Акустический способ контроля физико-механических свойств поверхностного слоя твердых тел

Акустический способ контроля физико-механических свойств поверхностного слоя твердых тел

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области неразрушаюцего контроля и может быть использовано при ультразвуковом контроле твердости поверхностно-, упрочненгшх слоев твердых тел. Целью изобретения является повышение ин-.. формативности и надежности контроля благодаря использованию отношения изменения амплитуды к изменению расстояния между точками ввода и приема , в результате чего становится возможным определение плотности дислокации и повышается точность измерения твердости поверхностных слоев.Измеряют в точке приема скорость Ср распространения и амплитуду U поверхностно-продольных колебаний. Затем изменяют расстояние на величину л X между точками ввода и приема и фиксируют изменения скорости йСр1, распространения и амплитуды ди и прозвучиваемую глубину h. После этого по параметрам дС и aU/a х определяют физико-механические свойства поверхностного слоя по глубине. 4 ил. § (Л ю 4 4i сл а

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (g) 4 G OI N 29/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

И;, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61 ) 1073692 (21 ) 3836954/25-28 (22) 17.07.84 (46) 15.07 ° 86. Бюл. У 26 (71 ) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (72) С.И. Саяускас, Л.В. Юозонене, А.К. Крегжде, Б.М. Баранов . и В В. Чубук (53) 620.179.16 (088.81 (5Ь ) Авторское свидетельство СССР

У 1073692, кл. С 01 N 29/00, 1982. (54) АКУСТИЧЕСКИЙ СПОСОБ КОНТРОЛЯ

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛ (57) Изобретение относится к области неразрушаюцего контроля и может быть использовано при ультразвуковом контроле твердости поверхностно-. упрочненных слоев твердых тел. Целью

ÄÄSUÄÄ 1244576 A 2 изобретения является повышение ин-: формативности и надежности контроля благодаря использованию отношения изменения амплитуды к изменению расстояния между точками ввода и приема, в результате чего становится возможным определение плотности дислокации и повышается точность измерения твердости поверхностных слоев. Измеряют в точке приема скорость

С „распространения и амплитуду U поверхностно-продольных колебаний.

Затем изменяют расстояние на величину bx между точками ввода и приема и фиксируют изменения скорости а а С „распространения и амплитуды Я

gU и прозвучиваемую глубину h. После этого по параметрам ьС „и ь11/ю х определяют физико-механические свойства поверхностного слоя по глубине.

4 ил.

1 1244576

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при ультразвуковом (УЗ) контроле физико-механических свойств поверхностных слоев твердых тел, 5 например поверхностно закаленных или поверхностно упрочненных слоев, в частности при контроле твердости тел, подвергнутых дробеструйному упрочнению, и является усовершенст- >0 вованием изобретения по авт. св.

Ф 1073692 °

Целью изобретения является повышение информативности и надежности контроля. 15

Цель достигается за счет фиксирования изменения амплитуды при изменении расстояния между точками ввода и приема УЗ-колебаний, в результате чего появляется возможность опреде- 20 лить еще один физико-механический параметр поверхностного слоя по глубине, например плотность дислокаций, и повысить точность измерения твердости поверхностного слоя, применяя 25 многопараметровую корреляционную зависимость.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, при помощи которого реализуется предлагаемый акустичес-, 30 кий способ контроля физико-механи- ческих свойств поверхностного слоя твердых тел; на фиг. 2 — изменение скорости (ьСр„ ) распространения поверхностно-продольных колебаний в 55 зависимости от глубины (R) oT контролируемой поверхности образца; на фиг. 3 - зависимость модуля отношения (†) изменения амплитуды (дЩ

aU ьх принятых сигналов к изменению расстояния (х) между точками ввода и .приема УЗ-колебаний, нормированного относительно максимального значе- . ния, от глубины (Ь) от контролируемой поверхности образца; на фиг. 4тарировочная кривая, с помощью которой по скорости распространения поверхностно-продольных УЗ-колебаний определяют твердость по Роквеллу для материала Ст 45.

Устройство, при помощи которого реализуется способ, содержит излучающий преобразователь 1, электрически связанный с ним генератор 2 импульсов, приемный преобразователь

3 и электрически связанный с ним усилитель 4. Устройство также содержит соединеннный с усилителем 4 измеритель 5 амплитуды, например милливольтметр „и. измеритель 6 временных интервалов, входы которого соединены с выходами генератора 2 и усилителя 4. Позицией 7 на фиг. 1 обозначен образец, на котором произ" водят контрольные операции, Акустический способ контроля физико-механических свойств поверхност" ного слоя твердых тел осуществляетсй следующим образом.

