СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЛАТУНИРОВАННОЙ СТАЛЬНОЙ ПРОВОЛОКИ Российский патент 1994 года по МПК G01N23/20 

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_Zn^α + V_β (0,457-C_Zn^α) где C_Zn^α - 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.

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.

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_Zn^α = 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_Zn^α + U_β(0,457 - C_Zn^α) ,
где C_Zn^α - содержание цинка в α -фазе, найденное из градуировочной зависимости по измеренному значению Δ2θ ,
при этом используют характеристическое рентгеновское излучение Cr, Fe, Co.