Способ неразрушающего контроля металлического листа

ОП ИСАЙ ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскиаСоциалистическииРеспублик и 868513(51)М. Кл. Я 01 Й 25/32 3 Ъвудврстеаквые комитет СФОР вв дедам иэебретеник и открыткв(088.8) Дата опубликования описания 03.10.81(7) Заявитель Киевский ордена Ленина государственный университет им. Т. Г. Шевченко(54) СПОСОБ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ЛИСТАИзобретение относится к неразрушаюшему контролю материалов, в частностик определению текучести, например титанового листа, при его производстве и изготовлении иэ него изделий,Штампуемость иэделий из титановоголиста определяется рядом факторов, в,том числе и текстурой.Известен рентгеноструктурный способнеразрушающего контроля металлов, заключатешийся в измерении интенсивностиви углового распределения рентгеновскихрефлексов, полученных при дифракпии рентгеновского луча от поверхности листа 1.Недостаток способа заключается в труОдоемкости испытания, особенно в случаях,когда размеры зерен металла в листе велики: представление о типе текстуры и еерассеянии можно получить, обследовав вотдельности ориентировку 300-400 зерен,Наиболее близким к предлагаемому является способ неразрушаюшего контроляметаллического листа, заключающийся визмерении термо-ЭДС термопары, составденной из эталонного и испытуемого образцов. В качестве испытуемого берут образец, содержащий вакансии или дислокации. Величина термо-ЭДС пропорциональна концентрации вакансий (дислокаций)21.Однако этот способ не пригоден для испытания листов на текстуры, так как не указывает, чувствительна ли термо-ЭДС к текстуре металлов.Бель изобретения - определение текстуры.Поставленная цель достигается тем, что в способе неразрушаюшего контроля металлического. листа, заключающемся в измерении термс-ЭДС термопары, составленной из эталонного и испытуемого образцов, лист отжигают при температуре, составляющей 40-50% от температу- ры плавления по абсолютной шкале, в течение 30-60 мин, вырезают иэ листа круг, разрезают его на секторные полосы, в качестве эталонного образца выбираютпроизвольную секторную полосу, измеряют значениятермо-ЭДС термопары, в20 25 50 которой в качестве испытуемого образца поочередно берут секторные полосы, и строят индикатрису значений термо-ЭДС, оси симметрии которой отождествляют сФнаправлениями текстуры.С целью сокрашения времени контроля титанового листа в качестве эталонного образца используют секторную полосу, ориентированную на круге вдоль оси ординат, а испытуемого - секторную полосу, ориентированную вдоль оси абсцисс, и по термо-ЭДС, генерируемой ими в паре, определяют угол о между осью ординат и кристаллографическим направлением 101 0) по формуле- угол в радианах;- термо-ЭДС, В/град;а - максимальное значение термо-ЭДС на индикатрисе термо-ЭДС, В/град,Отжиг листа при температуре, составляющей 40-50% от температуры плавления по абсолютной шкале, в течение 3060 мин ликвидирует избыточные вакансии,приводит к аннигиляции дислокаций, образованных прокаткой и дающих вклад в измеряемую термо-ЭДС, характеризующуютекстуру. Отжиг при более высокой температуре приводит к рекристаллиэациилиста, в результате чего изменяется текстура и появляется хрупкость, а при более низкой - недостаточен для аннигиляции дислокаций,Разрезание круга на секторные полосыи последующие измерения термо-ЭДС позволяют построить инцикатрису термо-ЭДС,связав измеренные значения термо-ЭДС суглом, под которым вырезана секторнаяполоса на круге.Выбор в качестве эталонного образцасекторной полосы, ориентированной накруге вдоль оси ординат, а испытуемогосекторной полосы, ориентируемой вдольоси абсцисс, позволяет при испытании листа с известной индикатрисой термо-ЭДС,например титанового, делать только одноизмерение ЬЕ и по нему сразу определятьугол сЬ между осью эталонного образца(осью ординат) и кристадлографическимнаправлением 1010, За счет этого сокращается время испытания и уменьшаетсятрудоемкость в 8-10 раз по сравнению стем, когда нужно строить всю индикатрису термо-ЭДС.