精確測量鋼鐵材料中殘余奧氏體含量的方法
【專利摘要】本發明公開了一種精確測量鋼鐵材料中殘余奧氏體含量的方法，包括以下步驟：確定試樣及標樣的衍射峰峰位置及峰左右兩邊的背底位置；試樣放在1θ軸上，探測器置于2θ軸上，讓1θ軸和2θ軸均處于0°位置；獲得試樣衍射峰的強度及其背底強度；計算試樣衍射峰的凈強度；計算出同一傾斜角度下的試樣的殘余奧氏體的含量；將所有的同一傾斜角度下的所計算出的殘余奧氏體的含量取平均值，作為試樣中殘余奧氏體含量的最終結果。本發明將試樣傾斜一定角度來收集衍射峰的強度，通過計算衍射峰的凈強度，從而得到試樣中奧氏體的含量。本發明可以有效地消除織構對測量結果的影響，使測量結果與真值相差較小。
【專利說明】精確測量鋼鐵材料中殘余奧氏體含量的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及殘余奧氏體的測量方法，具體地指一種精確測量鋼鐵材料中殘余奧氏 體含量的方法。
【背景技術】
[0002] 鋼鐵材料在淬火后，往往存在一定量的殘余奧氏體，而奧氏體含量對材料的力學 性能和使用壽命有重要影響。為了提高鋼鐵材料的力學性能和使用壽命，必須采取合理的 熱處理制度來控制材料中奧氏體含量。因此，如何精確測量材料中奧氏體含量成為測試工 作者的重要課題。
[0003] 測量殘余奧氏體的方法有很多，但一般采用較快捷和實用的X -射線衍射分析技 術，在我國還制定了測量標準YB/T5338-2006。采用X-射線儀測量裝置測量試樣衍射線強 度的原理，如圖1所示：X射線源1發出X射線，X射線入射線2照到試樣3上產生X射線 反射線（衍射線）4,通過探測器5接收并轉換為電信號，從而獲得衍射線的強度。標準YB/ T5338-2006在收集衍射峰的強度時，參見圖2, 一般對試樣作對稱衍射（即入射角=反射 角），得到試樣的衍射圖譜（圖譜中要求有馬氏體的（200)、（211)晶面和奧氏體的（200)、 (220)、（311)晶面），分別求出各個衍射峰的強度I {hkl}，然后采用該標準中第5節（"結果 計算"）的方法計算出奧氏體的含量。
[0004] 然而，在鋼鐵材料中一般存在擇優取向（織構），當采用該標準收集有織構試樣衍 射峰的強度時，該標準存在缺陷，也就是說只有在試樣沒有織構的情況下，采用該標準來測 量衍射峰的強度才是合理的，通過這種方法測量的某{hkl}晶面的強度I {hkl}主要由那些 能產生對稱衍射的晶粒（某些特定取向的晶粒）的貢獻。
[0005] 但是如果不考慮與這些能產生對稱衍射的晶粒存在較小取向差（如< 10° )的晶 粒，一定導致材料中的織構會給衍射峰的強度I {hkl}帶來誤差，使得采用X -射線衍射儀 所收集的衍射峰的強度不是真實值（即有些衍射峰的強度變大，有些衍射峰的強度變小）， 從而使采用該標準計算出的奧氏體含量與真值相差較大。
[0006] 因此，該標準中所采用的方法不能有效地消除織構對測量結果的影響，不適宜測 量具有強織構試樣中的奧氏體含量。
【發明內容】
[0007] 本發明的目的就是要克服現有技術所存在的不足，提供一種精確測量鋼鐵材料中 殘余奧氏體含量的方法，通過改變衍射峰強度的收集方式，消除織構對測量結果所帶來的 誤差。
[0008] 為實現上述目的，本發明所設計的精確測量鋼鐵材料中殘余奧氏體含量的方法， 包括以下步驟：
[0009] 1)各個衍射峰峰位置及左右兩邊的背底位置的確定：采取對稱衍射方法獲得一 張試樣的衍射圖譜，來確定馬氏體的（200)、（211)晶面和奧氏體的（200)、（220)、（311)晶 面衍射峰峰位置，即2 Θ位置，及衍射峰左右兩邊的背底位置；
[0010] 2)把試樣放在1 Θ軸上，探測器置于2 Θ軸上，首先讓1 Θ軸和2 Θ軸均處于〇° 位置；
[0011] 3)讓1 Θ軸和2 Θ軸按1:2的角速度之比，將探測器依次旋轉到步驟1)中所確定 的五個衍射峰峰位置，探測器每到達一個衍射峰峰位置，探測器停止，讓1 Θ軸上的試樣單 獨按照步進速度每步0.1?Γ從-10°位置旋轉到+10°位置，同時計算機記錄1Θ軸上 試樣每一步進下探測器上的X-射線的強度10;
