Способ контроля гексагональных текстур листовых материалов Советский патент 1986 года по МПК G01N25/00 

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

Цель изобретения - повышение точ- ности упрощение и сокращение времени испытаний, исключение разрушения образца при контроле гексагональных текстур листовых материалов.

На фиг,1 изображено устройство, реализующее предлагаемый способJ на фигТ -тоже, разрез; на фиг.3 - зависи мость отношения длин главных осей изо- термических эллипсов от точечного источника тепла постоянной мощности от угла наклона бокового ребра гексагональной призмы к плоскости листа.

ВыВор в качестве характеристики текстуры угла ct предполагает моделирование листа гексагональной призмой боковое ребро которой образует с плоскостью листа угол oi. , причем призма имеет такую же анизотропию физико-механических свойств в плоскости, совпадающей с плоскостью листа, как и рассматриваемьш образец. Уравнение изотермических поверхностей от точечного источника тепла в гексагональном кристалле .для стационарного случая будет следующим

Т-Т

-.у

(1)

Q к, ,Кз

Т-Т

-« 41г(к:;Кз

(cOs2 +sin 4 COS o - +

где Т - температура в точке с координатами Xj, Х, Xj в систе- ме координат кристалла; Т - температура вдали от источника;

мощность источника теплаj компоненты тензора теплопро- водности кристалла,, После ряда математических операций из соотношения (1) с учетом изотропности свойств гексагональных кристаллов в базисной плоскости полу чают уравнение изотермических линий в плоскости листа от точечного источника тепла при сечении изотермического эллипсоида (1) плоскостью составляющей с осевым сечением его угол, 6t :

Q

, К,

S . )

(2)

где Ч - угол между радиус-вектором

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

эллипса (2) R() и К(ч , то) можно ра.ссчитать угол ы- по формуле

sinV

С2-1

(3)

Из соотношения (3) следует формула

2.

С -1 Со-1

(4)

где Ы С

«f

р

арактеристика текстуры исследуемого образца , характеристика текстуры контрольного образца, определяемая по интенсивности отраженных рентгеновских лучей отношение длин главных осей изотермических эллипсов контрольного и,исследуемого образцов соответственно. Устройство содержит лист 1;, теплоизолирующие наконечники 2. винты 3, резьбовую пару 4 и 5, остроз точен- ное жало 6, нагреватель 7, асбестовый экран 8, регулировочные винты 9, плиту 10, стабилизированный источник 11 питания, автотрансформатор 12 и вольтметр 13,

Предлагаемый способ реализуется cлeдyющ ;tм образом.

Лист с произвольной плоской текстурой (контрольный образец) облучается рентгеновским излучением и регистрируется интенсивность отраженных лучей при изменении положения образца. Далее по полученным данным

определяется угол о/

например, из

прямьж полюсных фигур. Затем для контрольного образца определяется величина GO. При этом для индикации изотерм в плоскости листа от точечного источник;а тепла используются жидкокристаллические смеси (или другие термоиндикаторы). Для исследуемого образца аналогичным образом находит- 1СЯ величина С, а угол с при помощи

3124

формулы (4). Нахождение угла о значительно упрощается, если предвари- , тельно построить градуировочный гра- Лик зависимости данного материала по формуле (4),

Пример. Изучают листы титана ВТ1-0 толщиной 0,7-3 мм. Исходные листы, полученные теплой прокаткой, прокатывают при комнатной температуре на лабораторном стане с диаметром валков 140 мм без реверса до 20, 20, 60 и 80% обжатия по толщине. Контрольный образец, в качестве которого был выбран лист, прокатный с обжатием

80% по толщине, облучают рентгеновс- 5 увеличением степени обжатия при про- .:ким СиК 5i излучением и регистрируется

интенсивность отраженных лучей при

изменении их направления относитель- ; но образца методом Шульца. На рентгекатке.

