RU2140075C1 - Process investigating properties of material of article - Google Patents

Process investigating properties of material of article Download PDF

Info

Publication number
RU2140075C1
RU2140075C1 RU98113762A RU98113762A RU2140075C1 RU 2140075 C1 RU2140075 C1 RU 2140075C1 RU 98113762 A RU98113762 A RU 98113762A RU 98113762 A RU98113762 A RU 98113762A RU 2140075 C1 RU2140075 C1 RU 2140075C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
products
product
properties
indenter
pulses
Prior art date
Application number
RU98113762A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Н.А. Семашко
Е.Б. Мокрицкая
Б.Я. Мокрицкий
В.В. Селезнев
Д.Н. Фролов
Original Assignee
Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет
Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет, Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН filed Critical Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет
Priority to RU98113762A priority Critical patent/RU2140075C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2140075C1 publication Critical patent/RU2140075C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

FIELD: nondestructive acoustic method of examination of physical and mechanical properties of materials. SUBSTANCE: given process includes loading of standard and tested articles with indenter with change of indentation depth by means of its movement along arc of circle, recording of signals of acoustic emission and evaluation of properties of material with the aid of comparison of signal parameters by separation criterion Ks from standard and tested articles found by dependence Ks = lg(Ec/τ2), where Ec is energy of pulses, τ is duration of pulses. EFFECT: enhanced accuracy of investigation of properties of material of article and expanded technological capabilities of process. 8 dwg, 2 tbl

Description

Способ относится к неразрушающим акустическим методам исследования (физико-механических) свойств изделий, в том числе металлорежущего инструмента с износостойкими покрытиями, в том числе относится к методам опознания изделий (В литературе, например, Вайнберг В.Е. Выбор акустико-эмиссионных признаков при распознавании состояния режущего инструмента // Дефектоскопия, 1989, N 10, с.29, используется термин "распознавание", но более правильно здесь употребить термин "опознание"). The method relates to non-destructive acoustic methods for studying the (physicomechanical) properties of products, including metal-cutting tools with wear-resistant coatings, including relates to methods for identifying products (In the literature, for example, Vainberg V.E. state of the cutting tool // Defectoscopy, 1989, N 10, p.29, the term "recognition" is used, but it is more correct to use the term "identification" here).

Известно (А. с. СССР N 1555659) решение, в котором находят зависимость между скоростью распространения акустических волн и удельным электрическим сопротивлением материала изделий, определяют пределы разбраковки, измеряют акустические параметры образцов, вырезанных из изделий, по результатам измерений разбраковывают изделия. Если рассматривать функцию разбраковки (сортирования на годные и негодные изделия) как исследование свойств и опознания изделий по свойствам их материалов, то недостатком способа является его трудоемкость (необходимо исследовать выборку изделий, вырезать из них образцы). It is known (A. S. USSR N 1555659) a solution in which the relationship between the speed of propagation of acoustic waves and the electrical resistivity of the material of the products is found, the limits of rejection are determined, the acoustic parameters of the samples cut from the products are measured, and the products are rejected according to the measurement results. If we consider the function of sorting (sorting into suitable and unusable products) as a study of the properties and identification of products by the properties of their materials, then the disadvantage of this method is its complexity (it is necessary to study the selection of products, cut out samples from them).

Наиболее близким по мнению заявителя по технической сущности является (А.с. СССР N 1585728) решение, согласно которому образец (из инструментальной стали и твердосплавного покрытия или пластины) нагружают внедрением (вдавливанием) индентора вблизи их границы раздела. При этом инструментальную сталь используют как эталон, покрытие как исследуемое изделие. Одновременно с нагружением (с момента вдавливания индентора) регистрируют (фиксируют число сигналов) сигналы акустической эмиссии (при разрушении эталона и изделия), оценку свойств (трещиностойкости) материала изделия производят соспоставлением параметров (отношением числа сигналов) сигналов от эталона и изделия. Недостатком решения являются его ограниченные возможности (только для напайного инструмента или стали с твердосплавным покрытием) и относительно невысокая точность (использовано неоднозначное понятие "вблизи границы раздела" и "в зоне передней крошки") исследований. The closest according to the applicant in technical essence is (A.S. USSR N 1585728) a solution according to which a sample (made of tool steel and carbide coating or plate) is loaded with an indenter (indentation) indentation near their interface. In this case, tool steel is used as a reference, a coating as a test product. Simultaneously with loading (from the moment of indentation indentation), acoustic emission signals are recorded (the number of signals is fixed) (when the standard and the product are destroyed), properties (crack resistance) of the product material are evaluated by comparing the parameters (the ratio of the number of signals) of the signals from the standard and the product. The disadvantage of this solution is its limited capabilities (only for a soldered tool or carbide-coated steel) and relatively low accuracy (the ambiguous concept “near the interface” and “in the front crumb zone” is used) of research.

