RO122602B1 - Aparat pentru determinarea ductilităţii depunerilor galvanice la temperaturi ridicate - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un aparat pentru determinarea ductilităţii depunerilor galvanice la temperaturi ridicate, prin sesizarea automată a apariţiei fisurii la limita rezistenţei la rupere a depozitului galvanic, urmată de calculul automat al ductilităţii depozitului galvanic. Aparatul conform invenţiei cuprinde un sistem (1) de încălzire electrică a probei metalice de încercat, formată dintr-un substrat metalic plan şi un depozit (2) galvanic, un penetrator (3) sferic, pentru solicitarea la deformare a probei dinspre substrat spre depozitul galvanic, şi un sistem optoelectronic de achiziţie şi prelucrare de imagine, compus dintr-o lentilă (4) colimatoare reglabilă, o fibră (5) optică având trifurcaţie, echipată pe o ramură (a) cu un filtru (6) de radiaţie infraroşie şi un convertor optoelectronic de semnal, cu afişarea digitală a temperaturii unei zone (7) de deformare, pe o altă ramură (b), cu un sistem (8) video de urmărire a deformării structurii metalografice şi un monitor (9) de afişare a imaginii structurii microscopice deformate, şi pe o ultimă ramură (c), cu un sistem (10) de urmărire a suprafeţei deformate a probei, cu zoom electronic pe zona centrală a imaginii, pentru sesizarea apariţiei fisurii, şi un monitor (11) de afişare a imaginii zonei centrale deformate pe toată perioada solicitării depunerii galvanice, precum şi cu un senzor (12) optoelectronic de deplasare, pentru determinarea lungimii deplasării penetratorului (3), folosită la calculul valorii ductilităţii depozitului (2) galvanic.

Description

Invenția se referă la un aparat pentru determinarea ductilității depunerilor galvanice la temperaturi ridicate, ce permite măsurarea temperaturii zonei deformate în timpul solicitării, urmărirea evoluției structurii microscopice a zonei deformate, precum și sesizarea automată a apariției fisurii la limita rezistenței la rupere a depozitului galvanic, urmată de calculul automat al ductilității depozitului galvanic.

în scopul determinării ductilității depunerilor galvanice, ca o măsură a capacității acestora de a urmări fără a fisura deformări elasto-plastice ale substratului, sunt folosite procedee de solicitare progresivă a depunerii galvanice cu un sistem penetrator cu bilă, ce acționează dinspre substrat spre depozitul galvanic. Apariția primei fisuri în depunerea galvanică este considerată limita domeniului elasto-plastic de deformare a depozitului galvanic și constituie momentul memorării valorii deplasării penetratorului și folosirea acestei valori pentru calculul ductilității depozitului galvanic cu ajutorul unor relații deduse din teoria de deformare elasto-plastică a materialelor metalice. în vederea determinării ductilității depunerilor galvanice la temperaturi ridicate, precum și în vederea menținerii zonei deformate tot timpul în punctul focal al sistemului optic de urmărire a apariției fisurii, este folosită o soluție descrisă în brevetele de invenție RO 90815/1986 și 97437/1988. Principalul dezavantaj al acestui mod de determinare a ductilității depunerii galvanice constă în faptul că nu permite măsurarea ductilității la temperaturi ridicate, nu permite măsurarea automată, în același loc și în regim on-line atât a temperaturii probei- cât și a evoluției structurii metalografice microscopice - cât și a zonei de maximă solicitare unde apare fisurarea depozitului galvanic.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în sesizarea automată, pe cale optoelectronică, a apariției fisurii la limita rezistenței la rupere a depozitului galvanic, concomitent cu măsurarea temperaturii zonei deformate în timpul solicitării și cu urmărirea evoluției structurii microscopice a zonei deformate. Aparatul pentru determinarea ductilității, conform invenției, dispune de un sistem de deplasare lentă și controlată a unui penetrator sferic, de un senzor incremental pentru măsurarea deplasării penetratorului dinspre substrat înspre depozitul galvanic, de un sistem de încălzire termostatat al probei și de un sistem optoelectronic de urmărire a zonei solicitate în vederea măsurării temperaturii depozitului galvanic în timpul deformării, a urmăririi evoluției structurii metalografice microscopice în timpul deformării, precum și a sesizării apariției primei fisuri pe depozitul galvanic. Sistemul optoelectronic de achiziție și prelucrare de imagine este compus dintr-o lentilă colimatoare reglabilă și o fibră optică cu trifurcație, echipată, pe o ramură, cu un filtru de radiație infraroșie și un convertor optoelectronic de semnal, cu afișarea digitală a temperaturii zonei de deformare, pe cealaltă ramură, cu un sistem video de urmărire a deformării structurii metalografice microscopice și un monitor de afișare a imaginii structurii microscopice deformate, iar pe a treia ramură, cu un sistem de urmărire a suprafeței deformate a probei, cu zoom electronic pe zona centrală a imaginii, pentru sesizarea apariției celei mai mici fisuri, și un monitor de afișare a imaginii zonei centrale deformate pe toată perioada solicitării depunerii galvanice.

Se dă în continuare un exemplu de realizare a invenției în legătură cu figura care reprezintă schema de principiu a aparatului pentru determinarea ductilității depunerilor galvanice.

