Способ контроля качества термообработки сплавов на основе алюминия

 

СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ТЕРМООБРАБОТКИ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ АЛНМИНИЯ, заключающийся в том, что определяют изменение механической резонансной частоты образца сплавов после проведения термообработки и по этому изменению по заранее выявленной корреляционной зависимости между режимом термообработки, структурой сплава и изменением механической резонансной частоты оценивают качество термообработки, о т л и ч -а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля граничных значений режима термообработкинедогрева и пережога, дополнительно определяют изменение электропроводности образца сплава и по сочетанию изменений механической резонансной i частоты и электропроводности опредеСг ляют соответствие режима термообработки для получения необходимой С структуры сплава.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (5()4 G 01 N 27/90 29/04

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3789253/25-28 (22) 07.06.84 (46) 30.10.85. Бюл. У 40 (72) A.Ë.Äîðoôååâ, А.Л.Рубин, А.Ц.Салаев и А.В.Шарко (53) 620. 179. 14(088.8) (56) Дорофеев А.Л. Индукционная структуроскопия. M.: Энергия, 1973, с. 85.

Сборник докладов Vill научно-технической конференции по неразрушающим физическим методам и средствам контроля. Кишинев, 1977, ч. 1, с. 322 — 324. (54)(57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА

ТЕРМООБРАБОТКИ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ

АЛККИНИЯ, заключающийся в том, что определяют изменение механической резонансной частоты образца сплавов после проведения термообработки и по этому изменению по заранее выявленной корреляционной зависимости между режимом термообработки, структурой сплава и изменением механической резонансной частоты оценивают качество термообработки, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля граничных значений режима термообработкинедогрева и пережога, дополнительно определяют изменение электропроводности образца сплава и по сочетанию изменений механической резонансной частоты и электропроводности определяют соответствие режима термообра ботки для получения необходимой структуры сплава.

1188637

Изобретение относится к области акустических и электромагнитных измерений и может быть использовано для определения режимов термообработ. ки изделий из сплавов на основе алю- 5 миния, Цель изобретения — повьппение достоверности контроля граничных значений режима термообработки — недогрева и пережога.

На фиг. 1 представлена схема установки для акустического измерения резонансной частоты образца сплава, на фиг. 2 и 3 — зависимости разности резонансных частот от температуры за-1> калки для алюминиевых сплавов Д16 и

АКЧ вЂ” 1 до и после их термической обработки; на фиг. 4 — зависимость удельной электрической проводимости алюминиевого сплава Д16 различного 2а химического состава от температуры закалки.

Схема установки для акустического измерения резонансной частоты содержит генератор 1 ультразвуковых коле- 25 баний, подключенный к нему излучающий, пьезопреобразователь 2, контролируемый объект З,приемный пьезопреобразователь 4 и подключенный к нему вольт- " метр 5. С генератором 1 связан элек- З тронно-счетный частотомер 6.

Способ контроля качества термообработки сплавов на основе алюминия осуществляется следующим образом.

Определяют изменение механической З5 резонансной частоты образца сплава после термообработки. Для этого проводят акустические измерения резонанс ной частоты ультразвуковых колебаний до и после термообработки. 40

Пьезопреобразователь 2, питающийся от генератора 1, возбуждает в контролируемом объекте 3, помещенном в иммерсионной ванне, непрерывные ультразвуковые колебания. Сигнал, прошед-4g ший через контролируемый объект 3, принимается другим пьезопреобразователем 4, расположенным соосно. Согласно обратному пьезоэффекту этот пьезопреобразователь преобразует 50 акустические колебания в переменное напряжение той же частоты. Величины этого напряжения измеряется вольтметром 5. Если частота колебаний такова, что в образце укладывается це- у лое число полуволн, то в нем образуется стоячая волна и в показаниях вольтметра 5 отмечается максимум напряжения. Частота ультразвуковых колебаний при резонансе измеряется электронно-счетным частотомером 6 °

Определяют разность резонансных частот ультразвуковых колебаний до и после термообработки и по этой разности (изменению) по заранее выявленной корреляционной зависимости оценивают качество термообработки.

Из графиков фиг. 2 и 3 следует, что однозначная зависимость изменения разности резонансных частот от температуры закалки для термоупрочняемых алюминиевых сплавов Д16 и АК4 — 1 соответствует области установившейся стадии пережога. Для сплава Д16 это диапазон температур 510 — 530 С, а для сплава АК4-1 — 537 — 552 С., Однако из-за неоднозначности характеристики определять режим термообработки иэделий в области недогрева и оптимальной температуры невозможно.

Например, значение разности резонансных частот для сплава Д16 (фиг. 2), равное 26 кГц, соответствует двум режимам: точка А Та = 485 С вЂ” область недогрева и точка Б Т> = 505 С вЂ” начало оплавления по границам зерен металла. Аналогичная неоднозначность показаний наблюдается для сплава

АК-1 (йиг. 3). дополнительно определяют изменение электропроводности образца сплава, для этого электромагнитные измерения удельной электрической проводимости проводят до и после термообработкй, например, с помощью фазовых измерителей удельной электрической проводимости ИЭФ 12 (не показан) .

Из графика фиг. 4 видно, что в диапазоне температур 460 — 495 С, соответствующих недогреву, существует однозначная зависимость удельной электрической проводимости от температуры закалки и влияния химического состава незначительно. Однако при температурах закалки вьппе 500 С, соответствующих температурам нормальной закалки и пережогу материала вследствие разброса значений удельной электрической проводимости, вызванных колебаниями химического состава сплава, контроль режимов термообработки невозможен. Например, значение удельной электрической проводимости, равное 17 Ом мм, соответствует двум режимам: точка Д Т З = 500 С вЂ” область нормально-закален)188637

dg Klg ного состояния и точка Е Т = 515 С— э пережог материала.

Начало оплавления по границам зерен металла в процессе закалки определяется по совокупности измеренных акустических и электромагнитных параметров, т.е. по сочетанию изменения механической резонансной частоты и изменению электропроводности. Например, для сплава f16 начало оплавления по границам зерен происходит при 505 С, что соответствует величине измерения разности резонансных частот 26 кГц (точка Б, фиг. 2). Это же значение разности резонансных частот соответствует и недогреву материала (точка А, температура 485 С).

Такая неоднозначность показаний ис" ключается с помощью измерений удельной электрической проводимости данного изделия. Так, если значение удельной электрической проводимости изделия равно d = =17 ОМ мм, то сос

10 тояние материала соответствует началу оплавления по границам зерен металла. Если значение d равно

18,5 OM мм-, то сотояние материала соответствует недогреву.

1188637

4И 970 М80 ФЮ ЯО Х10 ХЮ ИО

Щие. 9

Редактор А.Гулько

Заказ 6738/46 Тираж 896

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

РЯО

880

1t,Р

110

Составитель И.Рекунова

Техред А.Ач Корректор А.Зимокосов