Способ контроля качества металлических изделий

Способ контроля качества металлических изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может использоваться для неразрушающего контроля электромагнитно-акустическим методом в машиностроении, металлургии и металлообрабатывающей промьшшенности . Цель изобретения - повьппение надежности контроля путем уменьшения влияния вариаций размеров контролируемых изделий на информативньш параметр. Контролируемое изделие устанавливают в измерительную . позицию и воздействуют магнитным поляризующим полем. Возбуждают и принимают резонансные акустические колебания с изделия злектромагнитноакустическими преобразователями и измеряют частоту этих колебаний. Измеряют также величину злектромагнит- Hot o поля резонансных акустических колебаний над локальным участком поверхности изделия при двух различных зазорах, причем разность между зазорами поддерживают постоянной. По результатам измерений вычисляют величину информативного параметра. Эта величина зависит от скорости ультразвука в металле контролирумого изделия и не зависит от вариаций резонансных размеров. Величину, найденную для контролируемого изделия s сопоставляют с тарировочным графиком , полученным в результате определения на эталонных образцах, и по результатам сравнения судят о качестве контролируемого изделия. I ил. (Л

СОЮЗ СОЕЕТСКИХ

СО1.1ИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 122968 (ду 4 С 01 И 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСВ ТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3848620/25-28 (22) 31.01.85 (46) 07.05.86. Бюл. № 17 (71) Ордена Трудового Красного Знамени институт физики металлов Уральского научного центра АН СССР (72) Н.И.Шакшин, Г.И.Деордиев и В.А.Комаров (53) 620.179.16 (088.8) (56) Левитан Л.Я. и др. Метод определения твердости стали.-Дефектоскопия, 1976, № 4, с. 116-120.

Шарко А.В. Современное состояние и перспективы развития акустических методов контроля прочностных свойств конструкционных материалов: Обзор.—

-Дефектоскопия, 1983, № 5, с. 72-87.

Комаров В.А. и др. Контроль термической обработки конструкционной стали 40Х электромагнитно-акустическим методом. -Дефектоскопия, 1 981, № 2, с. 41-46. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может использоваться для неразрушающего контроля электромагнитно-акустическим методом в машиностроении, металлургии и металлообрабатывающей промьппленности. Цель изобретения — повьппение надежности контроля путем уменьшения влияния вариаций размеров контролируемых изделий на информа.тивный параметр, Контролируемое иэделие устанавливают в измерительную позицию и воздействуют магнитным поляризующим полем. Возбуждают и принимают резонансные акустические колебания с изделия электромагнитноакустическими преобразователями и измеряют частоту этих колебаний. Измеряют также величину электромагнитного поля резонансных акустических .колебаний над локальным участком поверхности изделия при двух различных зазорах, причем разность между зазорами поддерживают постоянной.

По результатам измерений вычисляют величину информативного параметра.

Эта величина зависит от скорости ультразвука в металле контролируемого изделия и не зависит от вариаций резонансных размеров. Величину, найденную для контролируемого изделия, сопоставляют с тарировочным графиком, полученным в результате определения на эталонных образцах, и по результатам сравнения судят о качестве контролируемого изделия. 1 ил.! 122

Изобретение относится к области акустических методов и средств нераэрушающего контроля и может быть использовано в машиностроении, а также в металлургической и в металлообрабатывающей промьппленности для контроля структурного состояния, качества термической обработки, твердостных и прочностных свойств однотипных металлических заготовок и иэделий, в частности для контроля твердости или температуры отпуска иэделий из конструкционных сталей электромагнитно-акустическим методом.

Цель изобретения — повышение надежности контроля путем уменьшения влияния вариаций размеров контролируемых изделий на информативный параметр, зависящий от такой структурно-чувствительной величины как фазовая скорость акустической волны, порождающей резонансные колебания иэделия.

На чертеже представлено устройство для реализации предлагаемого способа.

Контролируемое устройство 1 устанавливают в измерительную позицию между. полюсами электромагнита 2. В измерительной позиции изделие расположено между излучающим 3 и приемным 4 электромагнитно-акустическими (ЭИА) преобразователями.