[0012] 4)讓1Θ軸和2Θ軸按1:2的角速度之比，將探測器依次旋轉到步驟1)中所確定 的五個衍射峰左右兩邊的背底位置，探測器每到達一個背底位置，探測器停止，讓1Θ軸上 的試樣單獨按照步進速度每步0.1?Γ從-10°位置旋轉到+10°位置，同時計算機記 錄1Θ軸上試樣每一步進下探測器上的X-射線的強度I背底左和I背底右，將I背底左和I背底右取 平均值獲得該步進下該衍射峰的背底強度Ι?Μ ;
[0013] 5)計算出1 Θ軸每一步進下衍射峰的凈強度Ihkl = Ι°-Ι背底。
[0014] 6)試樣的殘余奧氏體含量的計算：將試樣旋轉同一傾斜角度下馬氏體的（200)、 (211)晶面和奧氏體的（200)、（220)、（311)五個衍射峰的五個凈強度I m值作為一組數值， 代入到標準YB/T5338-2006里的相應計算公式中，計算出同一傾斜角度下的試樣的殘余奧 氏體的含量A M ;
[0015] 7)按照步驟3)?6)，計算出從-10°位置到+10°位置另一傾斜角度下的試樣的 殘余奧氏體的含量，最后將所有的八 01取平均值作為試樣中殘余奧氏體含量的最終結果。
[0016] 優選地，本發明所述步驟3)和4)中的步進速度相同，每步0.5?Γ。
[0017] 本發明的有益效果在于：采用非對稱衍射（即入射角尹反射角）的方式，將試樣傾 斜一定角度來收集衍射峰的強度，通過計算衍射峰的凈強度，從而得到試樣中奧氏體的含 量。采用本發明中的方法來測量，可以有效減少采用對稱衍射法給衍射峰的強度I{hkl}帶來 的誤差，有效地消除織構對測量結果的影響，使測量結果與真值相差較小。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018] 圖1為采用X-射線儀測量裝置測量的結構示意圖。
[0019] 圖2為【背景技術】中現有方法采用對稱衍射的原理示意圖。
[0020] 圖3為本發明采用非對稱衍射的原理示意圖。 圖4為合成試樣的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021] 為了更好地解釋本發明，以下結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說 明，但它們不對本發明構成限定。
[0022] 實施例
[0023] 精確測量鋼鐵材料中殘余奧氏體含量的方法，如圖1、3所示，包括以下步驟：
[0024] 1)各個衍射峰峰位置及左右兩邊的背底位置的確定：通過X-射線儀采取對稱衍 射方法獲得一張試樣的衍射圖譜，來確定馬氏體的（200)、（211)晶面和奧氏體的（200)、 (220)、（311)晶面衍射峰峰位置，即2 Θ位置，及衍射峰左右兩邊的背底位置；
[0025] 2)把試樣3放在1 Θ軸上，探測器5置于2 Θ軸上，首先讓1 Θ軸和2 Θ軸均處于 0°位置；
[0026] 3)讓1 Θ軸和2 Θ軸按1:2的角速度之比，將探測器5依次旋轉到步驟1)中所確 定的五個衍射峰峰位置，探測器5每到達一個衍射峰峰位置，探測器5停止，讓1 Θ軸上的 試樣3單獨按照步進速度每步Γ從-10°位置旋轉到+10°位置，同時計算機記錄1Θ軸 上試樣每一步進下探測器5上的X-射線的強度1° ;
[0027] 4)讓1 Θ軸和2 Θ軸按1:2的角速度之比，將探測器5依次旋轉到步驟1)中所 確定的五個衍射峰左右兩邊的背底位置，探測器5每到達一個背底位置，探測器5停止，讓 1Θ軸上的試樣3單獨按照步進速度每步Γ從-10°位置旋轉到+10°位置，同時計算機 記錄1 Θ軸上試樣每一步進下探測器5上的X-射線的強度I背底左和I背底右，將I背底左和I背 ^^取平均值獲得該步進下該衍射峰的背底強度Ι?Μ ;
[0028] 5)計算出1 Θ軸每一步進下衍射峰的凈強度Ihkl = Ι°-Ι胃底。
