SU1714485A1 - Способ определени глубины упрочненного сло стальных изделий - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к методам контрол  качества поверхностного упрочнени и может быть использовано при определении гл^^ины поверхностно закаленных и отпущенных изделий. Целью изобретени   вл етс  повышение достоверности за счет учета структурного состо ни  упрочнённого сло . Частичное размагничивание поверхностного закаленного издели  из состо ни  остаточной намагниченности позвол ет использовать  вление различной устойчивости остаточной индукции к воздействию размагничивающих полей дл  различных структурных составл ющих стали. При этом дополнительно локализуют размагничивающее поле в тонком поверхностном слое, глубина которого заведомо меньше минимальной допустимой глубины закаленного сло . Так как такое поле не проникает в неупрочненную основу, то изменение индукции идет только в поверхностном слое и определ етс  только его свойствами. 4 ил.СО

Description

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю, точнее к магнитным мбтодам контрол  качества поверхностного упрочМени , и может быть использовано при определении глубины поверхностно закаленных с -Помощью ТВЧ и отпущенных изделий из конструкционных сталей с содержанием углерода более 0,3%. .

Целью изобретени   вл етс  повышение достоверности определени  глубины упрочненного сло  путем учета структурного состо ни  этого сло .

На фиг. 1 изображена функциональна  схема устройства, реализующего предлагаемый способ; н фиг. 2 - зависимость магнитной индукции В от напр женности пол  Н в изделии при его перемагничиваний

во времени t: на фиг. 3 - зависимость величины изменени  остаточной индукции Л В от

температуры отпуска упрочненного сло ; на фиг. 4 - зависимость остаточной индукции Bd от глубины упрочненного сло  h при раз00 личных значени х температуры отпуска изел делий (крива  а 250°С, крива  б 320°С и крива  в 380С).

Устройство дл . осуществлени  предлагаемого способа (фиг. 1) содержит генератор t сигналов, соединенный с источником 2 тока, который через размагничивающее устройство 3 соединен с намагничивающими обмотками 4, расположенными на магнитопроводе , который помещен на испытуемый образец 5, имеющий упрочненный слой 6. Измерительна  обмотка 7, охватывающа  магнитопровод, соединена с усилителем 8, который соединен с входом интегратора 9. еыход которого соединен с входом индикатора 10. Способ заключаетс  в следующем. Испытуемое поверхностно упрочненное изделие или его участок, включающий упрочненную и неупрочненную зоны, намагничивают до состо ни  технического насыщени  и уменьшают намагничивающее поле до нул . Из состо ни  остаточной намагниченности размагничивают изделие низкочастотным магнитным полем с плавно убывающей до .нул  амплитудой и измер ют остаточную индyкцинэ(Bd1). После этого изделие повторно намагничивают до насыщений , уменьшают намагничивающее поле до нул , измер ют остаточную индукцию (Bf). затем размагничивают поверхностный упрочненный слой высокочастотным полем с плавно убывающей до нул  амплитудой и повторно измер ют остаточную индукцию (Bd2)- С учетом разности остаточных индукций Br-Bd2 А В по величине остаточной индукции Bdi определ ют глубину упрочне .нного сло . При первом размагничивании (низкочастотное поле) размагничиваетс  объем, включающий как поверхностный упрочненный слой, так и неуйрочненную основу издели . Вследствие различной устойчивости состо ни  остаточной намагниченности упрочненного сло  и неупрочиенной основы их магнитные состо ни  после размагничивани  существенно отличаютс . При этом усредненна  по всему объему остаточна  индукци  Bdi  вл етс  мерой глубины сло  h. Однако, поскольку структурное с осто н /5е упрочненного сло  может быть различным, то более точное определение глубины сло  по величине Bdi может быть проведено только с учетом физико-механических характеристик такого сло . Повторное намагничивание и высокрчастотное размагничивание позвол ют перемагйичивать только некоторый участок упрочненного сло , при этом величина изменени  индукции А определ етс  толькосвойствами упрочненного сло  и . не зависит от его глубины. Это позвол ет по величине Bdi с учетом величины А В более точно определить значение глубины упрочненного сло . Пример. Определ лась глубина упрочненного токами высокой частоты сло  йа издели х из стали 40Х. Технологическа  температура отпуска сло  320°С при диапазоне глубины 3-5 мм и твердости 46-52 единиц HRC. Дл  построени  градуировочных кривых использованы три температуры отпуска Ti-Тз , равные ; 250, 320 и 380°С соответстзеййо . Образцы испытывали предложенным способом с помощью устройства, изображенного на фиг. 1, следующим образом . Образец намагничивали, подава  в намагничивающие катушки ток 4А, убирали ток до нул , подавали в катушки переменный ток амплитудой 0,35 А частотой 20 Гц, ток уменьшали до нул  и измер ли остаточную индукцию Bdf. Затем образец повторно намагничивали описанным способом, измер ли остаточную индукцию Вг, подавали в намагничивающую катушку переменное размагничивающее поле высокой, частоты (0,5 кГц), амплитуда которого плавно уменьшаетс  до нул , измер ли остаточную индукцию Bd2 и определ ли изменение, индукции А B Br-Bd2. После указанных измерений на всех образцах металлографическим способом Определ ли глубину закаленного сло  и его твердость и строили градуировочные кривые зависимости изменени  индукции АВ от температуры отпуска . Топт .или твердости HRC закаленного сло  (фиг, 3) и остаточной индукции Bdi от глубины закаленного сло  дл  каждой из трех температур отпуска (фиг. 4). Определ ли глубину закаленного сло  образца с неизвестными параметрами. Сндчала на образце определ ли величину Bdi, а затем величину Д В по описанным методикам , при этом Bdi 0,21 Тл, 3 А ,076 Тл. По величине А В на градуировочной кривой АВ (Torn), показанной на фиг. 3, определ ли температуру Т отпуска образца. Величине А В, равной 0,076 Тл, соответствует температура отпуска . По температуре отпуска 350°С, определенной по фиг. 3. делали заключение, что при определении глубины сло  h необходимо воспользоватьс  градуировочными кривыми дл  320 и (фиг. 4). По кривой б величине Bdi 0.21 Тл соответствует глубина сло  ,5 мм, а по кривой 8 - ,6 мм. Истинную глубину находили путем  инейндй интерпол ций между этими знйченй ми по формуле ( Из - h2 ) ,.,. ( T-T2)NI,05 мм. () Таким образом, глубина сло  равна 4,05 мм. Дл  проверки точности метода глубину закаленного сло  измер ли также металлографическим способом (по результатам

