Способ неразрушающего контроля качества поверхностного слоя металла

Способ неразрушающего контроля качества поверхностного слоя металла

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е- >679868

ИЗОБРЕТЕНИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 17.06.77 (21) 2497536/18-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) 1.Кл. - б C l N 25/32

Государственный комитет (43) Опубликовано 30.06.79. Бюллетень ¹ 4 (53) УДК 536.42 (088.8) ао делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 29.06.79 (72) Автор изобретения

В. Н. Белов (71) Заявитель (54) СПОСОБ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ

КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ МЕТАЛЛА

Изобретение относится к области неразрушающего контроля,и может быть,использовано для контроля физико-химических свойств поверхностных слоев металла деталей, подвергнутых термической или химикотермической обработке, а также обработанных поверхностно-пластической деформацией.

Известны способы контроля химического состава и изменений структуры после термической, химико-термической и термомеханической обработок, основанные,на измерении термо-ЭДС, возникающей при контакте холодного и горячего электродов с анализируемым образцом (1).

Наиболее близким техническим решен ием является способ неразрушающего контроля качества поверхностного слоя металла, в котором используют четыре электрода .из двух разных металлов, образующих одинаковые пары, а об искомых параметрах судят по величине отношен ия термо-ЭДС в парах, что якобы позволяет устранить влияние температурного поля на результаты измерений (2). 25

Однако полного устранения влияния температурного поля нет, так как прн различных температурах соотношение термо-ЭДС будет различным. Кроме того, после замеров необходимо вычислять отношение термо-ЭДС, что неудобно.

Целью изобретения является устранение влияния химических составов сплавов контролируемой детали и эталона из одного и того же материала на значения термо-ЭДС; устранение влияния колебаний температурного поля на величину термо-ЭДС; повышение экспрессивности измерений за счет получения готового значения параметра без вычислений; обеспечение способа при одностороннем доступе к детали; устраненис влияния разброса физических свойств в структуре сплавов на значение термо-ЭДС.

Для этого используют две группы оди.наково нагретых электродов,из одного материала, устанавливаемых на обработанную и необработа нную поверхности детали, а о качестве поверхностного слоя судят по величине суммарной термо-ЭДС электродов.

На чертеже показана схема слоисного дифференциального контура термопар по предлагаемому способу.

Способ предусматривает замер термоЭДС, возникающей в сложном дифференциальном контуре между группой горячих электродов 1, выполненных из одного материала, например меди, и установленных на необработанной поверхности 2, имеющейсп на детали 3, и группой горячих электродов

670868

4, выполненных из того же материала и установленных на обработанной, замеряемой по верхности 5 детали 8. Замер суммарной термо-ЗДС в групповых парах производится гальванометром 6 на детали 8 и в таком же порядке на эталоне.

Ввиду того, что при незначительном отклонении химического состава детали и эталона, изготовленных из од ного .и того же материала, но разных плавок, абсолютныс значения термо-ЭДС на детали и эталоне могут отличаться значительно, а разность между, ними может быть больше разности термо-ЭДС от обработанной.и необработанной поверхностй одной и той же детали. По предлагаемому способу необходимо измерять суммарную термо-ЭДС от обработанной .и необраоотанной поверхностей одной и той же детали, а о качестве поверхностного слоя металла необходимо судить по величине суммарной термо-ЭДС на детaëè, сравнивая ее с суммарной термо-ЗДС на эталоне из того же материала, обработанного по тому же режиму, который предусмотрен технологией для контролируемой детали, при этом эталон исследуют известными лабораторными методами.

При наличии близлежащих к обработанному участку поверхности детали участков необработанной поверхности контролируемой детали,и при возможности его получения целесообразно для единого температурного поля в двух группах электродов заключать их в единый нагреватель 7, при этом влияни е изменений температурного поля сводится к минимуму и конструкция датчика упрощается, а в схеме поддер кания точного значения температур электродов нет необходимости.

Для более полного устранения влияния площади контактов, от которой зависит тепловой поток,,на значение термо-ЭДС, способ предусматр ивает две группы горячих электродов, т. е. две группы контактов электродов с де1алью.

Основным и преимуществами предлагаемого способа являются устранение влияния нолеба н ий температурного поля .на термоЭДС от обработанной .и .необработанной поверхностей, устранение влияния разброса

<ризико-химических свойств в макро- и микроструктуре сплавов на показания прибора; экспрессность контроля; простота осуществлен ия способа,и отсутствие вычислений; возможность выполнения предлагаемого способа контроля качества поверхностных слоев детали, закрепленной в станке, находящейся на изделии или в процессе обра5

15 г0

30 ботки и в случае одностороннего доступа к детал,и.

Пример. Использование предлагаемого способа неразрушающего контроля качества поверхностного слоя металла детали, упрочнснной алмазным выгла>киванием и изготовленной из конструкционной стали

ЗОХГСНА (закалка с 920 С, отпуск 400 С, твердость 45 НРС), позволило, не разрушая поверхность детали, определить по эталону требуемые технологией параметры упрочнения — глубину 600 лкл и приращение твердости=4НРС, при этом суммарная термоЭДС по основному варианту осуществления способа составляла на детали 22 X 10 В, а на эталоне 23Х 10 В, Использование предлагаемого способа неразрушающего контроля качества поверхностного слоя металла детали, обработанной термической обработкой — цементированием, позвол ило определить по эталону глубину обезуглероженного слоя 0,9 м,я и количество углерода на поверхности цементированных шестерен из стали 14ХГСН2А—

1 2%.

Предлагаемый способ может быть рекомендован для широкого применения в машиностроении для контроля качества термической, химико-термической, термомеханической обработки и для обработки поверхностно-пластической деформации, а также может использоваться при ремонте и эксплуатации для дефектации деталей и входíî"o контроля деталей и материалов.

Формула изобретения

Способ неразрушающего контроля качества поверхностного слоя металла, заключающийся,в измерении термо-ЭДС, возникающ ий при контакте горячих электродов с деталью, и сопоставления с термо-ЭДС, эталона, о т л и ч а ю гц и и с я тем, что, с целью устранения влияния изменения поверхностного теплового и электрического контакта электрода с контролируемой поверхностью, а также разброса физико-химических свойств в структуре на величину термоЭДС, используют две группы одинаково нагретых электродов .из одного материала, устанавливаемых на обработанную .и необработанную поверхности детали, а о качестве поверхностного слоя судят по величине суммарной термо-ЭДС электродов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Даниель A. К. Дефектоскопия металлов. М., «Металлургия», 1972, с. 221 — 225.

2. Авторское свидетельство СССР № 454465, кл. G 01 Х 25/30, 1973.

670868

Составитель С. Беловодченко

Техред Н. Строганова Корректор И. Симкинз

Редактор Т. Горячева

Тип. Харьк фнл. пред. аПатентэ

Заказ 462/826 Изд. № 376 Тираж 1089 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытии

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5