Цветовые фигуры фотографируются на обратимую фотопленку ORTOHROM, а затем величины С определяются из

новском дифрактометре ДРОН-3 стро- 20 длин главных осей эллипсов , измеренится полюсная фигура для плоскости 0002 и найдено, что угол о равен 36 .

Далее для контрольного и исследуемых образцов определяют параметры изотерм от точечного источника тепла постоянной мощности в плоскости листа. Часть внешней стороны горизонтально расположенного листа площадью примерно 100(100 мм, зачерненная пе- ковым лаком, покрывается тонким ело- ем разогретого до комнатной темпера- руты холестерического жидкого кристалла. После этого лист 1 устанавливается на теплоизолирующие наконеч- НИКИ 2 винтов (фиг.1). Снизу при по- мощи резьбовой пары 4 и 5 в соприкосновении с листом приводится острозаточенное жало 6 нагревателя 7, . взятое от электропаяльника типа ПЦН. Свободная поверхность листа.защшце- на от нагревателя асбестовым экраном

8.Лист устанавливается г.оризонталь- но при помощи регулировочных виНтов

9,перемещающихся в плите 10. Для поддержания рабочей температуры ис- пользованных жидких кристаллов (интервал 36-41 С) на нагреватель 7 подается напряжение от стабилизированного источника 11 питания, которое регулируется при помощи автотран- сформатора 12 соответствующей мощности и контролируется.вольтметг

ром 13.

ч

После установления стационарной теплопередачи, что фиксируется неиз- менностью цветовой фигуры (пятна), изучаются параметры изотермических :Линий в плоскости листа. Цветовое

пятно симметрично 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 про-

катке.

Цветовые фигуры фотографируются на обратимую фотопленку ORTOHROM, а затем величины С определяются из

ных при проектировании слайдов на экран. Эти измерения могут быть про- ведены также при помощи оптических приборов, например катетометром и даже обычным разметочным штангенциркулем. Угол oi для исследуемых образцов находят по градуировочному графгжу для листов титана ВТ 1-0 (фиг.З), построенному при помощи формулы (4) по найденным 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..

сходая

20 40 60

80

1

1,122 1,172 1,181 1,218

27

32

33

36

28

33

35

36

В качестве контрольного образца используется только один образец, изучение которого, как и исследуемых, проводится более просто и тре- бует меньших затрат времени (не более 20 мин на образец). Предлагаемы способ является неразрзтпающим, так как осуществляется непосредственно в изделии.

Изобретение может быть использовано для неразрушающего контроля серийных листовыхгматериалов, подлежащих в дальнейшем обработке штамповкой и вытяжкой, где эффект текЬтуры может проявляться в фестонообразова нии а также при изготовлении изделий, например сосудов высокого давления, где текстурное упрочнение на 150-200% может быть осуществлено за счет текстуры базисного центрально- го типа. Способ может также найти применение при производстве конструций, использующих анизотропию свойств, обусловленную текстурой.

Формула изобретения

Способ контроля гексагональных текстур листовых материалов, включаю-30

где о.

щкй облучение 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 образцау контрольный и исследуемый образцы дополнительно нагревают точечным источником тепла постоянной мощности, определяют длину главных осей получаемых изотермических эллипсов а парам$:тры текстуры исследу€1къ Х материало в определяют по формуле

sinV . ,

о.

.1 С

характеристика текстуры исследуемого образца, характеристика текстуры контрольного образца,, определяемая по интенсивности отраженных рентгеновских лучей, отношение длин главных осей изотермических эллипсов контрольного и исследуемого образцов соответственно.

(

X м - и/

« «

а. (граЗ.)

Фиг.2

ВНИШШ Заказ 3992/36 : Тираж 778Подписное

Произво-полигр. пр-тие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

ФигЛ

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 вы- браковки листовых полуфабрикатов и изделий плоской и сферической формы i (Л по текстурным характеристикам. 1 табл. 3 ил, ел со