[发明专利]奥氏体测量系统及测量方法

说明书

本发明公开了一种奥氏体测量系统，包括：奥氏体测量仪、计算机；所述奥氏体测量仪连接至所述计算机；所述奥氏体测量仪包括壳体、第一传感器、第二传感器；所述第一传感器为补偿传感器，在测量时处于悬空状态；所述第二传感器为测量传感器，在测量时将所述第二传感器放在被测试件上。此外，本发明还公开了一种奥氏体测量方法。采用本发明提出的奥氏体测量系统及测量方法可以方便快捷的对不同钢材中奥氏体含量、残留奥氏体含量进行准确测量，并且具有友好的人机对话界面，操作方便。

技术领域

本发明涉及测量技术领域，特别涉及一种奥氏体测量系统及测量方法。

背景技术

金属材料特别是钢铁材料在淬火后，往往存在一定量的残余奥氏体，而奥氏体的硬度比马氏体的硬度低得多，因而在材料中会出现软点；同时，奥氏体在常温下不稳定，在使用过程中会分解，使材料的体积发生变化，导致材料中产生大量应力，容易引起变形。因此为了提高材料的力学性能和使用寿命，有必要精确测量材料中奥氏体的含量，以便采取合理的热处理制度来控制材料中奥氏体含量。

在现有技术中，轴承钢中残留奥氏体的含量对轴承的机械性能、尺寸稳定性有决定性的影响，并且与轴承材料的抗拉强度、冲击韧性和疲劳强度存在一定对应关系。

轴承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轴承钢的性能都不利，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轴承钢的性能影响很大。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。

现有技术中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。

其中，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。

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。以上发明主要用于机械零件中的相组成和残余应力测量。

其中，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。

其中，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发明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，此发明用于实验室内检测。