AA3104热轧铝板织构的快速测量

第29卷第6期 2007年6月 北 京 科 技 大 学 学 报 JoumalofUniversityofscience柚dTechnoIo斟Beijing V01．29No．6 Jun．2007 AA3104热轧铝板织构的快速测量 刘 涛1’ 毛卫民1’ 陈昌云2’ 马全仓1’ 冯惠平1’ 李吉彬2’ 1)北京科技大学材料科学与工程学院，北京1000832)西南铝业(集团)公司，重庆401326 摘要提出一种准确快速测量AA3104热轧铝板织构的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ．为避免因反射法测量带来的不均匀性，根据铝板的样品对称 性和晶体对称性，用透射法测出极图上一条弧段上的衍射数据．用正态分布来拟合测量的数据，并得到各织构组分的特征参 数．用所得参数计算出的极图和0DF图与用常规方法实际测得的结果有较好的一致性，很好地预测到热轧铝板的主要织构 组分．原则上，该技术可以发展成为工业上热轧铝板织构的在线定量检测技术． 关键词铝合金；热轧板；织构；x射线透射法 分类号TGll3．26 AA3104铝合金板被广泛用作饮料罐材的冲压 加工板材．降低冲压制耳是控制m够104铝板质量 的关键因素之一[1】．冷轧加工前热轧板的织构对冲 压制耳有关键性的影响[2|．一般认为，热轧板内较 高的立方织构有利于冷轧后板内保留足够的立方织 构，因而与冷轧S织构互相补偿，以降低或消除制 耳[3]．由此可见，根据热轧板织构可以预测冷轧后 铝板的冲压性能；如果能够在生产线上快速、连续、 无损地测量到热轧板织构，则可以对产品质量提供 监测和保障． 织构在线测量的关键在于同时实现高的测量精 度和高的测量速度．已有的一些在线测量的尝试多 注重测量的速度，所测数据量有限，因此不能满足在 线测量所需要的高精度[4-6]．最近对退火薄铝板织 构测量技术的研究表明，如果能够掌握所测铝板的 织构类型，并采用二维x射线探测系统则有可能在 确保测量精度的前提下大幅度缩减必要的检测数据 量和检测时间，满足在线织构检测技术对精度和速 度的要求一J． 热轧板尺寸较厚，一般超过2mm．其面表层和 中心层的织构通常会有明显的差异[8]，如果采用传 统的反射法只能测得表面的织构，因此不能获得铝 板整体的织构信息，不利于实现板材冲压性能的在 线控制．另一方面，热轧铝板内的再结晶织构和变 收稿日期：2006_02—20修回日期：2006-07-07 基金项目：国家自然科学基金资助项目(No．50171014)；国家“863” 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 资助项目(No．2003AA331080) 作者简介：刘涛(1981一)，男，硕士研究生；毛卫民(1950一)。男， 教授，博士生导师 形织构共存，与退火铝板的织构很不相同旧J，因此 需要专门研究相应织构的快速测量方法． 1热轧铝板的织构及极图数据的选取 铝板的立方晶体对称性和样品正交对称性使每 种织构在极图上有一些等价的极密度峰．原则上， 只要获得每种织构组分各一个密度峰的特征数据， 就可以推断出其他密度峰的分布情况．设这些密度 峰在极图上呈正态分布，则只要获取相应正态分布 函数的关键参数就可以根据极图投影的几何原理推 演出完整的极图．对AA3104热轧板来说，黄铜织 构{110}(112)和立方织构{100}(001)往往同时存 在．图1显示这两种织构组分在{200}极图中等价 极密度峰的位置分布． 图1黄铜织构和立方织构在f200l极圈中的等价极密度分布 (o一黄铜织构{110}(112)。●一立方织构lloo}(001)) Fig．1Distribu“onofeq岫lpeal【sofb髓辎andcubetextunsinthe {200}polen鲫re(o—bra鼹textun{llo}(112)，-一cⅡbetextum {loo}《001)) 由于热轧板织构表面层与中心层织构的差 异‘8|，若用热轧板的表面信息来推测整体信息会存 万方数据 北京科技大学学报 第29卷 在很大偏差．所以沿着图1中的粗弧段可以借助透 射法分别测得黄铜织构和立方织构的密度峰，同时 避免不同织构组分密度峰的重叠．因此，本文采用 X射线透射法测量了粗弧段的衍射数据以获得样品 的整体织构(RD一轧向，TD一横向)． 2实验过程 实验选用A和B两种AA3104热轧板作为研 究对象，厚度为2．62mm．用x射线透射法分别测 出两个样品的{111}、{200}和{220}极图，然后算出 取向分布函数(ODF)图．图2是借助ODF反算出 的完整{200}极图． Rn Rn 圉2常规透射法测量并反算出的{2∞}极围(密度水平：l，2。 4，8)．(al样品A；(bl样品B Fig．2o吣ventio豫Ire_c酊cmated{200}p0Iefil；Ⅱr略byt瓶璐mi和 si蚰(de峪ityIeveIs：1，2，4。8J：(a)sampIeA；(bJ sampIeB 用x射线透射法分别测出两个样品如图1中 所示粗弧段的衍射数据，步长是2。．测量过程中将 绕样品法向轴转动的大小定义为口角，沿样品横向 轴方向定义为a=0。．对实测的衍射强度进行角a 吸收校正和背底校正【9J．图3显示校正后试样A和 B的衍射数据． 