SU1595928A1 - Method of inspecting heat treatment of steel articles - Google Patents

Method of inspecting heat treatment of steel articles Download PDF

Info

Publication number
SU1595928A1
SU1595928A1 SU884605186A SU4605186A SU1595928A1 SU 1595928 A1 SU1595928 A1 SU 1595928A1 SU 884605186 A SU884605186 A SU 884605186A SU 4605186 A SU4605186 A SU 4605186A SU 1595928 A1 SU1595928 A1 SU 1595928A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
heat treatment
boiling
acoustic
quenching
steel
Prior art date
Application number
SU884605186A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Михайлович Кичигин
Николай Иванович Кобаско
Светлана Григорьевна Повстень
Алексей Анатольевич Тылтин
Николай Петрович Тимченко
Original Assignee
Институт технической теплофизики АН УССР
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 Институт технической теплофизики АН УССР filed Critical Институт технической теплофизики АН УССР
Priority to SU884605186A priority Critical patent/SU1595928A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1595928A1 publication Critical patent/SU1595928A1/en

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к контролю термической обработки стали и может быть использовано в машиностроении при изготовлении валов. Цель изобретени  - повышение точности. Сущность изобретени  заключаетс  в том, что в известном акустическом способе контрол  закалки изделий, включающем регистрацию и анализ акустических сигналов, возникающих в процессе охлаждени  в закалочной жидкости выдел ют сигнал, соответствующий частотам пузырькового кипени .The invention relates to the control of heat treatment of steel and can be used in mechanical engineering in the manufacture of shafts. The purpose of the invention is to increase accuracy. SUMMARY OF THE INVENTION The essence of the invention is that in a known acoustic method for monitoring the tempering of products, including recording and analyzing acoustic signals arising during cooling in quenching liquid, a signal corresponding to bubble boiling frequencies is selected.

Description

Изобретение относитс  к контролю термической обработки стали и может быть использовано в машиностроении при изготовлении валов.The invention relates to the control of heat treatment of steel and can be used in mechanical engineering in the manufacture of shafts.

.Цель изобретени  - повьппение точности .The purpose of the invention is accuracy.

Сущность изобретени  заключаетс  в том, что согласно акустическому способу контрол  качества закалки изделий путем регистрации и анализа спектра акустических сигналов, эмиссирован- ных при фазовых превращени х в системе термообрабатьгааемое изделие - закалочна  среда в процессе закалочного охлаждени , из акустического спектра выдел ют сигнал, С9ответству ощий частотам пузырькового кипени , по наличию которого суд т о продолжи-- тельности процесса охлаждени , необходимой дл  получени  высокого ка- чества закалки изделий.The essence of the invention is that, according to the acoustic method of controlling the quality of quenching of products by recording and analyzing the spectrum of acoustic signals emitted during phase transformations in a thermally convertible product — a quenching medium in the quenching cooling process, a signal is extracted from the acoustic spectrum bubble boiling frequencies, by the presence of which the duration of the cooling process necessary for obtaining high quality hardening is judged.

I Использование предлагаемого акустического способа контрол  качества закалки позвол ет определить период пузырькового кипени  путем его пр мого Измерени , что обеспечивает существенное повьшение качества контрол .I Using the proposed acoustic quality control method for quenching allows one to determine the period of bubble boiling by direct measurement, which provides a significant decrease in the quality of control.

Пример 1. В качестве закаливаемого издели  использовали стальной цилиндрический эталонный образец из стал и 12Х18К,9Т размером ( 30x150 мм. На поверхности образца устанавливали хромель-алюмелевую термопару . Образец нагревали в печи до Tj . затем его погружали в бак с водным раствором CaCl.i (с 16%).В этом же баке был установExample 1. A steel cylindrical reference sample of steel and 12X18K, 9T size (30x150 mm) was used as a quenched product. A chromel-alumel thermocouple was installed on the sample surface. The sample was heated in an oven to Tj. Then it was immersed in a tank with an aqueous solution of CaCl.i (from 16%). In the same tank was installed

лен акустический датчик волноводно- го типа с чувствительным элементом с- из пьезокерамики ЦТС-21. Дл  увеличени  чувствительности датчика и согла- совани  его с вторичной электронной аппаратурой использовали согласующее устройство, представл ющее собой дифференциальный усилитель, вьтолненный По микросхеме К284УД1А.10A waveguide-type acoustic sensor with a C-21 piezoceramics sensitive element. In order to increase the sensitivity of the sensor and match it with the secondary electronic equipment, a matching device was used, which is a differential amplifier, built-in. According to the K284UD1A.10 chip.