травлений и исследовани  структуры), она равна 3,95 мм. Учитыва  достаточно большую погрешность разрушающего метода и некоторую условность пон ти  глубины закаленного сло , можно считать, что результаты пр мого и косвенного методов практически совпадают (различие составл ет 2,5%).

Использование изобретени  обеспечит повышение точности определени  глубины закаленного и отпущенного сло  путем учета структурных изменений, происход щих в слое за счет колебаний температ,ры orhyска . Это позволит осуществл ть иеразрушающее определение глубины закаленных слоев стальных изделий, изготавливаемых из конструкционных сталей с содержанием углерфда 0,3% и более, подвергаемых среднетемпературному отпуску после поверхностной закалки, к которым ОТНОСИТСЯ, например, массивные, материалоемкие и дорогие детали бурового и цементного машиностроени . Предлагаемый способ может быть также использован дл  определени  температуры отпусха или твердости закаленного сло , Внедрение предлагаемого способа контрол  позволит избавитьс  от

трудоемких разрушающих металлографических испытаний, сократить число рабочих, зан тых на контрольных операци х, улучшить услрвиЯ|Их труда и уменьшить потери металла.

Claims (1)

1. Формула и зоб Способ определени  глубины упрочненного сло  стальных изделий, заключающийс  3 том, что изделие намагничивают до насыщени , уменьшают намагничивающее попе до нул , размагничивают изделие низкочастотным переменным полем с плавно убывающей до нул  амплитудой, измер ют остаточную индукцию и используют ее значение при определении глубины сло , отличающий с   тем, что, с целью повышени  достоверности, повторно намагничивают (изделие до насыщени , уменьшают намагничивающее поле до нул , измер ют остаточную индукцию, размагничивают поверхностный слой высокочастотным переменным полем с плавно убывающей до нул  амплитудой, повторно измер ют остаточ1 у ю индукцию и с учетом разности измеренных после повторного намагничивани  остаточных индукций определ ют глубину .

   ч