SU1084603A1

SU1084603A1 - Method of residual stress determination

Info

Publication number: SU1084603A1
Application number: SU823514656A
Authority: SU
Inventors: Моисей Сухерович Кац; Наум Яковлевич Парканский; Елена Ивановна Пурич
Original assignee: Институт Прикладной Физики Ан Мсср
Priority date: 1982-10-18
Filing date: 1982-10-18
Publication date: 1984-04-07

Abstract

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УРОВНЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ, заключающийс в том, что стимулируют в покрытии сигналы акустической эмиссии, подсчитьшают их количество, которое используют при вычислении величины остаточных напр жений, отличающийс тем, что, с целью упрощени способа, стимулируют сигналы акустической эмиссии в двух образцах с известными величинами остаточных напр жений и б и в контролируемом изделии, регистрируют число N, N2 и N импульсов акустической эмиссии в образцах и изделии и определ ют величину остаточного напр жени 6 в контролируемом изделии по формуле NA METHOD FOR DETERMINING THE LEVEL OF RESIDUAL VOLTAGES, which consists in stimulating acoustic emission signals in a coating, calculating their number, which is used in calculating the magnitude of residual stresses, in order to simplify the method, they stimulate acoustic emission signals in two samples with known the values of residual voltages and b in the controlled product, register the number of N, N2 and N pulses of acoustic emission in the samples and the product and determine the magnitude of the residual voltage 6 in controlled product according to the formula N

Description

00 400 4

Од Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано в любой отрасли машиностроени Известен способ определени уровн остаточных напр жений в покрыти х сформированных на токопровод щих поверхност х электроискровыми разр дам Согласно способу на эталонные образц нанос т покрыти , затем их стравливают , определ ют деформационную кривую и с помощью вычислений определ ют уровень остаточных напр жений L1З Однйко указанньй способ невозможно использовать дл определени остаточных напр жений непосредственно на готовых издели х,так как он относитс к разрушающим методам контрол , а потому требует проведен|5 измерений только на эталонных образцах . При контроле уровн остаточных напр жений в процессе формировани покрытий необходимо испытание покрытий на эталонных образцах, полученных с использованием такого же энергетического режима процессу с удель1НЫМ .временем, соответствующим контро ируемо. Это значительно усложн ет процесс удлин ет его во времени. Проведенный хронометраж дл группы из четырех образцов из СтЗ показал, что полное врем определени в покрыти х зфовн остаточных напр жений составл ет 230 мин. Сложность способа обусловлена необходимостью использовани трав щих растворов, требующих специальных средств защиты и мер безопасности. Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ определени уровн остаточных напр жений, заключающийс в том, что стимулируют в покрытии си налы акустической эмиссии, подсчитывают их количество, которое используют при вычислении величины остаточ ных напр жений С2 . Недостатком способа вл етс слож ность, обусловленна множеством параметров , измер емых помимо количест ва импульсов акустической эмиссии. Цель изобретени - упрощение способа. Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу определени уровн остаточных напр жений, заключающемус в том, что стимулируют в покрытии сигналы акустической эмис сии, подсчитывают их количество, кот 032 рое используют при вычислении величины остаточных напр жений, стимулируют сигналы акустической эмиссии в двух образцах с известными величинами остаточных напр жений 6 и 2 и в контролируемом изделии, регистрируют число N , N и N импуль сов акустической эмиссии в образцах и изделии и определ ют величин г остаточного напр жени d в контролируемом изделии по формуле ( 62-.)6 .d.. Способ заключаетс в следующем. Источником импульсов акустической эмиссии вл ютс трещины, возникшие вокруг царапины, полученной при движении нагруженного и щeнтopa по поверхности с посто нной скоростью в течение определенного промежутка времени. Акустические импульсы регистрируют с помощью пьезопреобразовател , усиливают и подают на счетчик импульсов, по показани м которого определ ют суммарное число импульсов (усредненное ) . Экспериментально была установлена линейна зависимость между логарифмом суммарного числа импульсов акустической эмиссии и уровнем остаточных напр жений d в покрыти х , сформированных из различных материалов . Это позволило ее аппроксимировать линейной функцией enN-enN (i-d Из полученной зависимости следует .- Способ позвол ет определ ть величины остаточных напр жений в покрыти х дл любого контролируемого времени без их разру11 ени , при этом л его осуществлени необходимы исытани только на двух этаонных образцах с известными веичинами остаточных напр жеий . Пример. На издели из СтЗ нанос т покрыти из железа, никел , рома и вольфрама с помощью установи ЭФИ-46 на третьем режиме.Od The invention relates to a measuring technique and can be used in any branch of mechanical engineering. There is a known method for determining the level of residual stresses in coatings formed on conductive surfaces by electric spark discharge. According to the method, reference samples are coated, then they are etched, a deformation curve is determined. and by means of calculations, the level of residual stresses is determined. L1.3 One method cannot be used to determine residual stresses directly on finished products, as it relates to destructive control methods, and therefore requires 5 measurements to be made only on reference samples. When controlling the level of residual stresses in the process of coating formation, it is necessary to test coatings on reference samples obtained using the same energy regime of the process with a specific time that is countercontrolled. This greatly complicates the process of extending it over time. The timing for a group of four samples from StZ showed that the total time for determination of residual stresses in the coatings was 230 minutes. The complexity of the method is due to the need to use etching solutions that require special means of protection and safety measures. Closest to the present invention is a method for determining the level of residual stresses, which consists in stimulating acoustic emission signals in the coating, counting their number, which is used in calculating the value of residual stresses C2. The disadvantage of the method is the complexity caused by a multitude of parameters measured in addition to the number of acoustic emission pulses. The purpose of the invention is to simplify the method. The goal is achieved by the fact that, according to the method of determining the level of residual stresses, which consists in stimulating the acoustic emission signals in the coating, counting them, the cat used to calculate the residual stresses in two samples with the known values of residual stresses 6 and 2 and in the controlled product, the number of N, N and N pulses of acoustic emission in the samples and the product are recorded and the values of r are calculated for the residual voltage d ontroliruemom formula item (62 -.) 6 .d .. The method is as follows. The source of acoustic emission pulses are cracks created around a scratch produced by the movement of a loaded and a schopper on a surface at a constant speed for a certain period of time. Acoustic pulses are recorded with a piezoelectric transducer, amplified, and fed to a pulse counter, based on which the total number of pulses (average) is determined. A linear relationship was established experimentally between the logarithm of the total number of acoustic emission pulses and the level of residual stresses d in coatings formed from different materials. This allowed it to be approximated by a linear function enN-enN (id From the obtained dependence follows. The method allows determining the values of residual stresses in the coatings for any controlled time without their destruction, and only two ethonic samples are required for its implementation. with known residual stress factors: Example: Stz products are coated with iron, nickel, rum, and tungsten with the help of EPI-46 in the third mode.

