Способ определения остаточных напряжений в изделиях из твердых сплавов
СПОСОБ ОПРЕДЕЖНИЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ИЗДЕЛИЯХ ИЗ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ, полученных методом порошковой металлургии, включающий растворение изделий в неорганическом растворителе при температуре его кипения и расчет остаточных напряжений по изменению параметров раствора, отличающийся тем, что, с целью упрощения определения остаточных напряжений, растворению подвергают изделие с шероховатостью поверхности а - 0,16-0,25 в течение 10-60 мин с возвратом продуктов реакции в раствор, а расчет абсолютной величины остаточных напряжений осуществляют по изменению плотности раствора по формуле vco и J ° Ар З-С где d0 - величина остаточных напряжений , МПа; А - коэффициент, равный
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН ((9) (! !) (5!)4
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
° Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
"co
До б"
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ, (21) 3464159/22-02 (22) 05.07.82 (46) 30. 10.85. Бюл. Ф 40 (71) Государственное проектное конструкторско-технологическое бюро машиностроения Научно-производственного объединения "Технолог" (72) А.К. Херсонский (53) 621.762 (088.8) (56) Иеталловедение и термическая обработка стали. Справочник.
Под ред. И.П. Бернштейна и А.Г. Рахштадта. М.: Металлургиздат, 1961, т. j:, с. 52 53. (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ИЗДЕЛИЯХ ИЗ ТВЕРДЫХ
СПЛАВОВ, полученных методом порошковой металлургии, включающий растворение изделий в неорганическом растворителе при температуре его кипения и расчет остаточных напряжений по изменению параметров раствора, отличающийся тем, что, с целью упрощения определения остаточных напряжений, растворению подвергают изделие с шероховатостью поверхности ц = 0,16-0,25 в течение
10-60 мин с возвратом продуктов реак. ции в раствор, а расчет абсолютной величины остаточных напряжений осуществляют по изменению плотности раствора по формуле где б — величина остаточных напряжений, ИПа, Д вЂ” коэффициент, равный (0,9
2,2) 10
P — плотность раствора, г/смЗ °
"yc, — объемная доля связующей фазы (Со) в твердом сплаве, об.Х, — площадь поверхности из/ . р
Э Э вЂ” время растворения при температуре кипения раст"
Ворителя, с °
1 1886
Изобретение относится к металлургии, преимущественно к производству твердых сплавов методом спекания из порошковых материалов, и может быть использовано для оценки качества твердосплавных изделий при термической обработке по изменению величины остаточных напряжений.
Целью изобретения является упрошение определения остаточных на- 10 пряжений.
Изобретение осуществляется следующим образом.
Проводили определение остаточных напряжений в твердосплавных изде- 15 лиях из сплавов ВКЗ, ВК8, ВК20,Т5К10, ТТ8К6 по ГОСТ 3882-74. Габаритные размеры твердосплавных изделий по ГОСТ 20019-74 (5 ° 5 35 мм) и в виде колец с наружным диаметром р0
18 и 30 мм, внутренним — 9 и 22 мм и высотой 4,5 и 12 мм соответственно . Суммарная площадь поверхности укаэанных образцов составляет
750 мм, колец 760 и 1630 мм соот- 25 ветственно. Шероховатость поверхности образцов Й = 0,16-0,25.
Все образцы, вне зависимости от состава и габаритов, прошли термическую обработку по различным режимам и сведены в 5 групп: I группа— после отжига при 1223 К в восстановительной среде (с целью получения эталона, в котором отсутствуют остаточные напряжения), II группапосле спекания, III группа — после закалки (с температуры 1473 К) в гаэовой смеси (90X N, + 10X NH,);
ХЧ группа — после закалки (с температуры 1473 К) в масле (+313 K), 0
V группа — после закалки (с темпе50 2 ратуры 1473 Е) в проточной воде (+289 К).
Определение остаточных напряжений на указанных образцах и изделиях проводилось в следующей последовательности. В стеклянную емкость наливают 10Х-ную соляную кислоту, объем которой превышает объем погружаемого в кислоту твердосплавного изделия в 12-15 раз. После погружения исследуемого изделия в емкость последнюю герметиэируют и снабжают обратным холодильником достаточной длины (не менее 1,5 м), обеспечивающим возврат не менее 95-98Х продуктов реакции в раствор. Собранный блок устанавливают в нагревательную печь (термостат) таким образом, чтобы холодильник и загерметизирован. ное отверстие емкости находились вне зоны нагрева. Время достижения температуры кипения и время растворения (в интервале 3-90 мин) поддерживаются автоматически. После соответствующей выдержки при температуре кипения растворителя блок извлекают из нагревателя, остужают до комнатной температуры, разгерметиэируют, извлекают изделие из емкости, а последнюю помещают в приемную камеру фотокалориметра, по показаниям которого определяют плотность раствора в емкости. Полученные значения плотности используют при расчете абсолютной величины остаточных напряжений всех групп образцов.
