一种晶体缺陷密度法检测冷轧金属板法向应变均匀性方法技术

一种晶体缺陷密度法检测冷轧金属板法向应变均匀性方法发明专利技术，用于检测冷轧金属材料板法向冷轧应变均匀性，其特殊之处是：使用正电子湮没谱线多普勒展宽法检测金属材料冷轧板试样表面至中心层的晶体缺陷密度值的均匀性后分析判断金属材料冷轧板试样法向表面至中心层的应变均匀性；按照一定步骤使用正电子湮没技术检测冷轧金属板试样法向表层至中心层的晶体缺陷密度均匀性，依据初始检测板面、1/4深度层检测板面，中心层检测板面的晶体缺陷密度检测值，根据金属材料冷轧应变量大小与应变后晶体缺陷密度值高低的对应关系，分析判断试样表层至中心层冷轧应变均匀性。较简单、成本较低、效率较高。

【技术实现步骤摘要】
一种晶体缺陷密度法检测冷轧金属板法向应变均匀性方法
本专利技术涉及一种通过使用正电子湮没技术检测冷轧金属材料板法向(即厚度方向)晶体缺陷密度法均匀性而分析判断冷轧金属材料板法向冷轧应变均匀性的方法。
技术介绍
金属材料冷轧板在工业上有大量且重要的用途。金属材料冷轧板材的法向(即厚度方向)应变均匀性随金属材料的种类及其冷轧变形率变化。金属材料冷轧后的法向的应变均匀性显著影响其组织及工艺性能和使用性能。掌握经过一定压下量冷轧后的金属材料冷轧板的法向应变均匀性情况(即对法向应变或不均匀程度的定性认识)，对于其冷轧工艺的制定及冷轧板的组织、性能的控制有重要作用。目前没有实际可应用的准确检测冷轧金属板法向应变均匀性的方法。金属材料冷轧后发生晶粒变形、碎化而使晶界、亚晶界增加，位错密度等增加，及近固体缺陷密度增加；金属材料冷轧应变量大小与应变后晶体缺陷密度值高低有对应关系，金属材料的冷轧应变量越大，其组织中由于晶界、亚晶界、位错等晶体缺陷增加造成的晶体缺陷密度越高(导致加工硬化程度越高)；金属材料冷轧板的法向应变均匀性与法向晶体缺陷密度均匀性相关。金属材料冷轧板的法向应变均匀性可在组织状态方面反映在其法向(即厚度方向)表层至中心层的组织形貌中的晶粒的变形及碎化的程度的均匀性上，但是其厚度方向表层至中心层的晶粒的变形及碎化的程度的均匀性难以通过现有的晶粒形状、尺寸观察及检测方法进行检测，因为金属材料经过较大的累计冷轧应变量的多道次冷轧后，得到的冷轧板组织中各晶粒呈沿轧向伸长并变细的纤维状，对位于冷轧板法向不同深度层的纵向延伸的纤维状晶粒，难以在金相显微镜及电子显微镜下观察区别其横向或纵向的截面尺寸差异，因而不能直接观察了解金属材料冷轧板的法向应变均匀性。金属材料冷轧板的法向表层至中心层的轧制织构的均匀性对其工艺性能和使用性能有重要影响；金属材料冷轧板的法向应变均匀性与法向表层至中心层的轧制织构的均匀性有一定相关性(但不直接对应于；其还受冷轧之前的组织状态及织构状态影响)。目前有检测冷轧金属板法向轧制织构强度及其均匀性的X-射线衍射法，其可作为检测分析冷轧金属板法向的相关于(但不直接对应于)应变均匀性的织构均匀性的一种方法，其试样的加工制作过程中需分三次分别加工出试样的初始表面、1/4深度层的表面、1/2深度层的表面，其需分三次使用X-射线仪分别检测试样的初始表面、1/4深度层的表面、1/2深度层的表面之织构极图数据，并将每个织构极图数据采用计算软件转化为每个所述的表面的PDF数据及PDF图，然后根据每个所述的表面的PDF数据及PDF图分析其织构种类及强度，其织构检测时间长(检测每个表面织构数据需要1.5h-2h)、成本高、检测数据的准确度不高，检测数据分析处理难度大、效率很低、结果准确度不高；也可采用电子显微镜电子背散射衍射技术(EBSD)检测金属材料冷轧板的法向的所述的表面的微观织构，其可作为检测分析冷轧金属板法向(即厚度方向)的相关于(但不直接对应于)应变均匀性的织构均匀性的一种方法，但是，该方法过程更为复杂且成本高、效率较低、结果准确度较低。