3织构定量 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 设织构峰为正态分布，其形式如下式，对校正后 的衍射数据进行正态分布拟合处理得到如图3虚线 越 嘿 摇 踺 按 罂 图3校正后的粗弧段衍射数据和拟合的正态曲线 Fig．3Diffmcti佃dataofthickarcandthefittingcurv鹤ofGa吣· sjandjstrjbutj加an盯c伽1佻tj彻 所示的曲线． H H ， 、2，2 f=∑fi=∑Joie_“l～。￡川。i+r(1) f=1 i=1 式中，i是各织构组分的序数，押是织构组分数(这 里，z=2)，joi是正态分布的峰值，口oi是织构峰峰值 处对应的a角，驴oi是正态分布的散布宽，r是随机 分布织构．表1显示各正态分布拟合计算出的峰值 和散布宽度．通过下列两式可计算出二维极图的各 织构组分和随机分布的体积量： r Vi=I2丁c(口{一口oi)Ldai=丁c工of妒5i(2) J “01 V，=27cr (3) 把各组分体积量加和，然后作归一化处理，可算出各 自的体积分数，结果见表1．以表1中定量拟合出的 各组分体积分数≠(Ⅵ)、散布宽妒o。为特征参数，把 正态分布的函数依照图1所示的对称性作对称处理 后叠加在一起，构成{200}、{111}和{220}极图；用这 三组极图数据可以推算出oDF图．图4是推算得 到的两个样品的极图．与图2中的极图比较表明： 用特征参数叠加出的极图较好地反映了热轧板中的 主要织构，如立方织构和黄铜织构． 表l正态分布拟合出的各织构组分参数 Table1 Pa弛I眦te璐byntti峭treatImntOfGau豁iandistributi蛐 4讨论 篓蠹凳萋盖姜磊翠篓蔫塞焉鬣黧篆霉姜蔷 常规的实验室极图测量通常需要测量3～4组 及随机分布织构的体积分数共五个参数来反算出极 9 8 7 6 5 4 3 2 1 O 万方数据 第6期 刘 涛等：AA3104热轧铝板织构的快速测量 图4用特征参数叠加计算出的{200}极图(密度水平：l，2．4)： (a)样品A；(h)样品B Fig．4200}polefigur幅calculatedbysuperimp惦itionofchamc． teristicparameters(densityIeveIs：1-2，4)：(a)sampleA；(b) sampIeB ， 、 、_ 、一 u ● @ @ o 飞 ● a 、 ， V V V 吣 ’◇ o ●V V V V ● ● < Z 盈 ^ ● V V ● ● ● 口 o o √ 一 ， ～ O 6 ● o 固 @ Levels： ● 4．8 ， ， ◎ ◎ V V ◎ ◎ u U U o 扇 V 勰 庶 捻 念 q u O ◎ _ ◎ ◎ ◎ Levels： 4，8，12，16 图和ODF图．两组结果比较看出用特征参数模拟 方法所得的极图与数干个衍射数据算得的极图存在 一些差异，但它反映出了热轧板织构的主要特征． 图5给出了用常规极图测量计算出的ODF92截面 图和用特征参数计算出的ODF92截面图．图5(b) 左图反映了图5(a)左图主要的立方织构和黄铜织 构；图5(b)右图也反映了图5(a)右图主要的立方织 构．用特征参数算得的热轧板织构与数千个衍射数 据算得的织构存在一定差异，但在热轧铝板的在线 检测中，重要的检测对象是立方织构的相对强度，所 以本文的快速测算结果已经抓住了热轧板的主要织 构，基本能满足工业生产对AA3104热轧板织构质 量在线控制的要求． 【≮[．．‘{ ’ 鼎 ·X ．qd ．姊 ’一 V’ o '一 '， '一 ’， o。 o o V oV『． V· 铲‘ 『+ 2歹‘ ．气f。镯Levels： ￡ 霉JI <《 4，8，12，16 k 1● ∥ 毡 P 龟，’酬 毡一 h 4k 石 氇∥ 鹞矽 、鼬∥ M MMMM 飞眇 、＆∥ 氇∥ 麓∥ 眵 1矽 飞 ， 氇 Levels： 4，8，12，16 惑 石 h 4 (b) 图5 0DF92截面图．(a)三组极图数据计算；(b)特征参数推算 Fig．50DF92鼬ctionngures：(a)∞lculatedbytlIr∞gmupsofdataofpolengur盼；(b)衄lcnIatedbych盯acteristicpanmete礴 从文献[8]可知，用x射线透射法可以测得热 轧板的整体织构，避免了因热轧板较厚导致晶粒取 向不均而造成的差异．所以图2中测得的极图反映 了样品真实的晶粒取向及其分布情况，可以用它们 来检验特征参数模拟出的极图的准确性． 一般认为，热轧板内较高的立方织构有利于冷 万方数据 北京科技大学学报 第29卷 轧后板内保留足够的立方织构，因而与冷轧s织构 互相补偿，以降低或消除制耳[3]． 用二维探测器可在数秒内测出沿图1中的粗弧 段的衍射数据【7J．根据粗弧段中的立方织构和黄铜 织构分布可以推断出其他等价极密度峰的分布情 况．可以设想，在从3104热轧板生产线上安放一 个面探测器就可以不用转动和移动任何设备获得图 1中粗弧段上的相关数据实现热轧板的快速测量． 可以想象，根据该技术的原理可以延伸到其他的材 料领域，甚至可以用于预测与织构相关的性 能[4，11J．这方面的工作需要进一步的研究． 5结论 本文采用X射线透射法测出极图上一条弧段 上的衍射数据，用正态分布拟合所测的衍射数据得 到各织构的特征参数，计算出的极图和0DF图与用 常规检测方法测得3～4组极图数千个衍射数据计 算出的结果有较好的～致性；并且可采用二维面探 测器数秒内获得所需的数据．