В момент погружени  начиналось ки- п|ение закалочной среды на поверхно -с с|ти образца, сопровождающеес  акусти- х еским сигналом, фиксируемьм акусти- фским датчиком. Полоса пропускани  . ijaлчикa обеспечивала прохождение аку- о тического сигнала с частотами, со- О тветствующими звуковой эмиссии при п|узырьковом кипении. Выбор полосы про- пускани  достигалс  фильтром низких JQ Частот, встроенным в усилитель и настроенным на .частоту среза 10 кГц. Сигнал регистрировалс  при помощи самописца типа Н071.2 и визуально кон- Тролировалс  при помощи квадратич- -- 25 Него милливольтметра ВЗ-42. хУAt the time of immersion, the hardening medium began to boil on the surface of the specimen, accompanied by an acoustic signal, fixed by an acoustic sensor. Bandwidth The jalchik provided for the passage of an acoustic signal with frequencies corresponding to sound emission at n | whisker boiling. The choice of the transmission band was achieved by a low-jq frequency filter embedded in the amplifier and tuned to a cut-off frequency of 10 kHz. The signal was recorded using a H071.2 type recorder and visually monitored using a 25-millimeter voltmeter VZ-42 quadrant. xy

В процессе охлаждени  интенсив-.. Ность сигнала пузырькового кипени  достигала максимума, после чего умень-| ш;алась вплоть до полного исчезнове- Q ни  . В этот момент образец извлекали из закалочного бака дл  дальнейшей обработки. Одновременно на тот же самописец Н071.2 подавалс  сигнал от термопары, расположенной на поверхности образца. По характерному излому на полученной кри:вой охлажде- йи  ТС) определ ли момент окончани  гузырькового кипени .In the process of cooling, the intensity of the .. Bubble boiling signal reached a maximum, after which it decreased. w; ala until the complete disappearance, Qi. At this point, the sample was removed from the quenching tank for further processing. At the same time, the same recorder H071.2 sent a signal from a thermocouple located on the surface of the sample. By the characteristic fracture on the obtained curve: cooling of the vehicle, the end of the pressure boil was determined.

Сопоставительный анализ сигналов Термопары Т(С) и акустического датчика иС Г) показал, что акустический датчик фиксировал момент окончани  Пузырькового кипени , точность определени  этого момента определ - лась инструментальной погрешностью примененных электронных приборов и была равна 5%.A comparative analysis of the signals of the Thermocouple T (C) and the acoustic sensor IC G) showed that the acoustic sensor recorded the moment of the end of Bubble Boiling, the accuracy of determining this moment was determined by the instrumental error of the applied electronic devices and was equal to 5%.

Приме р 2. Закалке подвергали, Iвалы из стали 40Х размером 0 60к750 мм, нагретые до TO 820°С В закалочном 1 баке размером 5000х4500хЗОООмм, заполненном на 3/,4 водным -раствором HJaCli (С 15%) рН9, размещали акустй-, чёс кий датчик волновоДного типа с --- чувствительным элементом из пьезоке- рамики ЦГС-21, Датчик был конструктивно сов14ещен с дифференциальным усилителем с полосой пропускани , соответ-40Example 2. Hardening was subjected to, Shafts of steel 40X size 0 60k750 mm heated to TO 820 ° С In a quenching 1 tank of 5000x4500xZOOOOmm size filled with 3 /, 4 with a water solution of HJaCli (15%) pH9, were placed acoustically, A wave-type wave sensor with a sensitive element from piezoelectric ceramics TsGS-21, the sensor was constructively combined with a differential amplifier with a passband of 40