[0029] 6)試樣的殘余奧氏體含量的計算：將試樣3旋轉同一傾斜角度下馬氏體的（200)、 (211)晶面和奧氏體的（200)、（220)、（311)五個衍射峰的五個凈強度I m值作為一組數值， 代入到標準YB/T5338-2006里的相應計算公式中，計算出同一傾斜角度下的試樣的殘余奧 氏體的含量A M ;
[0030] 7)按照步驟3)?6)，計算出從-10°位置到+10°位置另一傾斜角度下的試樣3 的殘余奧氏體的含量，最后將所有的八 01取平均值作為試樣中殘余奧氏體含量的最終結果。
[0031] 對比例
[0032] 按圖4所示，選取2塊鋼鐵材料，其中一塊為純奧氏體鋼，另一塊為純馬氏體鋼，每 塊材料的尺寸均為20mmX 20mm的正方形，將2塊鋼鐵材料拼在一起作為一個合成試樣（2 塊材料的測量面在同一水平面上），將該合成試樣放入X -射線衍射儀的1 Θ軸上，且讓合 成試樣的中心線AB與1 Θ軸的軸線重疊，如圖1所示。這樣放置的合成試樣中奧氏體含量， 其真實值應為50%。
[0033] 分別采用本發明的方法和【背景技術】中所介紹的方法（YB/T5338-2006)來對該合 成試樣進行測量，所測量的奧氏體含量分別為48. 3%和54. 6%。顯然，采用本發明的方法 所測結果更接近真實值50%。
【權利要求】
1. 一種精確測量鋼鐵材料中殘余奧氏體含量的方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 各個衍射峰峰位置及左右兩邊的背底位置的確定：采取對稱衍射方法獲得一張試 樣的衍射圖譜，來確定馬氏體的（200)、（211)晶面和奧氏體的（200)、（220)、（311)晶面衍 射峰峰位置，即2 Θ位置，及衍射峰左右兩邊的背底位置； 2) 把試樣放在X-射線衍射儀測量裝置的1 Θ軸上，探測器置于2 Θ軸上，首先讓1 Θ 軸和2 Θ軸均處于〇°位置； 3) 讓1 Θ軸和2 Θ軸按1:2的角速度之比，將探測器依次旋轉到步驟1)中所確定的五 個衍射峰峰位置，探測器每到達一個衍射峰峰位置，探測器停止，讓1 Θ軸上的試樣單獨按 照步進速度每步0.1?Γ從-10°位置旋轉到+10°位置，同時計算機記錄1Θ軸上試樣 每一步進下探測器上的X-射線的強度1° ; 4) 讓1 Θ軸和2 Θ軸按1:2的角速度之比，將探測器依次旋轉到步驟1)中所確定的五 個衍射峰左右兩邊的背底位置，探測器每到達一個背底位置，探測器停止，讓1 Θ軸上的試 樣單獨按照步進速度每步0.1?Γ從-10°位置旋轉到+10°位置，同時計算機記錄1Θ 軸上試樣每一步進下探測器上的X-射線的強度I %^和I胃^^，將I 和I胃^^取平均值 獲得該步進下該衍射峰的背底強度; 5) 計算出1 Θ軸每一步進下衍射峰的凈強度Ihkl = Ι°-Ι胃& 6) 試樣的殘余奧氏體含量的計算：將試樣旋轉同一傾斜角度下馬氏體的（200)、（211) 晶面和奧氏體的（200)、（220)、（311)五個衍射峰的五個凈強度I m值作為一組數值，代入 到標準YB/T5338-2006里的相應計算公式中，計算出同一傾斜角度下的試樣的殘余奧氏體 的含量A M ; 7) 按照步驟3)?6)，計算出從-10°位置到+10°位置另一傾斜角度下的試樣的殘余 奧氏體的含量，最后將所有的AM取平均值作為試樣中殘余奧氏體含量的最終結果。
2. 根據權利要求1所述的精確測量鋼鐵材料中殘余奧氏體含量的方法，其特征在于： 所述步驟3)和4)中的步進速度相同，每步0. 5?Γ。
【文檔編號】G01N23/207GK104062310SQ201410222251
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年5月23日 優先權日:2014年5月23日
【發明者】周順兵, 王志奮, 陳士華, 吳立新, 姚中海 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司
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