Задачей заявляемого изобретения является увеличение информативности сигналов акустической эмиссии о механизмах разрушения исследуемых материалов. The task of the invention is to increase the information content of acoustic emission signals on the mechanisms of destruction of the investigated materials.

Техническим результатом, достигаемым в ходе решения задачи, является расширение технологических возможностей способа исследования и повышение точности исследований. The technical result achieved in solving the problem is to expand the technological capabilities of the research method and increase the accuracy of research.

Указанный технический результат достигается за счет применения условий нагружения, приближенных к реальным условиям эксплуатации изделий, и использования более информативных энергетических параметров акустической эмиссии, характеризующих накопление повреждений материала изделия во времени. В частности, для этого использовано не число сигналов акустической эмиссии, а энергия и длительность импульсов акустической эмиссии, которые позволяют выделять наличие хрупкого и вязкого механизмов разрушения материала. The specified technical result is achieved through the application of loading conditions close to the actual operating conditions of the products, and the use of more informative energy parameters of acoustic emission, characterizing the accumulation of damage to the material of the product over time. In particular, not the number of acoustic emission signals was used for this, but the energy and duration of acoustic emission pulses, which make it possible to distinguish the presence of brittle and viscous mechanisms of material destruction.

Таким образом, заявляемый объект, как и прототип, включает в себя нагружение эталона и используемого изделия посредством внедрения индентора, одновременную с нагружением регистрацию сигналов акустической эмиссии, оценку свойств материала изделия производя путем соспоставления параметров сигналов от эталона и изделия. Однако заявляемый объект отличается тем, что нагружение выполняют с изменением глубины внедрения индентора посредством его движения по дуге окружности, описываемой маятником, несущим индентор, в качестве регистрируемых параметров акустической эмиссии принимают энергию Ec(b2•с) и длительность τ(c) импульсов, оценку свойств производят по критерию разделения импульсов, определяемому по зависимости Kp= lgEc/τ, в том числе проводят опознание материала изделий сравнением величин критерия разделения. При этом дополнительно получают (строят) график накопления энергии во времени, а опознание изделий проводят посредством сравнения идентичности графиков для эталонов и изделий.Thus, the claimed object, like the prototype, includes loading the standard and the product used by introducing the indenter, simultaneously loading the acoustic emission signals, evaluating the properties of the product material by comparing the parameters of the signals from the standard and the product. However, the claimed object is characterized in that the loading is carried out with a change in the depth of penetration of the indenter by means of its movement along the arc of a circle described by the pendulum carrying the indenter, the energy E c (b 2 • s) and the duration τ (c) of pulses are taken as recorded parameters of acoustic emission properties are evaluated according to the criterion of separation of pulses, determined by the dependence K p = logE c / τ, including the identification of material products by comparing the values of the separation criterion. At the same time, an energy storage diagram over time is additionally obtained (built), and product identification is carried out by comparing the identity of the graphs for standards and products.

Указанные признаки являются существенными, новыми и имеют изобретательский уровень. These features are significant, new and inventive.

На фиг. 1 показана схема классификации (разделения) сигналов АЭ. In FIG. 1 shows a classification scheme (separation) of AE signals.

На фиг.2 показана схема симметричного нагружения изделия с многослойным покрытием. Figure 2 shows a diagram of the symmetric loading of the product with a multilayer coating.

На фиг.3 показана схема с краевым нагружением изделия. Figure 3 shows a diagram with the edge loading of the product.

На фиг.4-8 показаны примеры графиков накопления энергии во время воздействия индентора на изделие. Figure 4-8 shows examples of graphs of energy storage during exposure of the indenter to the product.

