RU2674562C1 - Способ неразрушающего контроля химического состава и структуры металлов и сплавов - Google Patents
Способ неразрушающего контроля химического состава и структуры металлов и сплавов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2674562C1 RU2674562C1 RU2017129442A RU2017129442A RU2674562C1 RU 2674562 C1 RU2674562 C1 RU 2674562C1 RU 2017129442 A RU2017129442 A RU 2017129442A RU 2017129442 A RU2017129442 A RU 2017129442A RU 2674562 C1 RU2674562 C1 RU 2674562C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- time
- emf
- thermo
- dependence
- chemical composition
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 title claims description 4
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 title description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 9
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
- G01N25/20—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity
- G01N25/22—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on combustion or catalytic oxidation, e.g. of components of gas mixtures
- G01N25/28—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on combustion or catalytic oxidation, e.g. of components of gas mixtures the rise in temperature of the gases resulting from combustion being measured directly
- G01N25/30—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on combustion or catalytic oxidation, e.g. of components of gas mixtures the rise in temperature of the gases resulting from combustion being measured directly using electric temperature-responsive elements
- G01N25/32—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on combustion or catalytic oxidation, e.g. of components of gas mixtures the rise in temperature of the gases resulting from combustion being measured directly using electric temperature-responsive elements using thermoelectric elements
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для контроля физико-химических свойств металлических изделий. Сущность изобретения заключается в измерении термо-ЭДС в цепи, состоящей из испытуемого металла, двух контактирующих с ним электродов, один из которых нагревается, и проводов, соединяющих эти электроды с регистратором разности потенциалов. На нагреваемый электрод подается фиксированное количество тепловой энергии за фиксированный промежуток времени, одновременно с началом нагрева электрода производится измерение зависимости термо-ЭДС от времени, а определение химического состава и структуры материала производится путем сравнения полученной зависимости термо-ЭДС от времени и величины интеграла от этой зависимости с зависимостями термо-ЭДС от времени и величинами интегралов от этих зависимостей, полученными на эталонных образцах. Технический результат - повышение точности определения химического состава и структуры материала с использованием метода термо-ЭДС. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для контроля физико-химических свойств металлических изделий.
Известен способ неразрушающего контроля качества поверхностного слоя металла, заключающийся в измерении термо-ЭДС, возникающий при контакте горячих электродов с деталью, и сопоставления с термо-ЭДС эталона (а.с. 670868). При этом используются две группы одинаково нагретых электродов из одного материала, а о качестве поверхностного слоя судят по величине суммарной термо-ЭДС электродов.
Недостатком данного способа является возможность ошибки определения марки стали при измерении термо-ЭДС при фиксированной температуре. Так, например, известно, что термо-ЭДС, измеренная на приборе металлиста ПМ-641 для стали 65Г и У8 имеет одинаковые значения, а для стали 10 и 95X18 отличие около 1%.
Известен способ определения содержания кремния, марганца и углерода в стали путем измерения термо-ЭДС в пределах температур 25-900 и определения скоростей изменения термо-ЭДС при температурах 50±10°С и 500±10°С, используя эти скорости для нахождения легирующих элементов (а.с. 890195).
Недостатком этого способа является большие погрешности нахождения скоростей изменения термо-ЭДС, т.к. зависимости термо-ЭДС от температуры являются нелинейными функциями. Поэтому полученный результат существенно зависит от точности нахождения этой зависимости в диапазоне температур ±10°С, а расширение этого диапазона не возможно ввиду нелинейности зависимости.
Наиболее близким техническим решением является метод термо-ЭДС, предложенный Г.В. Акимовым. Этот метод основан на измерении термоэлектродвижущей силы в цепи, состоящей из испытуемого металла, двух контактирующих с ним электродов и проводов, соединяющих эти электроды с регистратором разности потенциалов (Современные методы контроля материалов без разрушения. Под ред. С.Т. Назарова. М.:
Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1961, с. 224.).
Наиболее близкое техническое решение к заявляемому изобретению обладает тем же недостатком, что и описанный выше аналог (а.с. 670868). Высокая вероятность ошибки определения марки стали по величине термо-ЭДС при фиксированной температуре.
Целью изобретения является повышение точности определения химического состава и структуры материала, с использованием метода термо-ЭДС.
