钢板中残余奥氏体在线检测方法，采用Ｘ射线衍射法，首先，将Ｘ－射线管、Ｘ－射线探头和测角仪放置在钢带经过的生产线中一个张紧轮附近，Ｘ－射线管和Ｘ－射线探头安装在同一个测角仪上，Ｘ射线管的焦点、钢带表面、接收狭缝保持在同一衍射聚焦圆上，钢带表面与测角仪中心线共面；Ｘ－射线管和Ｘ－射线探头相对钢带表面同角速度转动，钢带表面始终和衍射聚焦圆相切；通过计算机记录Ｘ射线衍射强度和计算出对应的残余奥氏体量和残余奥氏体中的碳含量。本发明专利技术实现实时在线检测高强度ＴＲＩＰ和Ｑ＆Ｐ等钢板中残余奥氏体和奥氏体中的碳含量，为正确调控高强度钢板中的残余奥氏体数量和奥氏体中的碳含量提供保证。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及检测技术，特别涉及。
技术介绍
随着世界能源紧张局势加重，汽车向轻量化发展就显得越来越紧迫，汽车轻量化 主要措施之一就是使用高强度钢板，其中TRIP钢和Q&P钢是大力发展的汽车用高强钢板之 一，日本等世界工业发达国家对其十分重视，并纷纷进行研究和开发。TRIP (Transformation Induced Plasticity)即相变诱发塑性钢，具有高的抗拉 强度和延展性，可减轻汽车自重，降低油耗，同时还具有较强的能量吸收能力，能够抵御撞 击时的塑性变形，提升汽车的安全性。TRIP钢中有铁素体、贝氏体和少量残余奥氏体的混合 组织。利用钢中的残余奥氏体在应力作用下发生马氏体相变，从而在应力松弛下诱发高的 塑性。Q&P (quenching and partitioning)钢是一种新型的具有TRIP效应的马氏体钢， Q&P钢在强度提高的同时，仍然保持了很高的塑性，可以减轻车体重量，增强汽车抵抗撞击 能力，减小车身钢板的变形程度，提高汽车运行的安全性。TRIP和Q&P钢中残余奥氏体的数量及其碳含量是提高材料力学性能的关键参数， 它通过奥氏体在变形过程中部分转变为马氏体的原理，提高了钢的塑性。过高或过低的残 余奥氏体含量对TRIP和Q&P钢的性能都不利，过多的残余奥氏体含量会降低材料的强度， 而过少的残余奥氏体含量会减少相变诱发塑性效应的效果。残余奥氏体中的含碳量对残余 奥氏体的稳定性影响很大，如果残余奥氏体中的含碳量过低，残余奥氏体会十分不稳定，很 快就会转变成马氏体组织，使材料失去相变诱发塑性效应。由于残余奥氏体数量和残余奥氏体中碳的含量对TRIP和Q&P钢的性能影响很大。 因此，检测高强钢残余奥氏体数量和残余奥氏体中碳的含量对稳定和提高高强钢板产品质 量具有特别重要的意义。现有技术残余奥氏体检测包括X射线衍射法、金相组织分析法、磁性测量法和洛 氏、里氏硬度对比法。X射线衍射法用X射线衍射仪测量残余奥氏体数量和残余奥氏体中碳的含量，其 测量过程一般先用残余奥氏体含量标准试样来校准设备，然后用X射线衍射仪测量并记录 样品的X射线衍射强度曲线，计算X射线奥氏体衍射峰的强度值和残余奥氏晶格点阵常数， 根据奥氏体衍射峰的强度值和残余奥氏晶格点阵常数计算出残余奥氏体数量和残余奥氏 体中碳的含量。目前，X射线衍射法测量残余奥氏体数量和残余奥氏体中碳的含量用于实验室内 检测，如美国专利US5148458和US4125771。US5148458用X射线衍射法同时测量零件中的 相组成和残余应力，仪器有三个探头和一个X射线管组成。US4125771也是用X射线衍射 法测量样品中的残余奥氏体和应力，主要用于测试镍钛合金材料，该仪器有两个探头和两 个X射线管组成。以上专利技术主要用于机械零件中的相组成和残余应力测量，并不适合使用到TRIP钢和Q&P钢带的在线检测。