Сущность способа основана на том, что сигналы АЭ, формируемые при нагружении изделия, можно классифицировать на различные типы импульсов. Чем меньше таких типов импульсов, тем проще их отличать друг от друга. Следовательно, необходимо создать такую схему нагружения изделия, которая бы не влияла на его работоспособность (воздействие на локальные микрообъемы), обеспечивала получение импульсов, легко отличаемых друг от друга, и в то же время при необходимости позволяла получить информацию по любому из традиционно используемых параметров АЭ. С точки зрения пластичности материалов огибающие 1, 2 (фиг. 1) импульсов делятся на два разных типа A и В, различающиеся принципиально. Тип A (огибающие 1, 2) характеризуется малой амплитудой (A1 и A2) при значительной длительности (τ1 и τ2) импульсов. Тип В - значительной амплитудой при малой длительности. Тип A обусловлен процессами микропластической деформации материала, тип В - разрушением, т.е. образованием и ростом трещин.The essence of the method is based on the fact that AE signals generated during loading of the product can be classified into various types of pulses. The fewer such types of pulses, the easier it is to distinguish them from each other. Therefore, it is necessary to create such a loading scheme for the product that would not affect its performance (impact on local microvolumes), provide pulses that are easily distinguishable from each other, and at the same time, if necessary, provide information on any of the traditionally used AE parameters . From the point of view of plasticity of materials, the envelopes 1, 2 (Fig. 1) of pulses are divided into two different types A and B, which differ fundamentally. Type A (envelopes 1, 2) is characterized by a small amplitude (A 1 and A 2 ) with a significant pulse duration (τ 1 and τ 2 ). Type B - significant amplitude with a short duration. Type A is caused by the processes of microplastic deformation of the material, type B is caused by failure, i.e. formation and growth of cracks.

Следовательно, необходимо создать такую схему нагружения изделий, при которой бы присутствовали оба эти типа сигналов. Это прежде всего должно быть микронагружение, т.е. локализация нагрузки на минимальных объемах материала. Внедрение индентора не подходит, так как при этой схеме нагружения доля микропластической деформации мала, т.е. мала доля импульсов типа A. Скрайбирование (склерометрические исследования) тоже подходит мало, т.к. здесь превалирует либо микропластическая деформация (при малой глубине внедрения индентора в материал изделия), либо хрупкое разрушение (тип В при большой глубине внедрения индентора). Необходима такая схема нагружения, в которой была бы и малая и значительная глубина внедрения индентора, т.е. импульсы обоих типов. Это возможно при нагружении с переменной глубиной внедрения. Therefore, it is necessary to create such a loading scheme of products in which both of these types of signals are present. First of all, it should be microloading, i.e. load localization on minimum volumes of material. The introduction of the indenter is not suitable, since with this loading scheme the fraction of microplastic deformation is small, i.e. the fraction of type A pulses is small. Scribing (sclerometric studies) is also not very suitable, because here either microplastic deformation prevails (with a small depth of penetration of the indenter into the product material) or brittle fracture (type B with a large depth of penetration of the indenter). Such a loading scheme is necessary in which there would be a small and significant depth of penetration of the indenter, i.e. pulses of both types. This is possible when loading with a variable penetration depth.

Такую схему можно реализовать при маятниковом типе нагружения, когда индентор, будучи закрепленным на маятнике, вращающемся (качающемся) вокруг своей оси, перемещается (движение В) по дуге вращения маятника и, следовательно, нагружает материал изделия с переменной глубиной внедрения индентора (это могут быть микроны, следовательно длина реза индентора локализована). Such a scheme can be implemented in the case of a pendulum type of loading, when the indenter, being fixed on a pendulum rotating (swinging) around its axis, moves (motion B) along the arc of rotation of the pendulum and, therefore, loads the material of the product with a variable indenter penetration depth (this can be microns, hence the length of the cut of the indenter is localized).

