Способ контроля остаточных напряжений в поверхностном слое материалов

Способ контроля остаточных напряжений в поверхностном слое материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к способам неразрушающего контроля. Оно позволяет в производственных условиях с высокой точностью и производительностью проконтролировать остаточные напряжения 0ост. Для этого фиксируется время окончания обработки детали и в промежутке времени до стабильного окисления материала детали Изобретение относится к методам неразрушагащего контроля поверхностей металлических изделий в условиях производства и ремонта машин при проверке остаточных напряжений, возникающих в процессе механической обработки деталей. Целью изобретение является повышение точности и производительности контроля . М а с эр и аа , Х М е в чоля ао и м оях р в й. еовыполняется ряд замеров контактной разности потенциалов UH с фиксацией интервалов времени Ati между окончанием обработки и измерениями и с тем большим А г i, чем позже после обработки измеряются UKi, рассчитывается 1-й критерий Комарова Э А. КГ1 и по тарировочному графику Км х f i(cr) определяется OOCT. При значительных колебаниях температуры, влажности и состава атмосферы при измерениях UK| с целью уменьшения ошибок рассчитывается 2-й критерий Комарова Э.А. КГ2 и по тарироиочному графику 2( (f ) определяется 0Ьст Для исключения расчетов Kri и Кг2 на полулогарифмическую сетку координат наносят по оси абсцисс значения An. а по оси ординат - соответствующие UKI. точки их пересечения соединяют прямой и в ее пересечениях с осью ординат считывают значения КГ1, а с осью абсцисс - In Ar0 и принимают Кг2 Кг1/1п Дг i С целью автоматического управления режимами обработки (К, i) измеряется бесконтактно прямо в процессе обработки детали, при этом датчик измерителя UK и станок электрически соединены. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. На чертеже представлена схема устройства для осуществления способа. Устройство содержит контролируемую деталь 1, миниатюрный накладной датчик 2 со стабилизированным измерительным электродом 3 (ИЭ), имеющим рэ- const, и предусилителем 4 постоянного напряжения с 10 t2 Ом, электрометрический блок 5 с индикатором. (Л С ск VI чО ы сп N3 оежД

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 N 27/62

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4666157/25 (22) 24.03..89 (46) 23.09.91.Бюл, N. 35 (72) Э.А.Кочаров (53) 543. 247(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР N

552548, кл. С 01 N 27/00, 1975;

Кочаров Э.А. Измерение работы выхода в нестационарных средах методом КРП с вибрирующим электродом. — В сб. Энзоэлектронная эмиссия и ее применение. Свердловск, Изд.УПИ, 1979, с.157-161.

Черепин В.Т. и Васильев M,А, Методы и приборы для анализа поверхности материалов, Справочник. — Киев: Наукова думка, 1982. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ОСТАТОЧНЫХ

НАПРЯЖЕНИЙ В ПОВЕРХНОСТНОМ

СЛОЕ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к способам неразрушающего контроля. Оно позволяет в производственных условиях с высокой точностью и производительностью проконтро-. лировать остаточные напряжения оост. Для этого фиксируется время окончания обработки детали и в промежутке времени до стабильного окисления материала детали

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля поверхностей металлических изделий в условиях производства и ремонта машин при проверке остаточных напряжений, возникающих в процессе механической обработки деталей.

Целью изобретение является повышение точности и производительности контроля, выполняется ряд замеров контактной разности потенциалов U

Ь т, чем позже после обработки измеряются U

f 1(о) определяется d or.;., При значительных колебаниях температуры, влажности и состава атмосферы при измерениях U

2-й критерий Кочарова Э,А. Ка и по тарирамочному графику Ка= г(о ) определяется

00с, ДЛя ИСКЛЮЧЕНИЯ раСЧЕтОВ Kr1 И Ка На полулогарифмическую сетку координат наносят по оси абсцисс значения br, а по оси ординат- соответствующие U i. точки их пересечения соединяют прямой и в ее пересечениях с осью ординат считывают значения К«, а с осью абсцисс — In Лtp и принимают Kr2= Кг1/!и Ьz i. С целью автоматического управления режимами обработки (К;1)1=0 измеряется бесконтактно прямо в процессе обработки детали, при этом датчик измерителя U< и станок электрически соединены. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

На чертеже представлена схема устрой- а ства для осуществления способа.

Устройство содержит контролируемую деталь 1, миниатюрный накладной датчик 2 со стабилизированным измерительным электродом 3 (ИЭ), имеющим рэ= const, и предусилителем 4 постоянного напряжения с Явх 10 Ом, электрометрический блок

12

5 с индикатором.

1679352

Устройство работает следующим образом.

После завершения исследуемого воздействия на деталь 1 (точение, шлифование) с фиксацией времени к контролируемому участку прикладывают датчик 2 с обеспечением электрического контакта его корпуса с дсталью 1. Возникшая контактнал разность потенциалов (КРП) между измерительным электродом ",-, и поверхностью участка детали 1 воспринимается предусилителем 4 и измеряетсл электромером 5. Затем датчик 2 удаляется от детали 1 и через некоторое (зафиксированное) время вновь прикладываетсл к этому же участку детали.

