SU958947A1

SU958947A1 - Способ обнаружени и исследовани дефектных слоев,возникающих на поверхности стальных изделий при шлифовании и заточке

Info

Publication number: SU958947A1
Application number: SU813263467A
Authority: SU
Inventors: Михаил Николаевич Ронжин; Галина Овсеевна Зекцер; Людмила Ивановна Баранова
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский Инструментальный Институт
Priority date: 1981-01-27
Filing date: 1981-01-27
Publication date: 1982-09-15

Description

отпуска, обладающих специфическими физико-химическими свойствами, в том числе электрохимическими.

Однако существуют стали, дл которых термическа обработка по оптимальному режиму предполагает низкотемпературный отпуск (100-250°С), выполн емый в основном дл сн ти внутренних напр жений. В этом случае при отпуске не происходит фазовых превращений, привод щих к заметным изменени м состава твердого раствора, а также количества и свойств карбидов. Близость фазового состава .этих сталей в состо ни х после згкалки и после полной термической обработки по оптимальным режимам приводит к практической неразличимости их электрохимических свойств в растворах пассивирующих кислот. Это делает невозможным также обнаружение дефектных областей вторичной закалки на таких стал х, что вл етс недостатком прототипа.

Целью изобретени вл етс расщирение области использовани способа путем вы влени и идентифицировани областей вторичной закалки на поверхности сталей, имеющих близкий фазовый состав в состо ни х после закалки (в том числе вторичной) и после полной термической обработки ПО оптимальным режимам, например, нержавеющих хромистых сталей мартенситного класса.

Поставлена цель достигаетс тем, что согласно способу, включающему травление в трехэлектродной чейке в растворе пассивирующей кислоты при пропускании анодного тока в потенциостатическом режиме в области потенциалов активного растворени , визуальную оценку поверхности после травлени , изолирование недефектных участков и последующее травление в потенциодинамическом режиме в области потенциалов от стационарного до 1,6 В относительно насыщенного хлорсеребр ного электрода сравнени с непрерывным измерением тока, в раствор пассивирующей кислоты ввод т поверхностно-активный комплексообразователь с избирательной чувствительностью к структурным изменени м в металле.

Причем дл исследовани прижогов закалки на нержавеющих хромистых стал х мартенситного класса при использовании в качестве пассивирующей кислоты Зн. раствора серной кислоты в качестве поверхностно-активного комплексообразовател используют 0,5-1,5 г/л роданида кали .

Эксперементально установлено- что за пределами указанной области концентраций комплексообразовател данный способ не может быть использован.

На фиг. 1 приведена принципиальна схема трехэлектродной чейки дл осуществлени предлагаемого способа; на фиг. 2 - вид контролируемой поверхности образца.

щлифованного по формированному режиму и имеющего скрытую область вторичной закалки (обозначена пунктиром); на фиг. 3- вид поверхности того же образца после потенциостатического травлени в электролите, содержащем пассивирующую кислоту и поверхностно-активный комплексообразо- , ватель; на фиг. 4 - фрагменты анодных потенциодинамических кривых (ПДК) дл оптимально отпущенной (а) и вторично закаленной (б) стали 40x13 в области потенциалов, наиболее характерной дл идентификации состо ний (электролит - Зн.Н.О4 и I г/л KCNS); на фиг. 5 - вид поверхности контролируемого образца после потенциостатического травлени в электролите, содержащем пассивирующую кислоту (по способу-прототипу ); на фиг; б - фрагменты потенциодинамических кривых (ПДК) дл оптимально отпущенной (в) и вторично закаленной (г) стали 40x13 в характеристической области потенциалов (электролит - Зн..

0 Устройство дл осуществлени способа представл ет собой трехэлектродную чейку, в которой имеетс две емкости: емкость 1 - с пассивирующей кислотой, емкость 2 - с насыщенным раствором хлористого кали

, (КС1). В емкость 1 помещаетс катод (платиновый ) 3 и изделие 4, вл ющеес канодом . В емкости 2 находитс хлорсеребр ный электрод сравнени 5. Контакт растворов в емкост х 1 и 2 осуществл етс с помощью электролитического ключа 6, часть которого,

0 погруженна в емкость 1, заполне з рабочей кислотой, а часть, погруженна в КС1, заполнена насыщенным раствором KCI. Электролитический ключ должен быть расположе на рассто нии 1-2мм от поверхности анода. Электролитическа чейка подключена к по5 тенциостату или потенциометру 7. Регистраци тока осуществл етс с помощью самопищущего потенциометра КСП-4 или миллиамперметра 8. Травление производ т при комнатной температуре в услови х свободного контакта с атмосферой.

Предлагаемый метод осуществл ют следующим образом.

Тщательно обезжиренное изделие закрепл ют в приспособлении и погружают в чейку; изделие катодно пол ризуют ( активируют) в течение мин при потенциале на 0,1-0,2 отрицательнее стационарного потенциала; анодное травление осуществл ют в потенциостатическом режиме при одном из потенциалов области активного растворени .

