Способ изготовления контрольного образца для дефектоскопии

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОНТРОЛЬНОГО . ОБРАЗЦА ДЛЯ ДЕФЕКТОСКОПИИ, заключающийся в том, что на шлифованную стальную пластину, имеющую концентраторы механических напряжений , наносят химическое покрытие, термообрабатывают пластины с покрытием и прикладывают растягивающее усилие до образования единичной трещины , отличающийся тем, что, с целью повышения точности изготовления и надежности образца, термообработку осуществляют.путем дисперсного твердения покрытия перед п-риложением растягивающего усилия и отжига контрольного .образца после образования единичной трещины, затем повторно прикладывают растягивающее усилие до образования трещины заданной ширины.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

4(51) G 01 N 27 84 G 01 N 27 90

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3664576/25-28 (22) 23.11.83 (46) 28.02 ° 85. Бюл. 9 8 (72) Н.П.Калинин, A.Í.Катаев и A.Ê.Денель (71) Пермское производственное объединение Моторостроитель им.Я.M.Ñâåðäëîâà (93) 620.179.14(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

9 714265, кл. С 01 И 27/84,1977.

2.Неразрушающий контроль металлов и изделий. Справочник под ред.

Г.С.Самойловича, М., Машиностроение, 1976 с.177.

З.Тезисы докладов 4-й отраслевой научно-технической конференции по повышению надежности авиационной техники средствами неразрушающего контроля.М.,ОНТИ ВИАМ,1983,с 132-135 (прототип).

„„SU„„1142 А (54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОНТРОЛЬНОГО. ОБРАЗЦА ДЛЯ ДЕФЕКТОСКОПИИ, заключающийся в том, что на шлифованную стальную пластину, имеющую концентраторы механических напряжений, наносят химическое покрытие, термообрабатывают пластины с покрытием и прикладывают растягивающее усилие до образования единиччой трещины, отличающийся тем, что, с целью повышения точности изготовления и надежности образца, термообработку осуществляют путем дисперсного твердения покрытия перед приложением растягивающего усилия и отжига контрольного .образца после образования единичной трещины, затем повторно прикладывают растягивающее усилие до образования трещины заданной ширины.

1142784

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля и может быть использовано для метрологического обеспечения дефектоскопической аппаратуры, например, капиллярных и вихретоковых методов контроля. 5

Известен способ изготовления конгрольных образцов для дефектоскопии, заключающийся в том, что на боковых гранях пластины в необходимых для образования трещин местах наносят прорези электроэрозионным резанием с использованием проволоки диаметром 0,1 мм, азотируют поверхностный слой пластины на заданную . глубину и прикладывают нагрузки в направлении, перпендикулярном прорезям (13.

Однако на практике глубина азотированного слоя определяется как некоторая средняя величина, что снижает ценность таких образцов для 20 имитации тонких дефектов. Имеет значение, также., воэможность коррозии азотированных образцов при использовайии их в капиллярных методах неразрушающего контроля.

Известен способ изготовления контрольных образцов для дефектоскопии, заключающийся в том, что образцы покрывают электролитическим хромом. Заданная толщина покрытия ЗО и, следовательно, глубина образующихся трещин достигается размерным хромированием пластин, установленных в специальные обоймы.Трещины в гаяьванопокрытии формируют 35 путем прикладывания к контрольному образцу растягивающих нагрузок или нагреванием образца до 100-150 С и более (21.

Недостатком указанного способа 4О является возникновение большого числа пересекающихся трещин неодинаковой протяженности.

Наиболее близок к предлагаемому no технической сущности способ изготовления контрольного образца для дефектоскопии, заключающийся в том, что на шлифованную стальную пластину, имеющую. концентраторы механических напряжений,, наносят химическое покрытие, термообрабатывают пластины с покрытием и прикладывают растягивающее усилие до образования единичной трещины. В указанном спо- собе химическим никелированием получают слой никелевого покрытия раэлич-55 ной толщины. Для повышения адгезии покрытия образцы прогревают при

120-130 C в течение 2 ч и охлаждают в вакууме. Единичные - трещины получают с помощью специального приспо- бО собления, прикладывая к образцу растягивающие усилия. Регистрацию возникающих трещин осуществляют способом акустической .эмиссии в оптический микроскоп (3.) ° 65

Недостаток известного способа низкая точность изготовления образца из-за невозможности сформировать трещины заданной ширины и низкая надежность образца, обусловленная частым отслаиванием никелевого покрь1тия. Нагрев образцов до 230 С не обеспечивает достаточной ад;.езии и микротвердости покрытия. Низкая микротвердость покрытия вызывает необходимость прикладывания значительных растягивающих напряж =ния для формирования трещин, что способствует отслаиванию покрытия.