4545

00

5five

ствующей частбтам пузырькового кипени , а выход был св зан с исгнализй- рующим устройством, выполненным в виде сирены и светового ма ка. В процессе пузырькового кипени  ма к находилс  во включенном состо нии. В момент прекращени  кипени  ма к отключалс , а сирена включалась, что служило сигналом крановщику на подь- ем издели  из закалочного бака. В результате опытной закалки партии из 7 валов брака по трещинам обнаружено не было, твердость - удовлетворительна  (HRC 58), а деформаци  - в пределах нормы. Параллельно проводили контроль качества закалки по,максимуму сигнала акустической эмиссии, возникающей при фазовых превращени х в изделии. Из двух закаливаемых деталей обе были забракованы по причине образовани  трещин. Дальнейшую закалку по способу-прототипу прекратили.bubble boiling, and the output was connected with the exponential device, made in the form of a siren and a light beacon. In the process of bubble boiling, mack was in the on state. At the moment of stopping the boiling, the ma- chine was turned off, and the siren was turned on, which served as a signal to the crane operator on the lifting of the quenching tank product. As a result of the experimental hardening of a batch of 7 shafts, no cracks were found on the cracks, the hardness was satisfactory (HRC 58), and the deformation was within the normal range. At the same time, the quality control of quenching was performed according to the maximum of the acoustic emission signal arising during phase transformations in the product. Of the two hardened parts, both were rejected due to the formation of cracks. Further hardening according to the method prototype stopped.

В качестве контрольной была закалена парти  деталей по технологии, в - который момент окончани  пузырькового кипени  определ лс  по эмпирическим соотношени м террии теплообмена при кипении. В трех случа х из восьми были зафиксированы трещины на поверхности деталей.As a control, a batch of parts was tempered according to the technology, at which the moment of the end of bubble boiling was determined by the empirical relationship between the terry of heat exchange at boiling. In three of the eight cases, cracks were recorded on the surface of the parts.

Таким образом, опытна  прюверка на натурных издели х подтвердила повышение качества контрол  закалки предлагаемым способом.Thus, an experienced pryuver on full-scale products has confirmed the improvement in the quality control of quenching by the proposed method.

Упрощение измерени  периода пузырькового кипени  бьщо достигнуто за счет исключени  трудоемкого расче- та приближенной продолжительности пузырькового кипени .по эмпирическим соотношени м. При этом отпала необхо-. димость измерений геометрических размеров, теплофизических свойств натурных изделий,Simplification of the measurement of the bubble boiling period was achieved by eliminating the laborious calculation of the approximate duration of the bubble boiling due to the empirical relationship of the m. At the same time, it was no longer necessary. measurement of geometrical dimensions, thermophysical properties of full-scale products,

Точность определени  периода пузырькового кипений согласно предла- . гаемому способу повьщ1аетс  в 6-10 раз, так как погрепшость эмпирических со- отношений находитс  в пределах 30-50% и больше, а погрешность электронных приборов, измер ющих момент окончани  пузырькового кипени , равна 5%. Кроме того, закалка .стальных изделий при помощи предлагаемого способа контрол  повышает, выход готовой продукции и улучшает эксплуатационные характеристики термообрабатываемых изделий .The accuracy of determining the period of bubble boiling according to the pre- This method is increased by 6-10 times, since the empirical ratio is within 30-50% and more, and the error of electronic devices that measure the moment of the end of bubble boiling is 5%. In addition, the hardening of steel products using the proposed control method increases the yield of finished products and improves the performance characteristics of heat-treated products.

Предлагаемый способ прост, дешев регистрацию спектра акустйчес ких гит- при реализации, позвол ет вести ди- г налов заданной часто™ коле б ан Г станционный контроль измерений и по- процессе охлаждени  при лучать практически мгновенную информа- пузырьковьм кипением в жидкости иThe proposed method is simple, low-cost recording of the spectrum of acoustic guitars during implementation allows one to conduct the signals of a predetermined frequency of a stationary control of the measurements and, during the cooling process, to obtain almost instantaneous information-bubble boiling in a liquid and

.„...,г. : :позвол ет исключить трещинообразова-ма акустического сигнала о т Г. „..., g. :: allows you to eliminate the cracking of the acoustic signal of the T G

ние, увеличить прокаливаемость, за-чающийс  тем. что с иел1increase hardenability, due to that. what's up with il1