Затем изделие вынимают из раствора и осуществл ют визуальный осмотр. Вторично закаленный участок вы вл етс в виде светлого п тна (фиг. 3). Светлый участок обособл ют путем изол ции недефектных участков поверхности с помощью токонепровод щей маски.

На обособленном участке провод т анодное травление в потенциодинамическом режиме от стационарного потенциала до 1,6 В (относительно н.х.с.э.), измер ток с помощью самопишущего потенциометра. Затем стро т кривую 4 «плотность анодного тока - потенциал, т.е. потенциодинамическую анодную кривую (ПДК). Путем сравнени ее с ПДК, представленной на фиг. 4а, идентифицирует однородность вторично закаленного сло .

Пример В качестве образцов вз ты издели из стали 40x13, щлифованные по различным режимам (чистовым и форсированным).

Издели тшательно обезжирены спиртом и раствором дл химического обезжиривани , закреплены в приспособлении и опущены в чейку с электролитом.

После этого провод т подготовку к.электрохимическому определению наличи дефектных слоев и само определение, соблюда следующую последовательность операций: пол ризуют катодно (активируют) при потенциале Е -0,55В, н.х.с.э. в течение 1 - 2 мин; провод т анодное травление в потенциостатическом режиме в электролите, содержащем SH. и 1 г/л роданида кали , при Е -0,18- -0,3 В, н.х.с.э. в течение 30с; извлекают образец, снимают шлам и осматривают контролируемую поверхность (после отключени тока).

При этом на нескольких издели х вс контролируема поверхность приобретает черный цвет, что свидетельствует об отсутствии вторично закаленных участков; на других издели х вс контролируема поверхность остаетс светлой, что свидетельствует о наличии сплошного вторично закаленного сло ; на остальных издели х отдельные участки поверхности остаютс светлыми, а остальные темнеют (фиг. 3).

Многократна цроверка показала, что на светлых участках имеетс вторично закаленный слой, а на темных он практически от сутствует.

Обособл ют светлый участок путем изолировани обнажившихс темных участков с помощью расплавленного парафина (или иной электроизолирующей маски); на обособленном светлом участке провод т анодное травление в потенциодинамическом режиме от -0,55 до 1,6 В, н.х.с.э. в электролите, содержащем Зн.Нг SO4 и 0,8 - 1 г/л KCNS, замер ют ток и стро т кривую «плотность анодного тока - потенциал, т.е. потенциодинамическую кривую (ПДК); затем сравнивают полученную ПДК с ПДК, представленной на фиг. 4 дл определени однородности вторично закаленного сло . При этом если ПДК светлого участка аналогична ПДК дл вторичного закаленного сло (крива б на фиг. 4), то при некачественном шлифовании образовываетс однородной вторично закаленный слой; если ПДК светлого участка отлична от ПДК, представленной на фиг. 46, то имеет место неоднородный вторично закаленный слой.

Дл сравнени на тех же образцах проведено исследование по способу-прототипу (в

растворе 3H.H2SO4 без добавлени поверхностно-активного комплексообразовател KCNS), Как видно из фиг. 5 дефектна область вторичной закалки визуально не вы вл етс (вс поверхность лишь слегка подтравилась ) и приборно не идентифицируетс (нет разницы в ПДК сталей в оптимально отпущенном и вторично закаленном состо ни х (фиг. 6).

Предлагаемый способ проверен на 40 образцах и отдельных элементах (20 хирургических инструментов, имеющих различную конфигурацию и - изготовленных из стали 40x13).

По сравнению с прототипом четко вы влены области вторичной закалки на исследованных поверхност х. Это позвол ет провести обоснованный выбор оптимальных режимов шлифовани , при которых обеспечиваетс высокое качество, инструмента.

25

Claims

1.Способ обнаружени и исследовани дефектных слоев, возникающих на поверхности стальных изделий при шлифовании и заточке , включающий травление в трехэлектродной чейке в растворе пассивирующей кислоты при пропускании анодного тока в потенциостатическом режиме в области потенциалов активного растворени , визуальную оценку поверхности после травлени , изолирование недефектных участков и последующее травление в потенциодинамическом режиме в области потенциалов от стационарного/до 1,6 В относительно насыщенного хлорсеребр нного электрода сравнени с

непрерывным. измерением тока, отличающийс тем, что, с целью расширени функциональных возможностей способа путем вы влени и идентифицировани областей вторичной закалки на поверхности сталей,

имеющих близкий фазовый состав в состо ни х после закалки и после полной термической обработки по оптимальным режимам, а раствор пассивирующей кислоты дополнительно ввод т поверхностно-активный комплексообразователь с избирательной чувствительностью к структурным изменени м в металле .

2.Способ по п. 1, отличающийс тем, что дл исследовани нержавеющих хромистых сталей мартенситного класса используют в качестве пассивирующей кислоты Зн. раствор серной кислоты, а в качестве поверхностно-активного комплексообразова