Кроме того, в измерительной позиции над центральной частью поверхности изделия 1 (со стороны приемного преобразователя 4) расположены катушки 5 и 6 индуктивности,, предназначенные для измерения электромагнитного поля резонансных акустических колебаний. Эти катушки жестко зафиксированы одна относительно другой, так что расстояние между их центрами Ь Е = Š— 21 = const

Излучающий преобразователь 3 питается от генератора 7, к выхоцу которого подключен частотомер 8. Приемный поербраэователь 4 подключен к индикатору 9 амплитудно-частотных характеристик. Катушки 5 и 6 индуктивности с помощью переключателя 10 соединены с вольтметром 11.

Способ реализуется следующим образом.

При пропускании постоянного тока по обмотке электромагнита 2 в зазоре между его полюсами создается магнитное поляриэующее поле Н, ориентированное вдоль оси V. В излучающий

9688 2 преобразователь 3 от генератора 7 подают высокочастотный ток и осуществляют тем самым возбуждение ультразвуковой волны в материале изделия 1.

С помощью приемного преобразователя

4, подключенного к индикатору 9 амплитудно-частотных характеристик, регистрируют акустические колебания.

По показаниям индикатора 9 амплитуд10 но-частотных характеристик настраиваются на резонансную частоту акустических колебаний и с помощью частотомера 8, подключенного к выходу генератора 7, измеряют ее значение

f . С помощью переключателя 10 поP очередно подключают катушки 5 и 6 к входу вольтметра 11, с помощью которого измеряют величину ЭДС, пропорциональную величине электромагнитного поля резонансных акустических колебаний (h при использовании катушки 5 н h при использовании катушки 6). По измеренным значениям 1, h1 и h вычисляют величину информативного параметра

А = f go ".-, которую затем используют для оценки качества контролируемого изделия.

Пример. На пластинах из стали 40Х, подвергнутых закалке и последующему отпуску при 300 — 500 С, определяют средние выборочные значения по пяти измерениям и границы

35 суммарной погрешности с двухсторонней доверительной вероятностью 0,9 для информативного параметра

А = Г /fn—

40

1?езультаты приведены в таблице.

Т, Твердост

45 c . нас

50,25 50,25 226,9 + 0,5

SQ 450 38,2

400 41,2

350 44,7

300 46,6

300 46,6

50,25 50,25 224.,0 + 0,5

50,25 222 1 + 0,5

50,25

50,25 50,25 220,4 + 0,5

50,25 50,25 219,0 е 0,5

50,25 .49,95 2!9,4 + 0,6

fp

А

6 -

h г

20 информативный параметр; частота резонансных акустических колебаний; электромагнитное поле при меньшем из двух зазоров; электромагнитное поле при большем иэ двух зазоров.

А—

P где

1

25

Составитель И Кесоян

Техред Л.Олейник Корректор А.Ференц

Редактор А.Козориэ

Заказ 2446/45

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4

Зависимость информативного параметра А от твердости подобна зависимости параметра („от твердости для пластин с одинаковыми резонансными размерами. Однако при уменьшении на 0,3 мм (0,67)резонансной длины пластины с Т„„ЗОО С и твердостью, равной 46,6 ед. HRC, величина параметра А не выходит за прет(елы погрешности измерения, т.е. практически не зависит от вариаций резонансной длины.

Наблюдаемое изменение А (219,0219,4 кГц) может привести к завышению твердости пластины с Т,„

300 С не более чем на 1 ед. HRC (- 2/) при контроле твердости по параметру А, т.е. возможная погрешность в оценке твердости, обусловленная изменением разонансного размера, в случае контроля твердости по информативному параметру А будет в

9 раз меньше, чем в случае контроля твердости по информативному параметру р °

Фо р мула и з об р е т е н и я

Способ контроля качества металлических иэделий, заключающийся в том, 29688 4 что при воздействии поляриэующего магнитного поля на контролируемое изделие возбуждают и принимают резонансные акустические колебания с изделия электромагнитно-акустическими преобразователями и измеряют частоту этих колебаний, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повы.шения надежности контроля, измеряют

tO величину электромагнитного поля резонансных акустических колебаний над локальным участком поверхности иэделия при двух различных зазорах, разность между. которыми поддерживают постоянной, качество изделия определяют из соотношения