这种检测方法快速而 且准确，能够捕捉到热轧板内立方或黄铜织构体积 量及织构信息，可以发展成为工业上热轧铝板织构 的在线定量检测技术． 参考文献 [1]BladeJc．ThecubetextureinaluminumanditsroleSinthe∞n— trolofearing．JAustInstMet，1967，12(1)：55 [2]RodriguesPMB，BichelH，FurrerP．cubetextureinaluminum sheetandfoilproducts∥MerchantHD，MorrisJG．Texturein non—ferrousmetalsaIldalloyS．USA：TheMetallurgicals。ciety， 1984：45 [3]HutchinsonwB， 0scarssonA， KarlsS0nA．contmlofmi— crostrIlctureandearingbehaviourinaluminiumalloyAA3004hot bands．MatersdTechnol，1989，5(11)：1118 [4]KopineckHJ．0nlinetexturemeasurementinaproductionline∥ BungeHJ， ed． ExperimentTechniquesofTextureAnalysis， DGM—Informationsgesellshcaft．0berursel，1980：17l [5]Bottcherw， KopineckHJ． ubereinRontgen—textumessver— fahrenzurzerstrorungfreienon—line-bestimmungtechnologischer kennwertevonkaltgewaltztenstahlbandem．StahlEisen，1985， 105：509 [6]BorsutzkiM，Thomac，Bleckw，eta1．on．1ine山estimmung techno工ogischerkennwertevonkaItgewaI乜tenbIech．SthalEi耻n， 1993，113：93 [7]毛卫民，陈冷，杨平，等．退火铝板织构x射线快速检测原理． 科学通报，2004，20：2128 [8]刘涛，毛卫民，冯惠平，等．用x射线透射法测量热轧铝板整体 织构．物理测试。2005，4：11 [9]毛卫民．晶体材料织构定量分析．北京：冶金工业出版社， 1995：8 [10]毛卫民．金属材料的晶体学织构与各向异性．北京：科学出 版社，2002：4 [11]BungeHJ．Therelationbetweenpreferredorientationandthe Lankfordparameterr 0fplaSticanisotmpy．ArchEi畿nhu“en- w姻。1981．52：407 RapidtexturemeasurementofAA3104hotbands LjUTao¨，MA0W菇mi押¨，MAQ甜口，zcn咒g¨，FENGH“i加咒g¨， CHENChn卵gy“咒2)，Lj．，i6i竹2) 1)MaterialsScienceandEngineeringSch00l，UniverSityofScienceandTechnologyBe幻ing，Be巧ing100083，China 2)SouthwestAluminum(Group)Co．Ltd．，Chongqing401326，China ABSTRACTAnewtechniquewasproposedforrapidandaccuratetexturemeasurementofAA3104hotbands． Basedonthesampleandcrystalsymmetryofaluminumbands，thediffractiondataalonganarcinpolefigures wefemeasuredusingthetransmissiontechnique，whichavoidedtheheter()geneityofthereflectiontechnique．A fittingtreatmentbasedonGaussiandistributionwasintroduced，andthecharacteristicparametersofeachtex— turewereobtained．Thereproducedp01efiguresbasedonthecharacteristicparametersareingoodagreement withthoseobtainedbytheconventionalway，whichpredictsthemaintexturecomponentssatisfactorily．In principle，anindustrialtechnologyforon—linetexturedeterminationcouldbedevelopedbasedonthistechnique． KEYWoRDSaluminumalloy；hotbands；texture；X—raytransmissiontechnique 万方数据