Возбуждают поверхностно-продольные УЗ-колебания в боковой поверхности образца, фиксируют точку выхода УЗ-колебаний на торцовой поверхности образца и принимают их в этой точке. Измеряют в точке приема скорость распространения и амплитуду

УЗ-колебаний. Затем измеряют расстояние на величину и х между точками ввода и приема УЗ-колебаний и фиксируют изменения скорости (аС« ) распространения поверхностно-продольных

УЗ-колебаний, их амплитуды (оП,„), координаты точки их выхода на торцовой поверхности, т.е. прозвучиваемую глубину R. После этого по параметрам

bC и ьП/дх определяют физико-ме Ь ханические свойства поверхностного слоя по глубине °

Акустический способ контроля физико-механических свойств поверхностного слоя твердых тел реализуется следующим образом.

Преобразователь устанавливают так, что его акустическая ось обра" зует с нормалью к контролируемой поверхности образца 7 угол v близ„ 40 кий к первому критическому. С помощью генератора 2 возбуждают в образце 7 поверхностно-продольные

УЗ-волны, фронт которых направлен под некоторым небольшим углом отхода от контролируемой поверхности образца 7. Основная энергия излученной УЗ-волны сосредотачивается не на поверхности, а в приповерхностном слое, глубина которого зависит от длины волны и коэффициента

Пуассона материала образца 7. Перемещают преобразователь 3, выполненный, например, в виде точечного приемника УЗ-колебаний, по торцовой поверхности образца 7 вдоль направления, перпендикулярного контролируемой поверхности, производя прием сигналов н измерение скорости Сра

Ср,, (или ьСр„) и норм от распространения при помощи измерителя 6 временных интервалов и измерение амплитуды U принятых сигналов при помощи измерителя 5. Скорость

Ср„ определяют как отношение расстояния х к времени t прохода поверхностно-продольными УЗ-волнами этого расстояния, т.е. показаниями измерителя 6.

Точку выхода поверхностно-продольных волн на некоторой глубине

Ь фиксируют по достижении амплитудой принятого и усиленного усилителем 4 сигнала максимального значения. Затем измеряют измерительную базу на некоторую величину

Ьх С<х, фиксируют новое значение глубины h на которой располагается точка выхода, и опять измеряют параметры Ср„ и U. Путем многократного. повторения вьш еперечисленных операций строят кривую зависимости

1244576 аУ кривой х максимального значения, Используя данный акустический способ контроля можно определить твердость, толщину упрочненного поверхностного слоя, плотность дислокаций и среднюю величину зерна (в случае поликристаллических материалов).

Дпя материалов, подверженных различным видам термической обработки, большую информацию о физико-механических свойствах, в частности тверс дости, несет скорость распространения поверхностно-продольных УЗ-колебаний, а для материалов, подверженных различным видам механической обработки поверхности, например дробеструйной, большую информацию о физико-механических свойствах, в частности твердости, несет коэффициент затухания поверхностно-про- дольных УЗ-колебаний. глубины h, аналогичные кривым на фиг. 2 и 3, полученным на частоте

10,8 МГц на образце из стали Ст45, подвергнутом в течение 300 с дробеструйной обработке (диаметр дроби

1 мм). Контроль определенной проч-! костной характеристики материала образца 7 осуществляют путем сравнения полученной кривой с аналогичными тестовыми кривыми, полученными на эталонных образцах или при помощи тарировочных кривых, аналогичных приведенной на фиг. 4.. Толщину упрочненного поверхностного слоя определяют непосредственно по нормированной

Формула изобретения

Акустический способ контроля физико=механических свойств поверхностного слоя твердых тел по авт.

3р св. - 1073692, о т л и чающийс я тем, что, с целью повышения информативности и надежности контроля дополнительно измеряют амплитуду принятых сигналов, фиксируют измене35 ние амплитуды при изменении расстояния между точками ввода и приема ультразвуковых колебаний и с учетом отношения этих параметров определяют физико-механические свойства поверхностного слоя по глубине.

1244576

dC м/с (ли(10 иарм

o,г

Об

02

1 2 3 4 9 Змм

Фие. э

Составитель В. Гондаревский

Редактор А. Повхан Техред М. Ходанич Корректор А* . Обручар

Заказ 3909/47 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