10 повьшени  точности, регистриру;;     10 precision accuracy, register ;;

,«---:с:ii:E i s - r, “---: с: ii: E i s - r

ботки стальных изделий, включающий- steel products processing, including

Claims (1)

Ф.р Р-М ула изобретенияF. R. R. Ula inventions Способ контроля термической обра-с ботки стальных изделий, включающий регистрацию спектра акустических сигналов заданной частоты колебаний в процессе охлаждения при закалке с пузырьковым кипением в жидкости иA method for controlling heat Botko formed from steel products, comprising registration of the spectrum of the acoustic signals in predetermined frequency oscillations during cooling by quenching with nucleate boiling in the liquid and 5 определение продолжительности процесса охлаждения по достижении максимума акустического сигнала, отличающийся тем, что, с целью5 determining the duration of the cooling process upon reaching the maximum acoustic signal, characterized in that, in order to Ιθ.) повышения точности, регистрируют акустические сигналы, соответствую1 щие частотам колебаний пузырькового кипения жидкости.Ιθ.) Of increasing accuracy, acoustic signals are recorded that correspond to the vibration frequencies of the bubble boiling of the liquid.
SU884605186A 1988-11-14 1988-11-14 Method of inspecting heat treatment of steel articles SU1595928A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884605186A SU1595928A1 (en) 1988-11-14 1988-11-14 Method of inspecting heat treatment of steel articles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884605186A SU1595928A1 (en) 1988-11-14 1988-11-14 Method of inspecting heat treatment of steel articles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1595928A1 true SU1595928A1 (en) 1990-09-30

Family

ID=21409294

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884605186A SU1595928A1 (en) 1988-11-14 1988-11-14 Method of inspecting heat treatment of steel articles

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1595928A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112525949A (en) * 2020-11-19 2021-03-19 哈尔滨工程大学 Method for predicting quenching temperature field tissue field through acoustic signal and medium temperature

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112525949A (en) * 2020-11-19 2021-03-19 哈尔滨工程大学 Method for predicting quenching temperature field tissue field through acoustic signal and medium temperature
CN112525949B (en) * 2020-11-19 2023-08-15 哈尔滨工程大学 Method for predicting quenching temperature field tissue field through acoustic signals and medium temperature

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1595928A1 (en) Method of inspecting heat treatment of steel articles
Dorighi et al. A fiber optic ultrasonic system to monitor the cure of epoxy
Wang et al. Characterisation of a multi-frequency cavitation vessel
Marchand et al. Determination of the elastic constants of materials, in the form of plates, by a free vibration method
RU2191370C2 (en) Process of control over structural changes of phase transitions and of chemical composition of metals
JPH09257769A (en) Measurement of slurry
SU1516854A1 (en) Method of determining fatigue damage of material at high frequencies of loading
SU1032404A2 (en) Method of magnetic material non-destructive checking
SU1631756A1 (en) Method for piezoelectric crystal depolarization
SU879452A1 (en) Method of object non-destructive testing
JPH0518833A (en) Residual stress measuring method and lens used for the same
SU1589203A1 (en) Method of inspecting heat failure of materials
SU998939A1 (en) Electromagnetic acoustic method of non-destructive ferromagnetic material article thermal tempering quality control
SU1388750A1 (en) Method of determining relative method of determining relative,temporary instability of material yield strength
SU1545950A3 (en) Method of assessing the wear of structural steel in service
SU1185227A1 (en) Adjustment samples for ultrasound monitoring
SU1226141A1 (en) Method of determining modulus of material elasticity
Cornwell et al. Noncontact determination of the bending stiffness of paper using laser ultrasonics and wavelet analysis: effects of moisture and temperature
SU367357A1 (en) G ^ UNION I
SU894449A1 (en) Method of checking article mechanical characteristics
SU1199815A1 (en) Method of controlling process of cyclic heat treatment of welds
SU721720A1 (en) Device for measuring the temperature of metallic plates at hardening
Safaeinili et al. Case depth measurement using surface acoustic wave velocity dispersion
SU1013243A1 (en) Method of burnishing parts with shot
SU1603291A1 (en) Acoustic method of inspecting quality of articles