, -Дл каждого вида покрыти берут по два образца с известными уровн ми остаточных напр жений d и бл. Поверхности образцов и изделий подвергают воздействию индентора из алмаза, внедренного на глубину 1 мкм Образцы и издели перемещают относительно индентора со скорос.тью 0,16 см/с в течение 15 с. Импульсы акустической эмиссии регистрируют с помощью специального пьезопр образовател , в качестве которого используют пьезопластину из ЦТС-19. Усиленные сигналы подают на счетчик импульсов, которым регистрируют суммарное число импульсов дл каждого образца и издели . Затем по формуле, - For each type of coating, two samples are taken with known levels of residual stresses d and bl. The surfaces of samples and products are exposed to an indenter from diamond embedded at a depth of 1 µm. Samples and products are moved relative to the indenter at a speed of 0.16 cm / s for 15 s. Acoustic emission pulses are recorded with the help of a special piezo-former, which uses a piezoplate from PZT-19. The amplified signals are fed to a pulse counter, with which the total number of pulses is recorded for each sample and product. Then by the formula

(.(.

-N .-N.

InIn

N1N1

определ ют величину остаточных напр жений в издели х.determine the magnitude of the residual stresses in the products.

Данные приведены в таблице.The data are given in the table.

В контрольных образцах уровень остаточных напр жений определ ют известным способом.In control samples, the level of residual stresses is determined in a known manner.

Проведенный хронометраж показал, что определение уровн остаточных напр жений на каждом изделии зан ло 3-5 мин.The timing performed showed that determining the level of residual stresses on each product took 3-5 minutes.

Использование способа определени величины остаточных напр жений в покрыти х , а следовательно, и в поверхностных сло х изделий позволит упростить процесс, ускорить его в 12 раз и удешевить в 11.Using the method of determining the magnitude of the residual stresses in the coatings, and consequently, in the surface layers of the products, will simplify the process, speed it up 12 times and reduce the cost of it in 11.

5five

Гфедлагаемый способ позволит определ ть величину остаточных напр жений в покрыти х непосредственно на готовых издели х в любой момент их фор0 мировани в пределах оптимального времени обработки, т.е. контролировать качество покрыти и прогнозировать его эксплуатационные харал теристики .The proposed method will allow determining the value of residual stresses in the coatings directly on the finished products at any moment of their formation within the optimum processing time, i.e. control the quality of the coating and predict its operational characteristics.

Claims

_t METHOD FOR DETERMINING THE RESIDUAL VOLTAGE LEVEL, which consists in stimulating acoustic emission signals in the coating, counting their number, which is used in calculating the residual stresses, characterized in that, in order to simplify the method, stimulating acoustic emission signals in two samples with known and the values of residual stress in a controlled item, the number of recorded LC, H ₂ and N pulses of acoustic emission in the samples and determine the amount of product and residual stress in the con ό roliruemom product of formula