RU2488099C1 - Способ рентгеноструктурного контроля детали - Google Patents
Способ рентгеноструктурного контроля детали Download PDFInfo
- Publication number
- RU2488099C1 RU2488099C1 RU2011154446/28A RU2011154446A RU2488099C1 RU 2488099 C1 RU2488099 C1 RU 2488099C1 RU 2011154446/28 A RU2011154446/28 A RU 2011154446/28A RU 2011154446 A RU2011154446 A RU 2011154446A RU 2488099 C1 RU2488099 C1 RU 2488099C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- parameter
- background
- diffraction line
- ray
- reflecting
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Использование: для рентгеноструктурного контроля детали. Сущность: заключается в том, что осуществляют снятие рентгенограммы с контролируемой детали, выполняют определение параметра, зависящего от наработки детали, при этом снятие рентгенограммы с контролируемой детали на предполагаемой поверхности разрушения происходит от отражающей плоскости (11.0) без фона при использовании титанового излучения Ti-Kα и от отражающей плоскости (01.3) без фона при использовании титанового излучения Ti-Kβ, при этом в качестве параметра, зависящего от наработки, используют интегрированный структурный параметр Δ, определяемый как произведение параметра ширины В дифракционной линии без фона и параметра профиля Р дифракционной линии без фона: Δ=В·Р, причем деталь является годной, если интегрированный структурный параметр будет больше 1:Δ>1. Технический результат: сокращение времени контроля детали, как в процессе эксплуатации, так и на этапе ресурсных испытаний детали, а также мобильность процесса. 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 10 ил.
Description
Изобретение относится к области материаловедения, в частности к области неразрушающего рентгеноструктурного контроля, и может быть использовано для контроля структурных изменений и оценки остаточного ресурса деталей преимущественно из титановых сплавов в лабораторных и заводских условиях в производстве и в эксплуатации газотурбинных двигателей.
Известен способ количественного рентгеноструктурного фазового анализа, включающий облучение в дифрактометре образца и стандарта сравнения, измерение с использованием β - фильтра относительных интенсивностей аналитических дифракционных пиков и фона под углами, расчет содержания определяемой фазы (Авторское свидетельство №1376015 G01N 23/20 опубл. 23.02.1988 Бюл. №7).
Недостатком данного способа является то, что необходимо использовать эталонные порошковые образцы, и то, что в ходе осуществления способа получается большая погрешность определения интенсивности фона.
Известен способ определения остаточных включающий снятие рентгенограммы с контролируемой детали, определение интегральной интенсивности линии с малыми индексами и линии с большими индексами и сравнение полученных значений со значениями интегральной интенсивности идеальной мозаичной структуры (Металловедение и термическая обработка стали: Справ, изд. в 3-х томах. T.1. Методы испытаний и исследования Под ред. Бернштейна М. Л., Рахштабта А.Г., М.: Металлургия, 1983, 352 с., стр.138-140).
Недостатками данного способа является то, что способ не дает объективной закономерности в текстурированных и сильно деформированных материалах, так как текстура в идеальном мозаичном деформированном образце, как правило, не совпадает с текстурой в отожженных образцах.
Наиболее близким является способ рентгеноструктурного контроля детали, включающий в себя снятие рентгенограммы с контролируемой детали, определение параметра, зависящего от наработки детали (Патент на изобретение №2072514 от 28.01.1994 G01N 23/20 опубл. 27.01.1997).
Недостатком данного способа является то, что способ является относительным и требует выдержки одинаковых условий рентгеносъемки, а также требует использования эталонных образцов.
Техническим результатом, на достижение которого направленно предлагаемое решение, является сокращение времени контроля детали, как в процессе эксплуатации, так и на этапе ресурсных испытаний детали, а так же мобильность процесса, так как не требуется использования эталонных образцов.
Указанный технический результат достигается тем, что, в способе рентгеноструктурного контроля детали происходит снятие рентгенограммы с контролируемой детали, определение параметра, зависящего от наработки детали.
