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帶鋼屈服強度和深沖/深拉性能的在線連續檢測
2020-3-10 閱讀(1292)
基于德國Fraunhofer IZFP無損檢測技術，實現了對帶鋼力學性能參數屈服強度Rp0.2，深沖/深拉性能參數rm和Δr進行了連續在線自動化測量。相關系數高，均方根誤差RMSE低。避免傳統破壞式采樣和測試之間存在時間延遲，快速檢測生產過程中的偏差并對偏差做出及時反應。
?? 行業需求
冷軋和再結晶退火鋼板是一種高價值產品，除其他用途外，還用于汽車車身外殼部件。 必須以足夠的精度滿足材料參數，例如屈服強度Rp0.2，抗拉強度Rm以及各向異性參數rm和Δr。 在生產中，這些帶鋼被依次焊接到幾公里長的鋼卷上。通常，上面的材料性能通過破壞性拉伸測試進行測試。顯然，這些測試無法在整個帶鋼長度上進行。因此，僅從鋼卷的起點和終點取樣以進行這些測試。在將卷材出庫以進行運輸之前，這些樣品會進行大量且費時的拉伸測試。樣品收集和測試之間的時間延遲可能長達幾個小時。由于采樣和測試之間存在時間延遲，因此無法快速檢測生產過程中的偏差并對偏差做出反應。
?? 應用技術
為了克服這些限制，需要用于連續在線確定整個鋼帶中機械力學性能參數的無損檢測（NDT）系統。20多年前，德國Fraunhofer IZFP無損檢測技術研究院開始了與開發這種用于帶鋼測試的無損檢測設備有關的研究活動。在90年代就完成了原型在線連續自動化檢測系統。如下圖所示，該系統安裝在德國杜伊斯堡的蒂森克虜伯鋼鐵公司的生產線中。該原型系統集成在退火和平整冷軋工藝之后以及卷取之前。在安裝部位，帶鋼進料可達300 m/min的范圍。
集成增量磁導率IP測量技術和EMAT技術的首套原型系統，用于在線連續檢測帶鋼的屈服強度Rp0.2和深沖性能（rm和Δr）等力學性能參數
EMAT傳感器用于測量沿軋制方向（EMAT_RD）和45°（EMAT_45）傳播的超聲波（US）的對稱水平剪切板模式的DI Yi相速度。基于這些測量，可以確定鋼材深沖壓/深拉伸成形性能參數rm和Δr。對無間隙原子鋼（IF鋼）的軟深沖材料進行了研究。使用了氮，鈮和鈦含量不同的三種不同等級的中頻鋼。在線校準是在這些鋼種的353條帶鋼上進行的。為了確定校準的參考值，使用了破壞性拉伸試驗（Rp0.2）和應變試驗（rm和Δr）。從增量磁導率IP信號的測量參數為uMAX，Hcu以及DH25u，DH50u和DH75u。這些參數已表現出對帶鋼的屈服強度Rp0.2的敏感性。
基于IZFP增量磁導率IP測量的測量參數并結合薄板厚度的屈服強度Rp0.2的校準結果； 屈服強度的無損預測值（來自IP）顯示為破壞性測量值（來自參考值）的函數：（a）對于鋼種IF-1，（b）對于鋼種IF-2。
因此，對于每種板材厚度使用單獨的校準模型，或者將板材厚度作為參數集成到校準功能中，都是有意義的。 后一種變量應用于此處描述的工作。 如上圖所示，相關系數R2非常高（0.7-0.8），均方根誤差RMSE非常低（4-6 MPa）。rm和Δr的校準提供R2的值在0.6到0.8之間，RMSE在0.04到0.06之間。 但是，必須考慮到這些校準的值范圍很低，這會導致RMSE值較小。
在線測量長度為2300 m的鋼卷中的屈服強度Rp0.2。 帶材開頭和結尾處Rp0.2的破壞性測量值也顯示為帶有誤差線的白色正方形。
在線測量長度為2300 m的鋼卷中的垂直各向異性rm和平面各向異性Δr
基于上述校準，對帶鋼力學性能參數屈服強度Rp0.2，深沖性能參數rm和Δr進行了連續在線測量。上圖顯示了一些Rp0.2，rm和Δr的結果。在上面Rp0.2的測量圖中，可以觀察到鋼帶在位置x = 2100 m處離開了可接受范圍（130–180 MPa）。后來通過破壞性測量證實了這一點。上圖也顯示了同一鋼卷中深沖/深拉性能參數rm和Δr的在線測量結果。
為此，歷史事實證明，實現EMAT（電磁聲換能器）技術以及增量磁導率IP技術集成是有利于在線連續測量帶鋼屈服強度和深沖/深拉性能如各向異性參數的。如需了解更多相關資訊，請聯系總代理上海量博實業或訪問3MA系列儀器設備產品庫。