На фиг. 1 и 2 графически представленыэкспериментальные результаты реализации способа На фиг. 1 представлены: 1 - зависимость термо-ЭДС Е термопары от угла Й в которой в качестве эталонного образца взята секторная полоса, вырезанная вдоль направления прокатки иэ титанового круга (марка титана БТ=-1,0), а в качестве испытуемого - остальные секторные полосы, на которые разрезан круг диаметром 200 и толщиной 0,3 мм; 3. - угол наклона оси данной секторной полосы к направлению проката; 2 - зависимость от расстояниятермо-ЭДС Е термопары, в которой в качестве испытуемого образца поочередно взяты параллельные полосы, на которые разрезан лист титана от левого его края до правого в направлении прокатки;- , расстояние между левым краем листа и продольной осью данной параллельной полосы. На фиг. 2 представлены;3 - индикатриса термо-ЭДС, полученная перестройкой графика 1 в полярных координатах; ОР- направление прокатки; ОЧ - ось ординат; ОА - радиус-вектор, длина которого равна термо-ЭДС Е, генерируемой парой: эталонная секторная полоса и секторная полоса А, ось которой наклонена под произвольным углом А к направлению прокатки 30ОР; ОВ - радиус-вектор длина которогоравна термо-ЭДС Е 2, генерируемой парой: эталонная секторйая полоса и секторная полоса Ь , ось которой ортогонадьна оси секторной полосы ОА (угол АОВ=90 ); ОК - максимальное значение термо-ЭДС Е на индикатрисе 3; 4 - шестиугольник, указывающий на ориентацию шестиугольной базисной плоскости кристаллографической элементарной: ячейки титана (направление 10101 ориентировано вдоль ОР).Предлагаемый способ осуществляетсяследующим образом.Лист отжигают при температуре, составляющей 40-50% от температуры плавления по абсолютной шкале, в течение 3060 мин. Затем вырезают из листа круг,разрезают его.на секторные полосы, в качестве эталонного образца выбирают произвольную секторную полосу, ориентированную, например, вдоль ОР измеряют значение термо-ЭДС Е термопары, в которой в качестве испытуемого образцапоочередно взяты остальные секторные полосы, строят индикатрису 3 значений Етермо-ЭДС оси симметрии ОЕ и ОР которой отождествляют с направлением текстуры,При испытании титанового листа в качестве эталонного образца берут сектор868513 6Рентгеноструктурным способом установлено, что в листе текс.ура (0001)Г 10101, плоскость элементарной структурной ячейки ориентирована, как показано на фиг. 2 (шестиугольник 4) Этообозначает, что направление Г 1010 параллельно оси симметрии индикатрисы 3.Следовательно, предлагаемый способподтверждается экспериментально, Точ 1 о ность определения оси индикатрисы составляет 1-2 угловых градуса, поэтому точность определения текстуры увеличена в3-5 раэ. Время получения индикатрисы нещевышает 1,5 ч, в то время, как порентгеностюмктурному способу время определения текстуры при съемке рентгено-,грамм 40 образцов (по предлагаемому40 секторных полос) равно 40-100 ч.Время контроля листа может быть сокращено в 10 раз, если индисатриса термоЭДС известна.В этом случае текстуру определяютследующим образом,На круге произвольным образом выбирают оси ОЧ и ОХ. Вдоль оси ОЧ вырезают секторную полосу А, которую выбирают в качестве образца, а вдоль ОХсекторную полосу В, представляющую со-бой испытуемый образец,. Измеряют термо-ЭДСОН Е, генерируемую ими в паре,Как следует иэ графика(фиг. 2) и, формулы (1), термо-ЭДС Е секторной полосы А относительно эталонного образцаиндикатрисы 3 равна= 0(о агс сов нув полосу, ориентированную на кругвдоль оси ординат ОЧ, а испытуемогосекторную полосу, ориентированную вдольоси абсцисс ОХ, и по термо-ЭДС Ь Е;равной численно длине вектора АВ, генерируемой ими в паре, определяют угол дмежду осью ординат О 1 и кристаллографическим направлением Г 10101, совпадающим с ОР по формуле где - угол в радианах;Ь Е - термо-ЭДС, В/град;а = 0,68 10 В/град - максималььное значение термо-ЭДС Е наиндикатрисе термо-ЭДС( равноотрезку ОК).П р и м е р, Способ неразрушающего контроля металлического листа опробуют на титановом листе марки ВТ,0. После прокатки лист отжигают в вакууме 10 мм-6 рт.