Способ реализовали следующим образом. Брали изделия из инструментальных материалов (твердосплавные пластины). Нагружали их по описанной схеме (глубина внедрения 2-20 мкм). В процессе нагружения регистрировали сигналы АЭ и по пакету специальных программ подвергали анализу в ЭВМ. В процессе анализа сигналов определяли энергию Ecj(b2•с) и длительность τ(c) регистрируемой последовательности (от 1 до последнего с промежуточными j-тыми через выбранный шаг дискретизации) сигналов акустической эмиссии:
Ecj= ΔτΣ(ΔuA i j )2, b2•c (1)
τj= ΔτL•Ej, (2)
где Δτ - временной интервал дискретизации; Δu - цена деления разряда аналого-цифрового преобразователя (входная чувствительность); Aij - число разрядов аналого-цифрового преобразователя для i-того отсчета амплитуд j-того сигнала; LEj - длительность j-того сигнала в машинных отсчетах.
The method was implemented as follows. We took products from instrumental materials (carbide inserts). They were loaded according to the described scheme (penetration depth 2-20 μm). In the process of loading, AE signals were recorded and, according to a package of special programs, were analyzed in a computer. In the process of signal analysis, the energy E cj (b 2 • s) and the duration τ (c) of the recorded sequence (from 1 to the last with intermediate j-th through the selected sampling step) of the acoustic emission signals were determined:
E cj = ΔτΣ (ΔuA i j ) 2 , b 2 • c (1)
τ j = ΔτL • E j , (2)
where Δτ is the sampling time interval; Δu is the price of the division of the discharge of the analog-to-digital converter (input sensitivity); A i j - the number of bits of the analog-to-digital Converter for the i-th reference amplitude of the j-th signal; LE j is the duration of the j-th signal in machine samples.

Затем определяли критерий разделения сигналов (импульсов):
Kp= lg(Ec2) (3)
В физическом понимании он адекватен скорости изменения плотности энергии при нагружении. Из сущности анализа сигналов АЭ его можно назвать критерием разделения импульсов АЭ.
Then the criterion for the separation of signals (pulses) was determined:
K p = log (E c / τ 2 ) (3)
In physical terms, it is adequate to the rate of change of energy density during loading. From the essence of the analysis of AE signals, it can be called a criterion for separating AE pulses.

Для каждого материала выбрали изделие-эталон, остальные изделия из этого материала являлись исследуемыми. For each material, a reference product was chosen, the remaining products from this material were investigated.

Затем изделия подвергали микрофрактографическому анализу (на электронном микроскопе) по поверхности, подвергающейся воздействию индентора, и выявляли по следам разрушения характер (наличие и количество вырывов, трещин и т.д.) и вид (деформация, сдвиг, отслоение и т.д.) разрушения микрообъемов изделий. Сопоставляли результаты Кp и результаты разрушения изделий. По ним судили о свойствах материалов изделий и класифицировали (разделяли, сортировали) изделия по величине критерия Кp, т.е. осуществляли опознание изделий по Кp. Дополнительное опознание производили при анализе графика накопления энергии во времени, а именно сопоставляли графики эталона и изделий, а распознавание осуществляли по идентичности графиков.Then, the products were subjected to microfractographic analysis (using an electron microscope) over the surface exposed to the indenter, and the nature (presence and number of breaks, cracks, etc.) and type (deformation, shear, delamination, etc.) were revealed by the fracture traces. destruction of microvolumes of products. We compared the results To p and the results of the destruction of products. They judged the properties of the materials of the products and classified (divided, sorted) the products according to the value of the criterion K p , i.e. identification of products by K p . Additional identification was performed when analyzing the graph of energy storage over time, namely, the graphs of the standard and products were compared, and recognition was carried out by the identity of the graphs.

Схема нагружения изделий представлена на фиг. 2 и 3, где за счет вращения В индентор 3 при соответствующей глубине внедрения в изделие воздействует на изделие, содержащее основу 4 с несколькими 5, 6, 7, 8 или одним слоем покрытия при симметричном (фиг.2) или краевом (фиг. 3) нагружении. The product loading diagram is shown in FIG. 2 and 3, where due to the rotation of Indenter 3 with the appropriate depth of penetration into the product, it acts on the product containing the base 4 with several 5, 6, 7, 8 or one coating layer with a symmetric (Fig. 2) or edge (Fig. 3 ) loading.

Пример 1 реализации способа. Example 1 of the implementation of the method.