Цель изобретения — повышение точности изготовления и надежности образца.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления контрольного образца для дефектоскопии, заключающемуся в том, что на шлифованную стальную пластину, имеющую концентраторы механических напряжений, наносят химическое покрытие, термообрабатывают пластины с покрытием и прикладывают растягивающее усилие до образования единичной трещины, термообработку осуществляют путем дисперсного твердения покрытия перед приложением растягивающего усилия и отжига контрольного образца после образования единичной трещины, затем повторно прикладывают растягивающее усилие до образования трещины заданной ширины.

На чертеже показана схема нагружения контрольного образца для дефектоскопии при получении единичной трещины.

Схема содержит образец, выполненный в виде шлифованной стальной пластины 1 с химическим покрытием 2 (никелевым) и концентраторами механических напряжений в виде надрезов 3, две опоры 4, установленные со стороны надрезов 3 и среднюю опору 5, оптический микроскоп б и пьезоэлектрический преобразователь

7.

Способ изготовления контрольного образца для дефектоскопии осуще ствляется следующим образом.

На шлифованную стальную пластину

1, имеющую концентраторы механических напряжений в виде надрезов 3, выполненных, например, электроэрозионным способом проволокой диаметром

0,1 мм, наносят химическое покрытие

2 (химическое никелирование) и получают оси никелевого покрытия различной требуемой толщины. Для повыше-, ния адгезии и микротвердости покрытия образец нагревают.до 490-510 С о в течение 10-20 мин и охлаждают в вакууме. Пластину 1 с никелевым покрытием 2 помещают на две опоры 4, установленные со стороны надрезов З,и че1142784

Составитель И.Рекулова

Редактор Л.Пчелинская Техред О.Неце Корректор С.Черни

Заказ 711/39 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, X-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г,ужгород, ул.Проектная, 4 рез среднюю опору 3 прикладывают медленно возрастающую растягивающую нагрузку Р. 3а возникновением трещины наблюдают в оптический микроскоп 5 при освещении поля осмотра под углом 45 к поверхности образца вдоль рисок от шлифовки. Одновременно регистрируют сигнал акустической эмиссии с помощью пьезоэлектрического преобразователя 7. Обеспечение максимальной микротвердости (хрупкости) покрытия позволяет формировать единичные трещины при стреле изгиба образца до 0,15 вместо 1,4 мм по известному способу, вследствие чегс отслаивание никелевого покрытия не 35 наблюдается.

Для снятия излишней хрупкости покрытия, вызывающей в процессе эксплуатации аттестованных контрольных образцов случайное образование 70 микротрещин в поверхностном слое, проводят повторную термообработку— отжиг образцов путем нагрева при

800-820 C в вакууме в течение 5565 мин и охлаждения вместе с печью.

Дисперсионное твердение покрытия путем нагрева при повышенной температуре (490-510 С) в течение 1020 мин обеспечивает максимальную хрупкость (микротвердость) никелевого покрытия. Поэтому для получения единичных трещин в покрытии требуется назначительные растягивающие напряжения и при прочих равных условиях вероятность отслаивания значительно меньше. Кроме того, нагрев при повышенной температуре повышает также адгеэию покрытия с основой.

Однако полученные таким образом образцы непригодны для использс— вания, так как в условиях эксплуатации от воздействия случайных нагрузок в покрытии могут возникать дополнительные, неаттестованные трещины. Крайне затруднена также в этом случае возможность изменения ширины трещины. В то же время увеличение температуры нагрева до 800-820 С обеспечивает достаточную адгезию,однако снижает микротвердость покрытия практически до микротвердости основы и исключает возможность получения трещин заданной глубины (только в покрытии) ° Поэтому необходимо проводить два нагрева пластин с покрытием 2 до и после получения трещин.

Нагрев при температуре выше 820 С нецелесообразен, так как дальнейшее понижение микротвердости покрытия не требуется, в то же время при этом необходимо принимать дополнительные меры по защите покрытия от окисления °

Таким образом, предлагаемый способ изготовления образца для дефектоскопии позволяет повысить точность изготовления и надежность образца в результате формирования трещины заданной ширины и исключения воэможности отслаивания покрытия.