Сущность изобретения заключается в измерении термо-ЭДС в цепи, состоящей из испытуемого металла, двух контактирующих с ним электродов, один из которых нагревается и проводов, соединяющих эти электроды с регистратором разности потенциалов. На нагреваемый электрод подается фиксированное количество тепловой энергии за фиксированный промежуток времени, одновременно с началом нагрева электрода производится измерение зависимости термо-ЭДС от времени, а определение химического состава и структуры материала производится путем сравнения полученной зависимости термо-ЭДС от времени и величины интеграла от этой зависимости, с зависимостями термо-ЭДС от времени и величинами интегралов от этих зависимостей полученными на эталонных образцах.
Пример
На фиг. 1 представлена схема реализации способа. На исследуемый образец 1 устанавливаются электроды 2 и 3, выполненные из одного материала. На электроде 3 установлен нагревательный элемент 4, на который в процессе измерения подается электрический импульс тока с фиксированной амплитудой и длительностью. Измерение регистратором 5 зависимости термо-ЭДС от времени, начинается с началом нагрева электрода 3, а завершается с окончанием процесса нагрева. Данные с регистратора 5 передается на ЭВМ 6, где производится их обработка.
На фиг 2. Схематически показана зависимость термо-ЭДС от времени, τ0 - начало импульса тока, τ1 - окончание нагрева, S - площадь под измеренной зависимостью термо-ЭДС.
Далее полученный сигнал обрабатывается на ЭВМ и находятся зависимость термо-ЭДС от времени и интеграл от этой зависимости (площадь S под кривой на фиг. 2). Для определения химического состава и структуры образца 1, производится сравнение полученной зависимости и интеграла от этой зависимости, с зависимостями и интегралами, ранее полученными на эталонных образцах с известным химическим составом и структурой металлов. После сравнения выбирается наиболее близкий по химическому составу и структуре металл или сплав.
Повышение точности измерения достигается, использованием значительно большим количеством информации, получаемым в опыте. Так как, при непрерывной регистрации зависимости термо-ЭДС от времени мы получаем ряд значений термо-ЭДС при различных временах и, следовательно, температурах. В этом случае вероятность совпадения результатов измерения для различных металлов и сплавов резко уменьшается. Сравнение зависимостей проводится по параметрам приближенного уравнения регрессии, описывающим зависимость термо-ЭДС от времени. Например, E(t)=a+bt+ct2, в этом уравнении a, b и с являются параметрами, которые в дальнейшем используются для сравнения с параметрами зависимостей, полученными на эталонных образцах. Использование интеграла от зависимости, позволяет проводить экспресс анализ, сравнивая только величины S.
Для повышения точности измерения необходимо выполнение следующих условий - тепловой импульс должен иметь постоянную величину и длительность, температура образца и электродов должна быть равна температуре, при которой были получены эталонные измерения, в случае небольшого отклонения начальной температуры от эталонных измерений необходимо вводить поправочные коэффициенты, которые могут быть получены при проведении измерения на разных эталонах.
Claims (1)
- Способ неразрушающего контроля химического состава и структуры металлов и сплавов, включающий измерение термо-ЭДС в цепи, состоящей из испытуемого металла, двух контактирующих с ним электродов, один из которых нагревается, и проводов, соединяющих эти электроды с регистратором разности потенциалов, отличающийся тем, что, на нагреваемый электрод подается фиксированное количество тепловой энергии за фиксированный промежуток времени, одновременно с началом нагрева электрода производится измерение зависимости термо-ЭДС от времени, а для определения химического состава и структуры материала производится сравнение полученной зависимости термо-ЭДС от времени и величины интеграла от этой зависимости с зависимостями термо-ЭДС от времени и величинами интегралов от этих зависимостей, полученными на эталонных образцах.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017129442A RU2674562C1 (ru) | 2017-08-17 | 2017-08-17 | Способ неразрушающего контроля химического состава и структуры металлов и сплавов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017129442A RU2674562C1 (ru) | 2017-08-17 | 2017-08-17 | Способ неразрушающего контроля химического состава и структуры металлов и сплавов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2674562C1 true RU2674562C1 (ru) | 2018-12-11 |
Family
ID=64753322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017129442A RU2674562C1 (ru) | 2017-08-17 | 2017-08-17 | Способ неразрушающего контроля химического состава и структуры металлов и сплавов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2674562C1 (ru) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU670868A1 (ru) * | 1977-06-17 | 1979-06-30 | В. Н. Белов | Способ неразрушающего контрол качества поверхностного сло металла |