ДЛя сравнения:представитель всех групп образцов исследован по методу Н.Н. Давиденкова и произведен расчет абсолютной величины остаточных напряжений (см.таблицу).
1188650, 4 ! 0 I 1
О! !4 О
IC V 0, X 0! m 4C ! R I0 а 3О 5 О 9 сеЪ Ж
О О.0,И 0
СЧ IO е а л
О О О
Ю 0 СЧ 0 И МЪ
° е» Ca! Щ е СЧ N CO
В а В В В Ф В а В
О О О О О О О О О
Ф
И
СЧ
Cl
Л 0l
ОРО О 1 л 4 !0
I hC
1 СО
3Р!
О\
Ф е
N О Л Се!
В а л сеЪ ",.4 а Я е» е а
1 I
40 00
Ф а л чс
СЧ М
И л
Се!
Се) 0 е В
CO ч
»е
4Ч ф В
Л В Щ
О - съ
И ф с Ъ Ф
В ° е» »0
СЧ N
° е»
О4 а
И
4Ч е
Ф л
СЧ
ЧЪ л
В, В
l0 I» с Ъ
° е
МЪ CO а Ф
И ф ес 01
СЧ ф а л Се\
Ch И е»
»а л
ЧЭ 00
В Ф
N 00
Ф Л а а
И И
С Ъ Ф е
I I а
МЪ
»Ф е
Д 0l ь о Ро
iО CO
В Ф е Ю е е
И л л
Ch °
»е И
СЧ В Л
a . В л
ICl Ch СЧ ф 00 00
В л л
СЧ
4О ОЪ.
В а
И N
ССЪ»ф а» ° л
I0
СЧ
С Ъ л
СеЪ
В В ф Се) »0
И Ch л л
И Се) е
00 Ch а л
° О
00 00 л
СеЪ л а а
И, е
СЧ М
° е»
I I
И е
В
° . е»
a N
СЧ о л а
ОЪ 0 0 О1
В . В с Ъ И
СЧ С4
00 И а ° С л
0Ъ
0O Ch
В л 0 О
\0 0
4 с Ъ И
В Ф е лф
СЧ СЧ
° °
Ch
Ch
° » е»
М О л 0
C4 Cg
° е»
С|Ъ
В О е л а
40 е а л л е N
10 00
Ф В
МЪ 0
N N
° 4»Ъ л л
iо Ifl
СЧ
В л
МЪ ВЪ а л
СЧ О l0 Ч .
М СЧ
В. ° сч л
° СЧ
° е»
1 I
И Ю
В В
И (Ч
Щ . °
В а
° МЪ
ОЪ Ch
СЧ
a . В сЧ л
Ф л
СЧ
1 1
Ц О 1
4О М а а
Ch
О
° е»
И
° л
В»ф
C4 . е40 е»
В
Ch.СЧ
l0 И
В ° \
4O Ch
СЧ Л СЧ
В а ° \
О1 Ф О
Сю ) Ф
В л
СЧ л
В л 0
4 40 а а
° И
»М М ! 1
СЧ И а е
И л а
МЪ
С4 И
МЪ
О л
° »
Л е» а В
N е»
МЪ %0 е °
00 0 10
a a а
О ф ф ф
С4 Д.
1 1
С4 СЧ
В а
° Ф Ol
Ю И
° »
О 0 О 8 3
1 !0 0
° » Щ
° 4l а
Ch МЪ л
° е» СЧ
4 % 44Ъ М
° Ф Ф а Ф
К) е
И Ю
СЧ СЧ
° \
СЧ а»
М
Cl
СЧ
МЪ
СЧ
СЧ 0 МЪ
a a e
Ol МЪ
° ° ф
СЧ Л
В В е ° ф л
М 1 I
МЪ. 3 Л
I О м
О О
И е 0
О О О
° 10 л
О О чэ л
О
Л IC!
О е о 1
I «(k
183 k
1 (I Ю
Р0! yvt0
0oo2e
C(»
0l l0
Ре Х О»
C: 4l yVX
О О О 341 ц ж v
CI
И л
МЪ
Се!