Новым в изобретении является то, что снятие рентгенограммы с контролируемой детали на предполагаемой поверхности разрушения происходит от отражающей плоскости (11.0) без фона при использовании титанового излучения Ti-Kα и от отражающей плоскости (01.3) без фона при использовании титанового излучения Ti-Kβ, при этом в качестве параметра, зависящего от наработки, используют интегрированный структурный параметр Δ, определяемый как произведение параметра ширины В дифракционной без и параметра профиля Р дифракционной линии без Δ=В·Р, при этом деталь является -годной, если интегрированный структурный параметр будет больше 1:Δ>1.
Параметр ширины В дифракционной линии без может быть равен отношению ширины дифракционной от плоскости (11.0) при использовании титанового излучения Ti-Kα к ширине дифракционной линии от отражающей плоскости (01.3) при использовании титанового излучения
.
Параметр профиля Р дифракционной линии без фона может быть определен отношением интегральной интенсивности (площади профиля) дифракционной линии без фона от отражающих плоскостей (11.0)
к интегральной интенсивности (площади профиля) дифракционной линии без фона от отражающих плоскостей (01.3)
или отношением к максимальной интенсивности (высот пика) дифракционной линии без фона от отражающих плоскостей (11.0)
максимальной интенсивности (высот пика) дифракционной линии без фона от отражающих плоскостей (01.3)
.
На фигурах показаны:
фиг.1 - Рентгенограмма дисков компрессора низкого давления (КНД) с наработкой 500 часов в эксплуатации;
фиг.2 - Рентгенограмма дисков компрессора низкого давления (КНД) с наработкой 12000 часов в эксплуатации;
фиг.3 - Рентгенограмма дисков компрессора низкого (КНД) с наработкой 15000 часов в эксплуатации;
фиг.4 - Рентгенограмма дисков компрессора низкого давления (КНД) с наработкой 21000 часов в эксплуатации;
фиг.5 - Рентгенограмма дисков компрессора низкого (КНД) с наработкой 15000 часов в эксплуатации и 2000 циклов в испытаниях;
фиг.6 - Рентгенограмма дисков компрессора низкого (КНД) с наработкой 20000 часов в эксплуатации и 18000 циклов в испытаниях;
фиг.7 - Рентгенограмма дисков компрессора низкого давления (КНД) из сплава ВТ3-1 после протягивания радиуса паза;
фиг.8 - Рентгенограмма дисков компрессора низкого давления (КНД) из сплава ВТ3-1 после протягивания и с последующим упрочнением дробеструйной обработкой радиуса паза;
фиг.9 - Рентгенограмма дисков компрессора низкого давления (КНД) из сплава ВТ3-1 после протягивания с последующей операцией полирования радиуса паза;
фиг.10 - Рентгенограмма дисков компрессора низкого давления (КНД) из сплава ВТ3-1 после протягивания с последующей операцией полирования и упрочнения дробеструйной обработкой радиуса паза.
Способ осуществляется следующим образом.
Контролируемую деталь на предполагаемой поверхности разрушения подвергают рентгеновскому излучению. Излучение происходит от отражающей плоскости (11.0) без фона при использовании титанового излучения Ti-Кα и от отражающей плоскости (01.3) без фона при использовании титанового излучения Ti-Kβ, при этом в качестве параметра, зависящего от наработки, используют интегрированный структурный параметр Δ.
Интегрированный структурный параметр Δ определяют как произведение параметра ширины В дифракционной линии без и параметра профиля Р дифракционной без фона: Δ=B·P.
При этом параметр В дифракционной линии без определяют как отношение дифракционной линии от отражающей плоскости (11.0)
при использовании титанового излучения Ti-Kα к ширине дифракционной линии от отражающей плоскости (01,3)
при использовании титанового излучения Ti-Kβ:
Параметр профиля Р дифракционной линии без фона определяют как отношение интегральной интенсивности (площади профиля) дифракционной линии без фона от отражающих плоскостей (11.0)
к интегральной интенсивности (площади профиля) дифракционной линии без фона от отражающих плоскостей (01.3)
:
или как отношение максимальной интенсивности (высот пика) дифракционной линии без фона от отражающих плоскостей (11.0)
к максимальной интенсивности (высот пика) дифракционной линии без фона от отражающих плоскостей (01.3)
:
Годность детали определяют из условия, что интегрированный структурный параметр Δ на предполагаемой поверхности разрушения будет больше 1:Δ>1, если это условие не выполняется, то деталь считается не годной.