ст, при 900 К (45% от точки плавления) в течение 45 мин. Иэ листа вырезают диск диаметром 200 мм и разреза- г 5 ют его на 40 симметричных секторныхполос. Полосу, ориентированную вдоль направления прокатки ОР, выбирают в качестве эталонного образца. Затем поочередно берут каждую секторную полосу, уста- зе навливают ее в клемме установки, в результате чего образуется термопара.Измеренные значения Е представлены кривыми 1 и 3 (фиг. 1 и 2). Индикатриса 3 описывается математической форму 35 лой Е=обю)(3)где Е - значение термо-ЭДС;а =0,68 10 В/град - максимальное 40значение термо-ЭДС Е на индикатрисе 3 (отрезок ОК). Еа в , 1) а термы-ЭДС Е секторной полосы В Еуоь 1 пйЧО+а,) . (Ъ) Тогда, в силу аддивности термо-ЭДС,45 Предположим, что индикатриса 3 обусловлена неравномерным распределением примесей на площади листа. Для проверки этого предпопожения отрезают кусок из этого же отожженного титанового листа размерами 200 х 100 мм, разрезают его на 40 полос, параллельных направлению прокатки, выбирают крайнюю полосу в качестве эталонного образца и измеряют относительно нее значения термо-ЭДС остальных параллельных полос. Результаты опыта представлены на кривой 2, из которых видно, что примеси распределены по листу равномерно,Следовательно, индикатриса 3 характеризует текстуру. аЕ=Е-ЕусВЯЮд.-Мо ЙЧОф 4)3== с 5 од,-соРд): - осовев Из формулы (4) следует д;-О,Мисси-ф) И) Следовательно, достаточно найти индищатрису З.термо-ЭДС один раэ для данной марки титанового листа. В дальнейшем Ори ускоренном испытании титановых лис тов данной марки (например при входном контроле заготовок на заводе) достаточно провести только одно измерение термэ- ЭДС, генерируемой двумя секторными полосами, вырезанными из титанового листа в двух перпендикулярных направлениях.868513 Преимушества предлагаемого способазаключаются в том, что он позволяет определять текстуру, по сравнению с оптическим способом увеличивает точность испыфтания в 3-5 раз, а по сравнению с рентгеноструктурным - сг.крашает время испытания в 40-100 раз,Способ пригоден для заводского входного контроля листов, предназначенных дляштамповки, оформула изобретения1, Способ неразрушаюшего контроляметаллического листа, заключающийся визмерении термо-ЭДС термопары, составленной иэ эталонного и испытуемого обраэцов, отлич аюший сятем,что,с целью определения текстуры, лист отжигают при температуре, составляющей 4050% от температуры плавления по абсолютной шкале, в течение 30-60 мин, 20вырезают из листа круг, разрезают егона секторные полосы, в качестве эталонного образца выбирают произвольную секторную полосу, измеряют значения термо-ЭДСтермопары, в которой в качестве испытуемого образца поочередно берут секторныеполосы, и строят индикатрису значенийтермо-ЭДС, оси симметрии которой отождествляют с направлениями текстуры. 82, Способ по и. 1, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью сокрашения времени контроля титанового листа, в качестве эталонного образца берут секторную полосу, ориентированную но круге вдоль оси ординат, а испытуемого - секторную полосу, ориентированную вдоль оси абсцисс, и по термо-ЭДС, генерируемой ими в паре, определяют угол с 6 между осью, ординат и кристаллографическим направлением 1 010 по формулеьЕ.1А=0,5 агссоб -/где 4 - угол в радианах;ЬБ - термо-ЭДС, В/град;с - максимальное значение термоЭДС на индикатрисе термо- ЭДС, В/град;Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Уманский Я, С. Рентгенография ме,галлов и полупроводников. М.; фМеталлургия", 1969, с. 274-289.2, Копань В. С. и Скороход М, Я. Кинетика отжига вакансий в платине, Сб. "Исследование несовершенств кристаллического строения". Киев, "Наукова думкаф, 1965, с. 99-109 (прототип).М 8813 г. С. Шекмар акаэ 8310/59ВНИИПИ Государпо делам иэбрет113035, Москва,10а ССС Поапн Тнраж ственного комнт ний н открыт Ж, Раушскмр Де Филиал П тент", г. Ужгоро роектнан Составитель Н. Меньшенннаелштайн Техред ,Ж.Кастелеввч . Корре