В практике имеются случаи внешнего сходства изделий по форме, цвету (и массе). Например, твердосплавные пластины металлорежущего инструмента с износостойкими покрытиями одинакового размера и формы исключительно тяжело отличить. Их цвет очень схож, зависит от технологии подготовки основы и нанесения покрытия. Маркировка на изделиях не выполняется, она выполняется на упаковочной коробке (или вкладывается в нее), в результате возможны ошибки (что часто бывает). Более того, конструкция и состав покрытий в маркировке указываются условно. Например число, очередность расположения и толщина слоев покрытия не указываются. Для эксплуатационщика зачастую эта информация важна. Он получает ее (как правило) самостоятельно, например, делает косой шлиф на изделии и исследует его. Это сложно и трудоемко. Более того, исследовав одно изделие, нет уверенности в том, что остальные изделия в упаковке такие же. Для реализации способа брали по серии пластин ВК8+TiN; ВК8+ZrN; ВК8+Ti+TiN; ВК8+Zr+ZrN; ВК8+TiC+TiCN+TiN. Из каждой серии пластин (изделий) брали контрольный образец (эталон). Исследуя на них косой шлиф, убеждались в соответствии их серии (надписи, маркировке). Описанным выше маятниковым методом нагружали изделия при микрорезании (с глубиной 5-20 мкм) индентором, регистрировали сигналы акустической эмиссии, определяли для каждого изделия Ec, τ, Кp. То же делали с эталонами. Присваивали им условные порядковые номера (по десяткам). Номера наносили на изделия (вне зоны видимости, т.е. на обратной стороне писали номер). Все изделия (перемешав серии) смешивали между собой. Выбирали изделие случайно. Нагружали его повторно в аналогичных условиях и по величине Кp классифицировали (опознавали, к какой серии относится) его принадлежность к той или иной серии изделий (т.е. опознавалось покрытие изделия). Результаты приведены в таблице 1. В знаменателе даны присвоенные изделиям порядковые номера.In practice, there are cases of external similarity of products in shape, color (and weight). For example, carbide inserts of metal cutting tools with wear-resistant coatings of the same size and shape are extremely difficult to distinguish. Their color is very similar, depending on the technology of preparation of the base and coating. Labeling on the products is not performed, it is performed on the packaging box (or inserted into it), as a result, errors are possible (which often happens). Moreover, the design and composition of coatings in the markings are indicated conditionally. For example, the number, order of location and thickness of the coating layers are not indicated. For the operator, this information is often important. He receives it (as a rule) on his own, for example, makes an oblique section on the product and examines it. It is difficult and time consuming. Moreover, having examined one product, there is no certainty that the other products in the package are the same. To implement the method, a series of VK8 + TiN plates were taken; BK8 + ZrN; BK8 + Ti + TiN; BK8 + Zr + ZrN; BK8 + TiC + TiCN + TiN. A control sample (reference) was taken from each series of plates (products). Examining oblique sections on them, they were convinced of the conformity of their series (inscriptions, markings). The above-described pendulum method was used to load the articles during micro cutting (with a depth of 5–20 μm) by an indenter, acoustic emission signals were recorded, and E c , τ, K p was determined for each product. They did the same with the standards. Assigned to them conditional serial numbers (in tens). The numbers were applied to the products (out of sight, i.e. they wrote the number on the back). All products (mixing the series) were mixed together. Choose a product by accident. They loaded it again under similar conditions and, according to the value of K p, classified (identified to which series it belongs) its belonging to a particular series of products (i.e., the coating of the product was recognized). The results are shown in table 1. The denominator shows the serial numbers assigned to the products.

Из данных таблицы видно, что критерий Кp позволяет разделять изделия. Однако из-за схожести свойств материалов в некоторых случаях (изделие номер 8 из серии ВК8+TiN и номер 29 из серии ВК8+ZrN) величины критерия Кp близки или при данной точности вычислений одинаковы, что затрудняет распознавание (опознание материала) изделий. Такого совпадения величин Кp нет, если конструкция и состав покрытий существенно разный. Например, значения Кp для ВК8+TiN, ВК8+Zr+ZrN, ВК8+TiC+TiCN+TiN существенно разные, здесь проблем с распознаванием изделий нет. Тем более их нет, если отличается основа покрытий, например ВК8, Т15 К6, ТТ10 К8Б.From the data table shows that the criterion K p allows you to separate the product. However, due to the similarity of the properties of the materials in some cases (product number 8 from the VK8 + TiN series and number 29 from the VK8 + ZrN series), the values of the criterion K p are close or the same for the given accuracy of calculations, which makes it difficult to recognize (recognize the material) products. There is no such coincidence of the K p values if the design and composition of the coatings are significantly different. For example, the values of K p for VK8 + TiN, VK8 + Zr + ZrN, VK8 + TiC + TiCN + TiN are significantly different, there are no problems with product recognition. Moreover, they are not there if the basis of the coatings is different, for example, VK8, T15 K6, TT10 K8B.