При необходимости бесконтактных измерений КРП (Uj,j) датчик 2 располагается на постоянном. расстоянии от детали 1, а электрический контакт между ними осуществллетсл с помощью проводов (можно со станком, на котором установлена деталь), Одновременно могут контролироватьсл несколько участков детали с фиксацией времени измерений для каждого участка, Способ осуществляют следующим образом, Фиксируется время завершения механической обработки (или другого воздействия на деталь, например, поверхностного пластического деформирования) и в праме>кутке нремени до стабильного окисления материала детали ныполняетсл несколько замеров КРП Ukl с фиксацией интервалов времени Л г j между обработкой и измерениями, и с тем большими интервалами, чем позже выполняются измерения, по формуле рассчитываетсл 1-й критерий Э,А,КочаРона и по таРиРоночномУ гРафикУ Kj-1=$1(o) определяетсл значение остаточных напря>ке(1ий, где 0 — напряжения н тарироночных образцах, изготовленных из материала контролируемой детали.

В случае значительных изменений температуры, влажности и состава атмосферы н помещении за время между завершением обработки детали и измерениями КРП по формуле гг и; (g„„«.)г (. п л.) г рассчитывают 2-й критерий Э.А.Качарава и по тарировочному графику Ка=1г (O ) определяют значение остаточных напряжений.

Для упрощения Кг1 и К определяют графически, На палулагарифмическай сетке координат откладыва1от на аси аосцисс значение Ьг 1(т.еЛпЛт1), а по оси ардинат— соответствующие Uот значение Krj=Uvo, а в пересечении с осью абсцисс — значение !и Ьto и принимают Кг= U o1(n Are, Время стабильного окисленил (времл, когда прекращается рост толщины окисной пленки и перестает иэменятьсл Uj;) металлов составляет для алюминия не менее 10 сут, а длл меди не менее 1 ч. По экспериментальным данным окисление плоских шлифованных образцов продолжалось для армко-железа не менее 1 мес, для стали

ЗОХ(СНА — менее 20дн. При этом, чем больше интервал-времени AT между обработкой и измерениями Ок, тем с меньшей точностью может быть зафиксировано время окончания обработки.

Применение способа позволяет оптимизировать режимы обработки деталей с целью обеспечения их размерной стабильности в точном машино- и приборостроении, за счет уменьшения релаксационных деформаций свести к минимуму вредное воздействие остаточных напряжений на напряженность и долговечность работы деталей, а также при необходимости навести максимальные остаточные напряжения, например, при упрочении поверхностным пластическим деформированием или при подготовке к нанесению покрытий. При бесконтактных методах измерения КРП (ионизационный, конденсаторный) Uy можно измерять н процессе обработки деталей, обеспечивая обратную связь с режимами обработки. При этом фактически (Krl)j Uyj.

Формула изобретения

1, Способ контроля остаточных напряжений в поверхностном слое материалов, заключающийся втом, что пронодятизмерения физического параметра, по полученным данным судят об остаточных напряжениях, отлича ющийся тем,что,сцелью повышения точности и производительности контроля, выбирают образцы из исследуемого материала, при различных приложенных напряжениях (cr ) B исследуемом диапазоне с,.удаляют оксидный слой с поверхности образцов и фиксируют моменты времени завершения удаления аксиднаго слоя, на каждом образце выполняют и замеров контактной разности потенциалов (14;) с фиксацией интервалов времени(Лх j) меж1679352 рений, тарировочный график строят в виде зависимости Ka""fz,(o) где Ка — второй критерий Кочарова Э,А., рассчитанный по формуле ду моментами завершения-удаления оксидного слоя и измерениями по.формуле к (Х а)СГ (ьжй-1Х!.Ж)(Х Inhz) о д

"П ° Й7:ЛТ:Ъ7

Составитель И.Соколов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M.Êó÷åðÿâàÿ

Редактор О.Головач

Заказ 3208 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 рассчитывают первые критерию Кочарова Э.Л. и строят тарировочный график зависимости Krl= fl(o), затем на контролируемой детали повторяют указанные опера- 10 цИИ, раССЧИтЫВаЮт Кг1 И ПО таркрОВОЧНОМу графику определяют значения остаточных напряжений

2. Способ no n.1, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью уменьшения влияния коле- 15 баний температуры, влажности и состава окружающей среды между моментами времени завершения удаления окгидного слоя и измерениями U

z(6 дб; и,;;1-(ес.д; (Яu„,) п2 (Яп до;) -(0п ï; ) затем на контролируемой детали повторяют вышеуказанные операции, рассчитывают Ка по тарировочному графику определяют значение оост.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью автоматического управления режимами удаления оксидного слоя путем известных видов обработки поверхности материала Ои-(Кг1)ь. измеряют бесконтактно непосредственно в процессе обработки детали.