Dispozitivarea opto-electronică are la bază teoria și realitatea că o informație complexă, sub formă de radiație electromagnetică, poate fi scindată teoretic de nenumărate ori într-o fibră optică, fără a se altera conținutul informației, singura mărime care scade proporțional cu numărul de scindări fiind intensitatea radiației. în cadrul invenției se valorifică, prin tehnica fibrelor optice, prin dispozitive optoelectronice și prin tehnică de calcul, emisia optică, în domeniul vizibil și infraroșu, a unei zone din proba încălzită supusă deformării.

RO 122602 Β1

Aparatul pentru determinarea ductilității depunerilor galvanice la temperaturi ridicate, 1 conform unui exemplu de realizare, cu măsurarea temperaturii zonei deformate în timpul solicitării, a evoluției structurii microscopice a zonei deformate, precum și în vederea sesizării 3 automate a apariției fisurii la limita rezistenței la rupere a depozitului galvanic, urmată de calculul automat al ductilității depozitului galvanic în zona de deformare maximă, se compune 5 dintr-un sistem de încălzire electrică 1, a probei încercate, format dintr-un substrat metalic plan și un depozitul galvanic 2, un penetrator sferic 3, pentru solicitarea la deformare a pro- 7 bei dinspre substrat spre depozitul galvanic, și un sistem optoelectronic de achiziție și prelucrare de imagine, compus dintr-o lentilă colimatoare reglabilă 4, o fibră optică cu 9 trifurcație 5, echipată pe ramura a cu un filtru de radiație infraroșie 6 și un convertor optoelectronic de semnal, cu afișarea digitală a temperaturii zonei de deformare 7, pe ramura b, 11 cu un sistem video 8, de urmărire a deformării structurii metalografice, și un monitor 9, de afișare a imaginii structurii microscopice deformate, pe ramura c, cu un sistem 10, de urmă- 13 rire a suprafeței deformate a probei, cu zoom electronic pe zona centrală a imaginii, pentru sesizarea apariției fisurii, și un monitor 11, de afișare a imaginii zonei centrale deformate pe 15 toată perioada solicitării depunerii galvanice. Senzorul de deplasare incremental 12 este utilizat pentru măsurarea lungimii deplasării penetratorului sferic din momentul începerii 17 solicitării la deformare a depozitului galvanic până în momentul apariției primei fisuri pe acesta. 19

Modul de lucru este următorul: după atingerea temperaturii programate a probei se comandă deplasarea penetratorului 1 spre proba 2, în momentul atingerii mecanice a probei 21 (prin contact electric) se resetează automat senzorul de deplasare la valoarea zero, acesta măsurând în continuare deplasarea penetratorului 3 până în momentul sesizării optoelectro- 23 nice a apariției primei fisuri prin sistemul 10,11 care comandă oprirea deplasării penetratorului, calculul automat al ductilității, afișarea imaginii zonei centrale de deformare cu fisura 25 apărută și a temperaturii zonei la plesnirea depozitului galvanic. Afară de aceste date, sistemul optoelectronic de măsurare a temperaturii 6, 7, bazat pe analiza a intensității 27 radiației în infraroșu, furnizează pe tot timpul deformării probei informații despre temperatura zonei deformate, ce sunt corelate cu gradul de deformare a probei. Sistemul video de 29 urmărire a deformării structurii 8, 9 furnizează pe parcursul deformării o succesiune de imagini ce prezintă evoluția structurii microscopice a suprafeței depunerii galvanice, corelată 31 cu gradul de deformare elasto-plastică și cu temperatura în zona deformată. Ductilitatea depozitului galvanic se determină prin calcul cu ajutorul unor relații deduse din teoria de 33 deformare elasto-plastică a materialelor metalice, folosind ca bază lungimea deplasării, fără fisurarea depozitului galvanic, penetratorului sferic 3, măsurată cu senzorul de deplasare 35 incremental 12, din momentul atingerii substratului metalic plan al depunerii galvanice 2 până în momentul sesizării de către sistemul optoelectronic de urmărire a deformării 10, 11 a 37 apariției celei mai mici fisuri pe depunere.

Claims (5)

1. Revendicare

   Aparat pentru determinarea ductilității depunerilor galvanice la temperaturi ridicate, caracterizat prin aceea că, în vederea măsurării temperaturii zonei deformate în timpul 43 solicitării, a urmăririi evoluției structurii microscopice a zonei deformate, precum și în vederea sesizării automate a apariției fisurii la limita rezistenței la rupere a depozitului galvanic, urmată 45 de calculul automat al ductilității depozitului galvanic în zona de deformare maximă, este constituit dintr-un sistem de încălzire electrică (1) a depozitului galvanic (
2. 2), un penetrator 47

   RO 122602 Β1

   1 sferic (3), un sistem optoelectronic de achiziție și prelucrare de imagine, compus dintr-o lentilă colimatoare reglabilă (4), o fibră optică cu trifurcație (5), echipată, pe o ramură (a), cu un filtru
3. 3 de radiație infraroșie (6) și un convertor optoelectronic de semnal, cu afișarea digitală a temperaturii zonei de deformare (7), pe o ramură (b), cu un sistem video de urmărire (8) a
4. 5 deformării structurii metalografice și un monitor (9) de afișare a imaginii structurii microscopice deformate, și pe o ramură (c), cu un sistem de urmărire (10) a suprafeței deformate a probei,
5. 7 un monitor (11) de afișare a imaginii zonei centrale deformate și un senzor optoelectronic de deplasare (12) pentru determinarea lungimii deplasării penetratorului.