现有的测量各类金属多晶体材料晶体缺陷密度的方法主要有：位错腐蚀坑观察统计法，该法方法因为对不同种类的金属材料试样适宜的腐蚀剂及腐蚀工艺参数不同且试验确定困难，而且观察统计到的位错密度与实际位错密度之间有较大误差，所以现已基本不采用。X-射线衍射法(XRD)检测位错密度，此法根据X-射线衍射仪试样检测表面发射X-射线后接收到的X-射线衍射线强度与试样检测表面的位错密度之间的对应关系及其数学模型式，可检测试样检测表面的位错密度，此法检测准确性较低、难度较大。正电子湮没技术，可用仪器检测金属的晶体缺陷密度(包括位错、晶界、亚晶界密度；还包括空位密度，但其在冷轧应变过程中变化很少)，可用22Na或64Cu或58Co作为正电子源，可用正电子湮没谱线多普勒展宽法检测，正电子注入金属材料试样后在热化区域电子复合而湮没并辐射511KeVY光子、Y光子多普勒谱线出现多普勒展宽现象，位错使多普勒谱线511KeVY光子处发生窄化，Y光子多普勒谱线在511KeVY光子处的宽化-窄化程度与晶体缺陷密度相关，Y光子多普勒谱线对应511KeVY光子区域面积的计算参数S值与晶体缺陷密度相对应，由此可检测在冷轧金属材料试样的一定层深处加工出的检测表面的晶体缺陷密度；实际检测时，可用检测得到的位错密度代表所述的晶体缺陷密度，因为晶界、亚晶界、空位的影响已包括在检测得到的位错密度值中。
技术实现思路
本专利技术目的：本专利技术提供一种检测冷轧金属板法向应变均匀性的新方法，其通过使用正电子湮没技术检测冷轧金属板法向晶体缺陷密度均匀性，根据金属材料冷轧板应变量大小与应变后晶体缺陷密度值高低的对应关系，从而分析判断得到冷轧金属板法向应变均匀性检测结果。本专利技术的技术解决方案：一种晶体缺陷密度法检测冷轧金属板法向应变均匀性方法，其特殊之处是：通过使用正电子湮没技术的多普勒线形展宽谱仪及正电子湮没谱线多普勒展宽法，检测金属材料冷轧板试样表面至中心层的晶体缺陷密度值的均匀性，根据金属材料冷轧应变量大小与应变后晶体缺陷密度值高低的对应关系，分析判断金属材料冷轧板试样法向表面至中心层的应变均匀性；其包括步骤：(1)从金属材料冷轧板上切取板面晶体缺陷密度检测试板；(2)加工板面晶体缺陷密度检测试板，制作符合正电子湮没技术检测要求的板面晶体缺陷密度检测试样(简称试样)；(3)使用正电子湮没技术检测试样法向表层至中心层的晶体缺陷密度均匀性：依次进行，分别加工试样的初始检测板面、1/4深度层检测板面、中心层检测板面至得到符合使用多普勒线形展宽谱仪及正电子湮没谱线多普勒展宽法检测要求并检测各检测表面的晶体缺陷密度；(4)依据得到的初始检测板面、1/4深度层检测板面、中心层检测板面的晶体缺陷密度检测值，根据金属材料冷轧应变量大小与应变后晶体缺陷密度值高低的对应关系，分析判断试样表层至中心层冷轧应变均匀性。根据上述技术解决方案所述的一种晶体缺陷密度法检测冷轧金属板法向应变均匀性方法，其特殊之处是：所述的试样法向表面至中心层的应变均匀性采用所述的初始检测板面、1/4深度层检测板面、中心层检测板面的深度与其晶体缺陷密度值关系曲线或数据表表示。