Затем все (т.е. все 45 изделий) перемешивали, выбирали несколько изделий случайно. Нагружали их в таких же условиях, определяли Кp, табл.2. По величине Кp пытались определить серию изделий (т.е. какое покрытие нанесено на ВК8). В целом это удавалось (изделие А, В, Г, И, К). Но из-за очень близкой схожести покрытий (и величины Кp соответственно) этого однозначно сделать нельзя (изделия Б, Д, Е), т.е. остаются сомнения. Затем (по величине Кp согласно нумерации изделий по табл.1) пытались предположить номер, нанесенный ранее на изделие (вторая снизу строка в табл.2). Затем сверяли предполагаемые номера и действительные. Ошибок не было. Точность опознания изделий по свойствам материала достаточно высока, но при равенстве Кp у разных изделий (изделия Б, Д, Е) сомнения в точности опознания остаются.Then all (i.e., all 45 products) were mixed, several products were selected randomly. They were loaded under the same conditions, K p was determined, Table 2. By the magnitude of K p, they tried to determine a series of products (i.e., what coating was applied to VK8). In general, this succeeded (product A, B, G, I, K). But due to the very close similarity of the coatings (and the values of K p, respectively), this cannot be definitely done (products B, D, E), i.e. doubts remain. Then (according to the value of K p according to the numbering of products according to Table 1), they tried to guess the number previously applied to the product (second line from the bottom in table 2). Then checked the alleged numbers and valid. There were no errors. The accuracy of identification of products by the properties of the material is quite high, but with the equality of K p for different products (products B, D, E) doubts about the accuracy of identification remain.

Пример 2 реализации способа. Example 2 of the implementation of the method.

Брали только те изделия, по которым из примера 1 оставались сомнения, т. е. изделия 14, 17, 23, 27 и эталоны (номера 20 и 30) тех серий, к которым эти изделия могли (табл.2) бы быть отнесены. Вернее из ЭВМ для этих номеров изделий извлекали (распечатывали) график накопления энергии во время испытаний. Такой график строится по программе из данных сигналов АЭ, поступающих в ЭВМ при испытании изделий. We took only those products for which doubts remained from Example 1, i.e., products 14, 17, 23, 27 and standards (numbers 20 and 30) of those series to which these products could (Table 2) be assigned. Rather, a schedule of energy storage during testing was extracted (printed) from the computer for these product numbers. Such a schedule is constructed according to the program from the data of AE signals entering the computer during the testing of products.

Прежде всего убеждались, что график накопления энергии (мb2с) во времени (мс) действительно характеризует конкретный материал (является паспортом материала). Из одной партии изделий брали образцы, доступными методами (по маркировке, твердости, микротвердости, исследованием шлифов, контролем толщин покрытий) убеждались в их идентичности. Подвергали их нагружению в аналогичных условиях, получали график накопления энергии E (мb2с) во времени τ (мс). Анализировали сходство (идентичность) графиков. Так, на фиг.4 показан пример трех графиков для трех идентичных изделий. Сходство графиков во многом, идентичность явно просматривается (ступеньки, величины Ei, Ek, Ej, Δτ ). По крайней мере тип графиков, представленных на фиг.4, существенно отличается от типа графиков, представленных на фиг. 5 (это графики для двух образцов, являющихся представителями совершенно другого материала). Здесь другое число ступеней, место их расположения на графике, Δτ и т.д.First of all, we were convinced that the energy storage schedule (mb 2 s) in time (ms) really characterizes a specific material (it is a material passport). Samples were taken from one batch of products, using available methods (by marking, hardness, microhardness, thin section testing, and coating thickness control) to verify their identity. They were subjected to loading under similar conditions, and a plot of energy storage E (mb 2 s) over time τ (ms) was obtained. The similarity (identity) of the graphs was analyzed. So, figure 4 shows an example of three graphs for three identical products. The similarity of the graphs is largely, the identity is clearly visible (steps, values of E i , E k , E j , Δτ). At least the type of graphs shown in FIG. 4 is significantly different from the type of graphs shown in FIG. 5 (these are graphs for two samples that are representatives of a completely different material). Here is a different number of steps, their location on the graph, Δτ, etc.