| SU890195A1 (ru) * | 1979-04-19 | 1981-12-15 | Магнитогорский горно-металлургический институт им.Г.И.Носова | Способ определени содержани кремни ,марганца и углерода в стали |
| US4542345A (en) * | 1983-05-09 | 1985-09-17 | Technicorp | Multi-element thermoelectric non-destructive testing device and method |
| SU1529092A1 (ru) * | 1987-06-25 | 1989-12-15 | Минский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Конструкторско-Технологического Института Подшипниковой Промышленности | Способ термоэлектрического контрол поверхностных слоев материалов |
| RU2307345C1 (ru) * | 2006-04-10 | 2007-09-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) | Термоэлектрическое устройство для контроля неоднородности поверхностного слоя металлов и сплавов |
| RU2331064C1 (ru) * | 2007-03-26 | 2008-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет | Способ контроля наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий |
| RU2498281C1 (ru) * | 2012-04-23 | 2013-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Термоэлектрический способ неразрушающего контроля качества поверхностного слоя металла |
-
2017
- 2017-08-17 RU RU2017129442A patent/RU2674562C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU670868A1 (ru) * | 1977-06-17 | 1979-06-30 | В. Н. Белов | Способ неразрушающего контрол качества поверхностного сло металла |
| SU890195A1 (ru) * | 1979-04-19 | 1981-12-15 | Магнитогорский горно-металлургический институт им.Г.И.Носова | Способ определени содержани кремни ,марганца и углерода в стали |
| US4542345A (en) * | 1983-05-09 | 1985-09-17 | Technicorp | Multi-element thermoelectric non-destructive testing device and method |
| SU1529092A1 (ru) * | 1987-06-25 | 1989-12-15 | Минский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Конструкторско-Технологического Института Подшипниковой Промышленности | Способ термоэлектрического контрол поверхностных слоев материалов |
| RU2307345C1 (ru) * | 2006-04-10 | 2007-09-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) | Термоэлектрическое устройство для контроля неоднородности поверхностного слоя металлов и сплавов |
| RU2331064C1 (ru) * | 2007-03-26 | 2008-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет | Способ контроля наличия контакта нагреваемого электрода с контролируемым изделием при разбраковке металлических изделий |
| RU2498281C1 (ru) * | 2012-04-23 | 2013-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Термоэлектрический способ неразрушающего контроля качества поверхностного слоя металла |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2353946C (en) | Electrochemical noise technique for corrosion | |
| CN102597754B (zh) | 氢气氯气水平探测器 | |
| DE602004013438D1 (de) | Biosensorsystem | |
| JP2009503452A5 (ru) | ||
| RU2674562C1 (ru) | Способ неразрушающего контроля химического состава и структуры металлов и сплавов | |
| Helfrick Jr et al. | Diagnostic criteria for the characterization of electrode reactions with chemical reactions following electron transfer by cyclic square wave voltammetry | |
| RU2498281C1 (ru) | Термоэлектрический способ неразрушающего контроля качества поверхностного слоя металла | |
| RU2659195C1 (ru) | Способ определения коэффициента диффузии растворителей в массивных изделиях из капиллярно-пористых материалов | |
| Aqmar et al. | Embedded 32-bit differential pulse voltammetry (DPV) technique for 3-electrode cell sensing | |
| RU2634309C1 (ru) | Способ измерения концентрации гелия в тепловыделяющем элементе | |
| JP2001514376A (ja) | 核酸の推定 | |
| RU2494383C1 (ru) | Способ импульсного теплового экспресс-контроля технологических жидкостей | |
| JPH0518376B2 (ru) | ||
| RU2495410C1 (ru) | Устройство для разбраковки металлических изделий | |
| RU2797154C1 (ru) | Устройство для создания неоднородного температурного поля и измерения токов поляризации и температуры в нем | |
| Ligaj et al. | Electrochemical detection of heat-induced nucleobases damage and DNA samples aging | |
| JP3748424B2 (ja) | スケーリング則式水分量測定法及び装置 | |
| RU2533331C2 (ru) | Способ определения содержания анионов в растворах и влагосодержащих продуктах | |
| SU857837A1 (ru) | Способ тепловой дефектоскопии | |
| RU2523760C1 (ru) | Способ измерения тепловых эффектов дифференциальным модуляционным сканирующим калориметром и калориметр для его осуществления | |
| RU2619798C1 (ru) | Способ неразрушающего контроля шероховатости поверхностного слоя металла | |
| SU1318900A1 (ru) | Способ определени химического состава и структуры веществ | |
| Schultealbert et al. | Facile quantification and identification for reducing gases over a wide concentration range | |
| TW201202692A (en) | Measurement device and measurement method utilizing the same | |
| RU2255331C1 (ru) | Устройство для разбраковки металлических изделий |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190818 |