При этом с увеличением наработки деталей в процессе эксплуатации и ресурсных испытаний интегрированного структурного параметра уменьшается (Пример 1).
Для повышения интегрированного структурного параметра и, как следствие, увеличение срока службы детали используют различные обработки поверхности детали (Пример 2).
Интегрированный структурный параметр Δ позволяет определить степень текстурированности материала детали и характер микродеформаций кристаллической решетки материала детали.
Пример 1.
Пример влияния наработки на интегрированный структурный параметр Δ.
На фиг.1-6 показаны рентгенограмма дисков компрессора низкого давления (КНД) из сплава ВТ3-1 с различной наработкой в эксплуатации.
Исследование структурных изменений в материале деталей в зонах максимальных концентраторов напряжений проводится по изменению профиля рентгеновского спектра (Фиг.1-6) и с помощью численных соотношений, определенных взаимосвязью ширины и интегральной интенсивности дифракционной линии от отражающих плоскостей (1.1.0) и (01.3). Результаты представлены в таблице 1, при этом параметр калибровки t измерительного оборудования в данном исследовании был равен t=0.98 для обеспечения требуемой точности определения интегрированного структурного параметра.
Таблица 1 | ||||||
Результаты определения структурных параметров на торцах обода дисков КНД с различной наработкой в эксплуатации. | ||||||
Параметр Наработка, ч (циклов) |
Параметр калибровки t | Параметр ширины B | Параметр профиля PI | Параметр профиля PJ | Интегрированный структурный параметр Δ=BPJ | Интегрированный структурный параметр Δ=BPI |
500(Э) | 0,98 | 1,50 | 1,73 | 2,58 | 3,86 | 2,58 |
12000(Э) | 0,98 | 1,15 | 2,03 | 2,35 | 2,70 | 2,33 |
15000(Э) | 0,98 | 1,38 | r^48 | 4,73 | 6,51 | 4,79 |
15000 (Э) + 2000 циклов (И) | 0,98 | 1,31 | 2,33 | 3,00 | 3,93 | 3,06 |
21000 (Э)+установка лопаток с натягом | 0,98 | 1,12 | 1,62 | 1,86 | 2,09 | 1,82 |
20000(Э) + обработка поверхности 2 + 18000 циклов (И) | 0,98 | 1,05 | 2,13 | 2,27 | 2,37 | 2,23 |
Из таблицы 1 видно, что с увеличением наработки диска в эксплуатации (включая последующие ресурсные испытания на установке УИР) величина интегрированного структурного параметра уменьшается. Увеличение величины указанного интегрированного структурного можно обеспечить технологическими процессами изготовления детали и обработки поверхности (пример 2) или же в процессе автофретирования.
Поэтому создание оптимальной величины интегрированного структурного параметра на поверхности новых (и ремонтных) деталей в процессе обработки поверхности в зонах концентраторов напряжений, является фактором, увеличивающим ресурс дисков КНД.
Пример 2.
Пример влияние технологических операций обработки поверхности на величину интегрированного структурного параметра.
На фиг.7-10 показаны рентгенограммы дисков КНД из сплава ВТ3-1 при различных способах обработки поверхности.
Из таблицы 2 следует, что на поверхности дисков КНД из сплава ВТ3-1 после различных видов обработки величина интегрированного структурного параметра Δ изменяется в диапазоне от 4,56 до 8,03. Виду обработки поверхности 2 соответствует наибольшая величина параметра (Δ), что является фактором, увеличивающим ресурс детали в эксплуатации.
Таблица 2 | ||||||
Результаты определения интегрированных структурных параметров на образцах дисков КНД после различных видов обработки. | ||||||
Параметр Вид обработки |
Параметр калибровки t | Параметр ширины B | Параметр профиля PI | Параметр профиля PJ | Интегрированный структурный параметр Δ=BPJ | Интегрированный структурный параметр Δ=BPI |
1. протягивание | 0,98 | 1,03 | 7,35 | 7,66 | 7,92 | 7,60 |
2. протягивание и | ||||||
упрочнение дробеструйной обработкой | 0,97 | 1,23 | 5,29 | 6,54 | 8,03 | 6,49 |
3. протягивание и полирование | 0,98 | 0,94 | 7,80 | 7,35 | 6,94 | 7,36 |
4. протягивание, полирование и | ||||||
упрочнение дробеструйной обработкой | 0,98 | 1,04 | 4,25 | 4,37 | 4,56 | 4,43 |
Таким образом, для увеличения ресурса работы детали необходимо применять обработку поверхности совместно с упрочнением.