Убедившись в том, график накопления энергии является "паспортом" материала изделий, приступили к анализу указанных изделий за номерами 14, 17, 23, 27. Так, сравнивая графики для изделий 14, 17, 23, 27 с графиками эталонов (изделий 20 и 30) обнаружено, что графику эталона 20 соответствуют графики изделий 14 и 17 (для изделия 17 и эталона 20 примеры графиков даны на фиг. 6), т.е. изделия 20, 14 и 17 относятся к одной серии и, судя по эталону 20, все эти изделия являются ВК8+Ti+TiN. Судя по таблице 1, это действительно так, т. е. распознавание изделий состоялось. Также обнаружено, что графику эталона 30 соответствуют графики изделий 23 и 27, фиг.7, т.е. это изделия из серии ВК8+ZrN, т.е. распознавание состоялось. Having ascertained that the energy storage schedule is a “passport” of the product material, we proceeded to analyze the indicated products with numbers 14, 17, 23, 27. So, comparing the graphs for products 14, 17, 23, 27 with the graphs of standards (products 20 and 30 ) it was found that the graphics of reference 20 correspond to the schedules of products 14 and 17 (for products 17 and reference 20, examples of graphs are given in Fig. 6), i.e. products 20, 14 and 17 belong to the same series and, judging by the standard 20, all these products are VK8 + Ti + TiN. Judging by table 1, this is indeed so, i.e., product recognition has taken place. It was also found that the graphics of the standard 30 correspond to the graphics of the products 23 and 27, Fig. 7, i.e. These are products from the VK8 + ZrN series, i.e. recognition took place.

Из графиков накопления энергии во времени, приведенных на фиг.6 и фиг.7 явно видно, что тип графиков на них совершенно иной, спутать их нельзя, т. е. использование графиков дополнительно позволяет повысить информативность сигналов АЭ и, тем самым повысить точность опознавания изделий. From the graphs of energy storage over time, shown in Fig.6 and Fig.7 it is clearly seen that the type of graphs on them is completely different, they can not be confused, that is, the use of graphs additionally allows to increase the information content of AE signals and, thereby, increase the recognition accuracy products.

Пример 3 реализации способа. Example 3 of the implementation of the method.

Взяли один исследуемый образец (изделие 35) и эталон для него (изделие 40). Изделие 35 поместили вместе с другими изделиями (выполненными из совершенно иных материалов). Поочередно нагружали изделия. Величину критерия Кp разделения не определяли, сразу получали только графики накопления энергии во времени. Графики приведены на фиг. 8. Из них ясно видно (только по величинам Ei и Ej, а еще возможен анализ по Δτ, что графику эталона 40 соответствует только один график, а именно график изделия 35. Из данного примера следует, что распознавание можно производить только по графикам, т.е. без величины Кp. Это так. Но с учетом величины критерия Кp разделение это делать надежнее.We took one test sample (item 35) and a reference for it (item 40). Product 35 was placed along with other products (made from completely different materials). Alternately loaded products. The value of the criterion K p separation was not determined, immediately received only the graphs of energy storage over time. The graphs are shown in FIG. 8. Of these, it is clearly visible (only by the values of E i and E j , and it is also possible to analyze by Δτ that only one graph corresponds to the schedule of pattern 40, namely, the pattern of product 35. From this example it follows that recognition can only be made by graphs , ie, without the value of K p . This is so. But taking into account the value of the criterion K p, separation is more reliable.

Приведенные примеры показывают, что достигнуто упрощение исследования, повышения точности исследований, расширение возможностей способа и обеспечено опознание материала изделий за счет выбора параметров акустической эмиссии, увеличивающих информативность, и схемы нагружения, обеспечивающей локальное неразрушающее воздействие индентора на изделие. The above examples show that simplification of the research, increasing the accuracy of research, expanding the capabilities of the method and ensuring the identification of the material of the products due to the choice of acoustic emission parameters that increase the information content and the loading scheme, providing local non-destructive effect of the indenter on the product.