И
ы1 л
МЪ
4 Ъ
МЪ
Ch
Ф
0О
СЧ
1 с Ъ
В
МЪ В л i0
СЧ СЧ
Оь
Ch a л»
СЧ л
CO
Се) е а СЧ
° С Ъ
СЧ
В
Ch
И
СЧ
1 е
Ф
МЪ
О сеЪ
1 0 а
И
СЧ
С Ъ
И
СЧ л
»е
И
I сеЪ
О
О\
° Ф, 10 а л
° Ch
О Ф
С Ъ N
I 1
° сеЪ
В В
МЪ е
Ol О
СЧ С Ъ яз О а, л
И С 4
СЪ ЪСЪ е В е- И л
СЧ СЧ
Ос
Ф В
О СЧ
О сЧ е е
I I
N МЪ л е
МЪ t
СС4
° е
I ! 0 М
В В е» Щ
РЪ ° РЪ
Ф °
CO а
СЧ
1 сч а
О е» . 1 л а л
Ф»
М
О
Itl л
МЪ
М
МЪ . I4I!
Ch
В
М
И
° Ъ !
СЧ
Ф
М
И
МЪ
Ф
Ос е
1188650
Е О И И 4 Ч СЧ О Ч0 И С О и
Ch (Ч (%4 %О, %»» (Ъ О% «» СЧ (Ч 00 а а л %% a A %l а ° а а A л
О О О О О О О О О О О О О О
СЧ («3
%Ф И %» а а
* " И Л
° - Л с Ъ ф О
Ф С Ъ ф A a а ОЪ И
СЧ СЧ И
И СЧ (%Ъ
° (%l
% СЧ ф Л (Ч
Л а %l
%О
И И (%4 а а
И
О СЧ
3 ЧС
1 I
О1 Л а л
И
О («Ъ СЧ
»ф % °
ОЪ,ф («Ъ а а а И ф С
С Ъ Л
И
Л
%ф °
СЧ
И а A
О(C%! СЧ
00 .И О% ф ОЪ ОЪ (Ч СЧ (%4
Л В л (а(%О
1 (%4 (%Ъ а а а
° О И Ф Л Л
СЧ СЧ СЧ
И Л л а
И (%4
О СЧ
Л СЧ
%» % %\
° % Ь
° ° (%4 %» «
И ("Ъ СЧ.
%l ° \ ф аО Ь (Ч СЧ
W (0
ОРО
1 Р
l 3 Х (%Ъ л а И
О И
СЧ Ch л а (Ч Ф
И ОЪ а а
И Ch
Ф (fl и
ОЪ О а A
06 О1 О
С 4 И
ОЪ %- («) О
Ф %44 О 4 СЧ (Ч
С0, И л а. ° л л лО%
%» С 4 СЧ
%Ф И
%О И Л (%} 0Ъ
И а а с 4 О
СО Ю
«» % ! 1 (Ъ а а а
0 И И
1Р\ ф %O (Ч С 4 СЧ
I I 1
° СЧ
A R
О% (%4 (Ъ
И (%4
И а л Л
0Q (%4 (%Ъ % «
СЧ а а а a И
СЧ С Ъ %» Л
% ° О\ . °
Ф а A
Л (Ч ф Ch
И
С"Ъ (%
И
ОЪ Л С(3 (Ъ %О
Л
° \ а
И
О СЧ (Ч Ъ Ф
1 (И Ф
% A (Ч И
СЧ
Ф Ф ! 1
° 0 С7 а а л
И (Ч
° - С%Ъ а
О И (%Ъ С 4 (Ч а а л A a
И O Ctl И
О1 СЧ %- (%4 „Ъ
°" («3 CO (%4 (%4
C(% Л (Ч а б %\
О% Л И
СЧ %» С(Ъ
Ф (%Ъ % Л %4% О1 а %» а л A
«а.3 а я о
О О О О О
@ Л И - e С И
О О О О
И «- %0 Л
О О
° а%
1 (0 04 М
Ol О %% ы65
И О t
OO а М
° О(аС (C
Q (4 В 1
l0
)и!М ий
4% (0
О
Х33,(4, I Х!ЭЬ вЂ” — — — 1
Ю
О -%. I
Х
Х
О Cl
С!
С Ъ .Ч (%Ъ
И
О(° °
СЧ
Ctl
СЧ
Ю а .Ч
И
t (»
И СЧ %О
И Ctl О О (Ъ О Ю
СЧ («3
О(И СЬ
1 ОЪ
%О
С Ъ а И
ОЪ И
И (%Ъ
Ц ((Ъ а а О (%
С Ъ (%Ъ (%4 Ch а
О Ф (Ч . СЧ
° ° ф
A л
° О ("Ъ (Ъ (Ч ("Ъ а л
И (Ч
О% О
И
I 1 (Ч И а а
ОЪ ф Л
»Ф
tl1 О1 л а
И И
% С«\ ! 1 (%
% а
° И
Л
1 ((Ъ (%4
A а (fl (tl
О% О
% (%4
1 !