金相组织分析法在光学显微镜或扫描电镜下观察和区分残余奥氏体形貌，参照 残余奥氏体标准图谱或用金相定量分析软件计算出残余奥氏体的体积分数，该方法为实验 室常规检测法，但无法实现生产线上在线检测。磁性测量法利用奥氏体无磁性、马氏体强磁性、碳化物弱磁性的性质，用磁 化强度仪测定试样的饱和磁化强度和标样饱和磁化强度，计算出钢中残余奥氏体的体 积百分数。此方法可用于现场在线测试，但影响因素较多，测量误差较大。如日本专利 JP2003090825和中国专利CN1068427。JP2003090825利用测量磁饱和量计算钢中残余奥氏 体的体积分数；CN1068427专利技术了一种测定钢铁零件中奥氏体含量装置及方法，其特点是 装置由交流励磁电源、磁路敞开式传感器、传感器输出信号调理线路、传感器信号处理、显 示和记录装置组成；可实现对钢铁零件中的奥氏体快速、无损定量测定，此专利技术用于实验室 内检测。中国专利200610166580公开了一种利用洛氏、里氏硬度对比法测量残余奥氏体 的量，它采用洛氏硬度计和里氏硬度计检测热处理工艺回火后工件的洛氏硬度值和里氏硬 度值，两种硬度计硬度结果差异越大，工件内残余奥氏体的量越多；两种硬度计硬度结果越 接近，工件内残余奥氏体的量越少，此方法也为实验室内检测方法。以上提及的金相组织分析法、磁性测量法和洛氏、里氏硬度对比法，尽管都能测量 残余奥氏体的数量，但都无法测量残余奥氏体中碳的含量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，实现实时在线检测 高强度TRIP和Q&P等钢板中残余奥氏体和奥氏体中的碳含量，为正确调控高强度钢板中的 残余奥氏体数量和奥氏体中的碳含量提供保证。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是，，采用X射线衍射法，首先，将X-射线管、X-射线 探头和测角仪放置在钢带经过的生产线中一个张紧轮附近，X-射线管和X-射线探头安装 在同一个测角仪上，X射线管的焦点、钢带表面、接收狭缝保持在同一衍射聚焦圆上，钢带表 面与测角仪中心线共面；X-射线管和X-射线探头相对钢带表面同角速度转动，钢带表面始 终和衍射聚焦圆相切；测角仪采用Θ-Θ驱动方式；然后，打开X射线管、X射线探头电源；先测第一测量点，由于X射线探头固定在测角仪上，测角仪转动到第一测量点，测 角仪的角扫描速度，0. 02度/秒 0. 1度/秒，通过X射线探头接收X射线衍射强度，传送 计算机记录；测角仪从第一测量点以1 2度/秒快速转到第二测量点，X射线探头接收X射 线衍射强度，送计算机记录；以此类推，测得五个测量点的X射线衍射强度；选用铜靶，上述五个测量点位置的范围为24.6 25. 8度，31. 5 33. 6度， 36. 5 37. 7度，40. 0 42. 3度，44. 4 45. 6度；得到五个测量点位置的X射线衍射强度；计算机记录X射线衍射强度和计算出对应的残余奥氏体量和残余奥氏体中的碳 含量；残余奥氏体量的计算式如下Vr = 1.4Ir/(Ia+1.4Ir)其中，t是残余奥氏体含量，单位为体积分数；Ir是奥氏体的X射线衍射强度，单位为cps ；I a是铁素体的X射线衍射强度，单位为cps ；为减小织构的影响，计算时将所测量的5个衍射峰进行排列组合，即铁素体 (200)与奥氏体000)、(220), (311)组合可计算出3个残余奥氏体含量数值，把铁素体 (211)与奥氏体000)、020)、(311)组合又可计算出3个残余奥氏体含量值，共6个，最后 取其算数平均值，此值为最终残余奥氏体量。