изотропного материала при определенном технологическом процессе.Данный ультразвуковой способ осуществляет контроль Ферромагнитных инеферромагнитных материалов, не требует специального изготовления образцов, значительно снижает .затратывремени на измерение, показывает направление поиска оптимального процесса, использует бесконтактный способ возбуждения сдвиговых волн, чтопозволяет автоматизировать процесс контроля готовой продукции или наотдельных стадиях его производства.Формула изобретенияСпособ ультразвукового контролякачества листового проката, заключающийся в том, что в контролируемомматериале после его обработки возбуждают по толщине сдвиговые ультразвуковые волны с поляризацией вдоль ипоперек направления прокатки, измеряют скорости распространения этихсдвиговых волн и определяют их соотношение, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью оптимизации процесса производства изотропного материа ла, дополнительно определяют соотйошение указанных скоростей до обработки материала, сравнивают это соотношение с первоначально полученным и поих изменению судят о возможности по лучения иэотропного материала в результате проведенной обработки иопределяют оптимальные режимы его проведения.Источники инФормации, 25 принятые во внимание при,экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 605170, кл. С 01 М 29/04, 1976.2Авторское свидетельство СССРР 466930, кл. 6 01 В 17/00, 1973795173 04 юь НГП д Г% ЯПпоперекд Составитель Г. Федоедактор О. Филиппова Техред Т.Маточка Корректор У. Пономарен Подписно д. 4/ Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, Ул. Проект дСФ С % каз 1087 б/13 Т ВНИИПИ Государст по делам изобр 113035, Москва, Ж