根据上述技术解决方案所述的一种晶体缺陷密度法检测冷轧金属板法向应变均匀性方法，其特殊之处是：可用检测得到的位错密度代表所述的晶体缺陷密度。根据上述技术解决方案所述的一种晶体缺陷密度法检测冷轧金属板法向应变均匀性方法，所述的金属材料冷轧板可是适于冷轧的各种金属材料的冷轧板。本专利技术的有益之处：根据本专利技术一种晶体缺陷密度法检测冷轧金属板法向应变均匀性方法的上述技术解决方案，本专利技术提供了一种解决冷轧金属板法向(即厚度方向)应变均匀性的检测问题的新方法(实际上目前也没有一种可应用的冷轧金属板法向应变均匀性的检测方法)，即通过检测冷轧金属板法向晶体缺陷密度均匀性，分析判断得知其法向应变均匀性；提出了一种检测冷轧金属板法向一定深度处薄层晶体缺陷密度及法向晶体缺陷密度变化的方法，即使用正电子湮没技术检测冷轧金属板的一定深度处的薄层被加工出的检测板面之表面晶体缺陷密度值，也只有使用可检测材料表面晶体缺陷密度的多普勒线形展宽谱仪本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶体缺陷密度法检测冷轧金属板法向应变均匀性方法，其特征是：通过使用正电子湮没技术的多普勒线形展宽谱仪及正电子湮没谱线多普勒增宽法，检测金属材料冷轧板试样表面至中心层的晶体缺陷密度值的均匀性，根据金属材料冷轧应变量大小与应变后晶体缺陷密度值高低的对应关系，分析判断金属材料冷轧板试样法向表面至中心层的应变均匀性：其包括步骤：(1)从金属材料冷轧板上切取板面晶体缺陷密度检测试板；(2)加工板面晶体缺陷密度检测试板，制作符合正电子湮没技术检测要求的板面晶体缺陷密度检测试样(简称试样)；(3)使用正电子湮没技术检测试样法向表层至中心层的晶体缺陷密度均匀性：依次进行，分别加工试样的初始检测板面、1/4深度层检测板面、中心层检测板面至得到符合使用多普勒线形展宽谱仪及正电子湮没谱线多普勒增宽法检测要求并检测各检测表面的晶体缺陷密度；(4)依据得到的初始检测板面、1/4深度层检测板面、中心层检测板面的晶体缺陷密度检测值，根据金属材料冷轧应变量大小与应变后晶体缺陷密度值高低的对应关系，分析判断试样表层至中心层冷轧应变均匀性。

【技术特征摘要】
1.一种晶体缺陷密度法检测冷轧金属板法向应变均匀性方法，其特征是：通过使用正电子湮没技术的多普勒线形展宽谱仪及正电子湮没谱线多普勒增宽法，检测金属材料冷轧板试样表面至中心层的晶体缺陷密度值的均匀性，根据金属材料冷轧应变量大小与应变后晶体缺陷密度值高低的对应关系，分析判断金属材料冷轧板试样法向表面至中心层的应变均匀性：其包括步骤：(1)从金属材料冷轧板上切取板面晶体缺陷密度检测试板；(2)加工板面晶体缺陷密度检测试板，制作符合正电子湮没技术检测要求的板面晶体缺陷密度检测试样(简称试样)；(3)使用正电子湮没技术检测试样法向表层至中心层的晶体缺陷密度均匀性：依次进行，分别加工试样的初始检测板面、1/4深度层检测板面、中心层检测板面至得到符合使用多普勒线形展宽谱仪及正电子湮没谱线多普...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明彪，李青山，刘文昌，杨庆祥，张勇，
申请(专利权)人：青海大学，
类型：发明
国别省市：青海,63