残余奥氏体的碳含量用下式进行计算w(C)r = K*ar-77. 12是残余奥氏体中碳的含量，单位为质量百分数；K是一个常数，取值范围为18. 5 23. 5 ；\是残余奥氏体的晶格常数，单位为埃，由奥氏体Q00)、(220)、(311)三个衍射 峰对应的实测衍射角θ、X-射线波长(1. 54埃)和布拉格公式计算出对应的晶面间距，由 晶面间距和相应的晶面指数求出奥氏体的晶格常数，最后由奥氏体000)、020)、(311)的 三个晶面求得的三个晶格常数分别计算得出残余奥氏体的碳含量(三个)，这三个数的平 均值就是我们所求的残余奥氏体中碳的含量。进一步，上述五个测量点采用五个位敏X-射线探测器代替X-射线探头，其每次测 本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．钢板中残余奥氏体在线检测方法，采用Ｘ射线衍射法，首先，将Ｘ－射线管、Ｘ－射线探头和测角仪放置在钢带经过的生产线中一个张紧轮附近，Ｘ－射线管和Ｘ－射线探头安装在同一个测角仪上，Ｘ射线管的焦点、钢带表面、接收狭缝保持在同一衍射聚焦圆上，钢带表面与测角仪中心线共面；Ｘ－射线管和Ｘ－射线探头相对钢带表面同角速度转动，钢带表面始终和衍射聚焦圆相切；测角仪采用θ－θ驱动方式；然后，打开Ｘ射线管、Ｘ射线探头电源；先测第一测量点，由于Ｘ射线探头固定在测角仪上，测角仪转动到第一测量点，测角仪的角扫描速度，０．０２度／秒～０．１度／秒，通过Ｘ射线探头接收Ｘ射线衍射强度，传送计算机记录；测角仪从第一测量点以１～２度／秒快速转到第二测量点，Ｘ射线探头接收Ｘ射线衍射强度，送计算机记录；以此类推，测得五个测量点的Ｘ射线衍射强度；选用铜靶，上述五个测量点位置的范围为：２４．６～２５．８度，３１．５～３３．６度，３６．５～３７．７度，４０．０～４２．３度，４４．４～４５．６度；得到五个测量点位置的Ｘ射线衍射强度；计算机记录Ｘ射线衍射强度和计算出对应的残余奥氏体量和残余奥氏体中的碳含量；残余奥氏体量的计算式如下：Ｖｒ＝１．４Ｉｒ／（Ｉα＋１．４Ｉｒ）其中，Ｖｒ是残余奥氏体含量，单位为体积分数；Ｉｒ是奥氏体的Ｘ射线衍射强度，单位为ｃｐｓ；Ｉα是铁素体的Ｘ射线衍射强度，单位为ｃｐｓ；计算时，将所测量的５个衍射峰进行排列组合，即：铁素体（２００）与奥氏体（２００）、（２２０）、（３１１）组合可计算出３个残余奥氏体含量数值，把铁素体（２１１）与奥氏体（２００）、（２２０）、（３１１）组合又可计算出３个残余奥氏体含量值，共６个，最后取其算数平均值，此值为最终残余奥氏体量；残余奥氏体的碳含量用下式进行计算：ｗ（Ｃ）ｒ＝Ｋ＊ａｒ－７７．１２ｗ（Ｃ）ｒ是残余奥氏体中碳的含量，单位为质量百分数；Ｋ是一个常数，取值范围为１８．５～２３．５；ａｒ是残余奥氏体的晶格常数，单位为埃，由奥氏体（２００）、（２２０）、（３１１）三个衍射峰对应的实测衍射角θ、Ｘ－射线波长和布拉格公式计算出对应的晶面间距，由晶面间距和相应的晶面指数求出奥氏体的晶格常数，最后由奥氏体三个晶格常数分别计算得出三个残余奥氏体的碳含量，求其平均值最终得到残余奥氏体中碳的含量。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：喻学斌，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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