2 1
И и
Ц
IQ
С0
Е»
1О л о
М
Ч 00 л л
О О сО л
О О
Ch о.«43 л
О О л
СЪ
".3 л
) «Ъ л л л .ч
О ОЪ ф л
1 I
С4 С Ъ л tt (h: Оъ аО л л
1 1
С Ъ л л
03«
«Ч «Ч
1 1
СЧ л л
«Ч .Ч л
«СЪ
С Ъ
СЧ
1 .. I
СЧ л
СЧ
° Ф
СЧ
, 4 В1 м
3, ж о л л л л
00 л л
«Ч
С4
« л О (Ч
С 3
3 л
««Ъ с4
Ch л
«СЪ
С Ъ
СЧ
«СЪ б
«3Ъ
О
СЧ л
ДЪ
СЧ
«Ч
I л о
СО
С4
СЧ л
an Cn
10 0Ъ
«Ч СЧ
I 1 л л л о (Ч
Ф
1, СЧ
С4
03\
1 й1 el «о сп л
«Ч
0Ъ а л л
an л л
Ч «Ч о л л
О
«Ч
С 4
С л о
««Ъ л
Ch (O л (Ч
»
1 л
«О а»
Оь л л о
«СЪ «Ф
СЧ. СЧ
1 л л
С Ъ
С Ъ
«Ч
СЧ л
CQ
СЧ
««Ъ л
С4
«О
С4
A л
С 3 ..ч
an л
3«
С4 л л
СЧ "О л
° л
Ch л с4 (у an л б л (Ч
СЧ
СЧ С4
1 . I
СЧ л
С
Ch
1 О л
СЪ
Ю..Ч
СЧ л
««Ъ
«СЪ
СЧ
1 л л
CO
0О
Сл3 л л
I б
СО !
СЧ л
СЧ
I л
«СЪ
О
У
Сс3 3.л л
О л
«СЪ О .Ч СЧ
»ф
СЧ
«СЪ л л (Ч
СсЪ Ch л л
СЧ Ch л с
° Ф
СЧ
«СЪ («Ъ («Ъ СЧ л л (ч л
СЧ л °
I л
Оа
СЧ
С"Ъ
С7
С4 л
Ch
С Ъ
I (Ъ л (Ч (ЪЪ б
an л
Э (Ч б а
СЧ
МЪ лф иЪ С4 а °
СЪ
««Ъ л
an
° Ф л
СЧ л
Ch (лЪ
an л
О
СЪ
«Ч м а0
03
М
I3I а
О О
«О Л
О О
О л ь
)h а33
ФЪ 30
1» М а
"„" 1
1!
1 М
O 1. 3С
И Q о, R I. 03 О
0ОО
V (0 0;
5(3а Е
О «О 03 Ы а а
30 Е О!
ООО3."3
1188650
СЧ Ф л л
««Ъ
00 Ch
° Ф л л оъ «СЪ
С Ъ С«Ъ
СЧ (Ч.
3 О 03
03 (0 !»
I» gs Cl
«0Of а 0
0Ъ Ф 3(,о о „.:11 0,»
ОС0 0I
О О (3
K%c о о
03 3 ЦФ ц :
3а3 (3
О30 0О
И,.л е1 О
° 03
464а
° ° (Ч
1188650
Составитель И. Пойменова
Редактор А. Гулько Техред:А Ач Корректор В. Гирняк
Заказ 6738/46 Тираж 896 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал IIIIII "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4
Как видно из таблицы, ошибка измерения величины остаточных напряжений (по сравнению с методом
Давиденкова)не превышает 3-6Х, что вполне удовлетворительно для данного вида исследований, а разброс значений определяемой величины не превышает 3,5-4Х. С увеличением габаритов твердосплавных изделий и с увеличением скорости закалочного охлаждения абсолютная величина остаточных напряжений значимо возрастает, что подтверждает общепринятые научные концепции раз вития макронапряжений 1 — ro poII8
Использование предлагаемого способа определения остаточных напряжений в изделиях из спеченных твердых сплавов обеспечивает по сравнению с известными сохранение твердосплавного изделия для последующей эксплуатации, т.е. является неразрушающнм методом контроля; снижение трудоемкости (в 5-10 раз) в связи с отсутIQ ствием необхопимостиразрезки образца по образующей,многократногопослойного стравливания его,сложныханалитических расчетов. повышение точностиисследовання до I5Х,отсутствие необходнмостив !
5 специальном оборудованиидля резки,ме витальных приспособлений и пр.