Claims (1)

Способ исследования свойств материала изделий, включающий в себя нагружение эталона и исследуемого изделия внедрением индентора, одновременную с нагружением регистрацию сигналов акустической эмиссии, оценку свойств материала посредством сопоставления параметров сигналов от эталона и изделия, отличающийся тем, что нагружение выполняют с изменением глубины внедрения индентора посредством его движения по дуге окружности, описываемой маятником, несущим индентор, в качестве регистрируемых параметров принимают энергию Ес (b2с) и длительность τ(c) импульсов, оценку свойств материала производят по критерию разделения Кр импульсов, определяемому по зависимости Kp= lg(Ec/τ), при этом дополнительно, сопоставляя величины критерия разделения и графики накопления энергии импульсов во времени для эталонов и изделий, производят опознание материала изделия.A method for studying the properties of the product material, which includes loading the standard and the test product by introducing an indenter, simultaneously recording acoustic emission signals, evaluating the properties of the material by comparing the parameters of the signals from the standard and the product, characterized in that the loading is performed with a change in the depth of introduction of the indenter by means of its movements along a circular arc described by the pendulum bearing indenter, as registered parameters to take energy E (b 2) and time- NOSTA τ (c) pulses, evaluation properties of the material produced by the criterion of separation Kp pulses determined from the dependence of K p = lg (E c / τ), the method further comprising, comparing the magnitude criterion of separation and pulse energy accumulation schedules time for standards and products, identify the material of the product.
RU98113762A 1998-07-09 1998-07-09 Process investigating properties of material of article RU2140075C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98113762A RU2140075C1 (en) 1998-07-09 1998-07-09 Process investigating properties of material of article

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98113762A RU2140075C1 (en) 1998-07-09 1998-07-09 Process investigating properties of material of article

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2140075C1 true RU2140075C1 (en) 1999-10-20

Family

ID=20208602

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98113762A RU2140075C1 (en) 1998-07-09 1998-07-09 Process investigating properties of material of article

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2140075C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2539725C1 (en) * 2013-10-24 2015-01-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "КнАГТУ") Method for comparative evaluation of properties of materials based on length between dimple and main part of indenter trace during pendulum scribing

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2539725C1 (en) * 2013-10-24 2015-01-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "КнАГТУ") Method for comparative evaluation of properties of materials based on length between dimple and main part of indenter trace during pendulum scribing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Cawley et al. The mechanics of the coin-tap method of non-destructive testing
US4926350A (en) Non-destructive testing methods for lumber
Mahajan et al. An experimental investigation of mixed-mode fracture
Rummel et al. The detection of fatigue cracks by nondestructive testing methods
CA2017821A1 (en) Non-destructive evaluation of structural members
Arakawa et al. Correlations among dynamic stress intensity factor, crack velocity and acceleration in brittle fracture
WO2001009603A1 (en) Log testing apparatus
RU2140075C1 (en) Process investigating properties of material of article
RU2138038C1 (en) Method testing physical and mechanical properties of articles
RU2138039C1 (en) Method of test of properties and diagnostics of breakdown of articles
Simonov et al. Methodology of mechanical testing for experimental detection of microdestruction viscosity in local regions of thin ribbons of amorpho-nanocrystalline material
SU1670591A1 (en) Method of determining product coating plasticity
JP2006526775A (en) Material inspection
CN115236110A (en) Precision measurement method for micro-area carbon concentration distribution of gear carburization part
EP2324346B1 (en) A method and an apparatus for non-destructively investigating an aging property of a substantially homogeneous plastic object
JPH04231888A (en) High-speed recognizing method of body which tends to form part of assembly including many bodies having different characteristics
RU2767028C1 (en) Method of determining embrittlement of material
RU2140076C1 (en) Process of acoustic test of crack resistance of articles
Viehrig et al. Measurement of dynamic elastic-plastic fracture toughness parameters using various methods
Shvetsov et al. Technological method of assessing the quality of adhesion of the coating to the basis of the tool material during indentation with the exposure time of loading the sample
Cawley et al. An automated coin-tap technique for the non-destructive testing of composite structures
Rabinovitch et al. Improved falling weight impact test for poly (vinyl chloride) products
Tomaštík et al. Utilization of acoustic emission in scratch test evaluation
US3978711A (en) Method of testing wear resistance of articles on the basis of polycrystalline cubic boron nitride
Rizal et al. Ceramic tools insert assesment based on vickers indentation methodology