Claims (3)
1. Способ рентгеноструктурного контроля детали, включающий снятие рентгенограммы с контролируемой детали, определение параметра, зависящего от наработки детали, отличающийся тем, что снятие рентгенограммы с контролируемой детали на предполагаемой поверхности разрушения происходит от отражающей плоскости (11.0) без фона при использовании титанового излучения Ti-Kα и от отражающей плоскости (01.3) без фона при использовании титанового излучения Ti-Kβ, при этом в качестве параметра, зависящего от наработки, используют интегрированный структурный параметр Δ, определяемый как произведение параметра ширины В дифракционной линии без фона и параметра профиля Р дифракционной линии без фона: Δ=В·Р, при этом деталь является годной, если интегрированный структурный параметр будет больше 1:Δ>1.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что параметр В дифракционной линии без фона может быть равен отношению дифракционной линии от отражающей плоскости (11.0)
при использовании титанового излучения Ti-Kα к ширине дифракционной линии от отражающей плоскости (01.3)
при использовании титанового излучения
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что параметр профиля Р дифракционной линии без фона может быть определен отношением интегральной интенсивности (площади профиля) дифракционной линии без фона от отражающих плоскостей (11.0)
к интегральной интенсивности (площади профиля) дифракционной линии без фона от отражающих плоскостей (01.3)
или отношением максимальной интенсивности (высоты пика) дифракционной линии без фона от отражающих плоскостей (11.0)
к максимальной интенсивности (высоте пика) дифракционной линии без фона от отражающих плоскостей (01.3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011154446/28A RU2488099C1 (ru) | 2011-12-29 | 2011-12-29 | Способ рентгеноструктурного контроля детали |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011154446/28A RU2488099C1 (ru) | 2011-12-29 | 2011-12-29 | Способ рентгеноструктурного контроля детали |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2488099C1 true RU2488099C1 (ru) | 2013-07-20 |
Family
ID=48791254
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011154446/28A RU2488099C1 (ru) | 2011-12-29 | 2011-12-29 | Способ рентгеноструктурного контроля детали |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2488099C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2618602C1 (ru) * | 2016-01-26 | 2017-05-04 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | Способ рентгеноструктурного контроля деталей газотурбинного двигателя |
RU2623838C2 (ru) * | 2015-09-17 | 2017-06-29 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | Способ рентгеноструктурного контроля деталей газотурбинного двигателя |
RU2657365C1 (ru) * | 2017-09-13 | 2018-06-13 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Способ определения содержания водорода в порошке нестехиометрического гидрида титана |
RU2741744C2 (ru) * | 2016-11-28 | 2021-01-28 | Сафран | Способ неразрушающего контроля детали турбомашины |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4287416A (en) * | 1980-03-28 | 1981-09-01 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Method of determining fatigue and stress corrosion damage |
SU920481A1 (ru) * | 1980-09-18 | 1982-04-15 | Институт Механики Ан Усср | Способ определени качества материалов |
US4561062A (en) * | 1983-02-18 | 1985-12-24 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of Energy, Mines And Resources | Stress measurement by X-ray diffractometry |
SU1396024A1 (ru) * | 1986-06-02 | 1988-05-15 | Институт Механики Ан Усср | Способ рентгенографического контрол ресурса пластичности мартенситностареющих сталей |
RU1793344C (ru) * | 1990-09-13 | 1993-02-07 | Бишкекский политехнический институт | Способ определени эффективного структурного параметра материала |
RU2072514C1 (ru) * | 1994-01-28 | 1997-01-27 | Акционерное общество "Рыбинские моторы" | Способ определения остаточного ресурса долговечности деталей из сплавов |
-
2011
- 2011-12-29 RU RU2011154446/28A patent/RU2488099C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4287416A (en) * | 1980-03-28 | 1981-09-01 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Method of determining fatigue and stress corrosion damage |
SU920481A1 (ru) * | 1980-09-18 | 1982-04-15 | Институт Механики Ан Усср | Способ определени качества материалов |
US4561062A (en) * | 1983-02-18 | 1985-12-24 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of Energy, Mines And Resources | Stress measurement by X-ray diffractometry |
SU1396024A1 (ru) * | 1986-06-02 | 1988-05-15 | Институт Механики Ан Усср | Способ рентгенографического контрол ресурса пластичности мартенситностареющих сталей |
RU1793344C (ru) * | 1990-09-13 | 1993-02-07 | Бишкекский политехнический институт | Способ определени эффективного структурного параметра материала |
RU2072514C1 (ru) * | 1994-01-28 | 1997-01-27 | Акционерное общество "Рыбинские моторы" | Способ определения остаточного ресурса долговечности деталей из сплавов |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2623838C2 (ru) * | 2015-09-17 | 2017-06-29 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | Способ рентгеноструктурного контроля деталей газотурбинного двигателя |
RU2618602C1 (ru) * | 2016-01-26 | 2017-05-04 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | Способ рентгеноструктурного контроля деталей газотурбинного двигателя |
RU2741744C2 (ru) * | 2016-11-28 | 2021-01-28 | Сафран | Способ неразрушающего контроля детали турбомашины |
RU2657365C1 (ru) * | 2017-09-13 | 2018-06-13 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Способ определения содержания водорода в порошке нестехиометрического гидрида титана |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2488099C1 (ru) | Способ рентгеноструктурного контроля детали | |
Hinds et al. | Impact of surface condition on sulphide stress corrosion cracking of 316L stainless steel | |
Dennett et al. | Detecting self-ion irradiation-induced void swelling in pure copper using transient grating spectroscopy | |
JP5851197B2 (ja) | 金属材料の応力腐食割れ発生寿命評価方法及び腐食水環境下で使用される構造物の検査計画策定システム | |
CN110865092A (zh) | 利用x射线荧光光谱表征高温合金成分分布的原位分析方法 | |
US20130089182A1 (en) | Evaluation System and Evaluation Method of Plastic Strain | |
WO2018184262A1 (zh) | 用于激光诱导击穿光谱采集的阶梯光谱仪动态校正方法 | |
TW201435337A (zh) | 表面加工狀態的評估系統及評估方法 | |
CN103900999B (zh) | 激光诱导光谱测量钢件渗碳层的分析方法 | |
CN104777046A (zh) | 基于小时间尺度的疲劳裂纹扩展机理测试方法 | |
CN108490006B (zh) | 一种利用中子衍射技术测试厚板残余应力的方法 | |
JP7314726B2 (ja) | 結晶組織評価方法および結晶組織評価装置 | |
Zhang et al. | Study on the evaluation of the aging grade for industrial heat-resistant steel by laser-induced breakdown spectroscopy | |
Bader et al. | Effect of stress ratio and v notch shape on fatigue life in steel beam | |
JP6503222B2 (ja) | 分光エリプソメトリーを用いたステンレス鋼の非破壊耐食性評価方法 | |
CN113053471A (zh) | 一种用于风机主轴无损在线检测布氏硬度的方法 | |
RU2618602C1 (ru) | Способ рентгеноструктурного контроля деталей газотурбинного двигателя | |
RU2623838C2 (ru) | Способ рентгеноструктурного контроля деталей газотурбинного двигателя | |
RU2552601C2 (ru) | Способ оценки технического состояния деталей | |
Hussain et al. | Effect of surface finish on high temperature fatigue of a nickel based super alloy | |
CN117766075A (zh) | 一种适用于含复杂形状缺陷材料的疲劳寿命预测方法 | |
JP4513425B2 (ja) | 亜鉛系めっき鋼板のプレス成形性評価方法 | |
CN117191580B (zh) | 一种微观残余应力的检测方法 | |
RU2505799C2 (ru) | Способ оценки технического состояния деталей | |
RU2390763C1 (ru) | Способ определения локальной концентрации остаточных микронапряжений в металлах и сплавах |