Способ неразрушающего контроля геометрических параметров структурных зон локально-упрочненных поверхностных слоев ферромагнитных материалов

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 G Ol N 27 83

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

MLilli i

Н А ВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ делий локально упрочненных, например, с помощью лазера. Цель изобретения— повышение точности раздельного контроля глубины и ширины упрочненной зоны изделия. Для этого изделие и перемагничивают и, регистрируют сигналы

Баргаузена V, и V индуктивных преобразователей 1 и 2. По сигналу V, из выражения h = h 1„(V /V, ) определяют глубину упрочненного слоя h, где h — глубина информативного слоя. о

По сигналу V,,зная h определяют

2 ширину упрочненной, например, закаленной зоны из.выражения I = (V,—

V,)/а„(К,-К,)(" -1),.гдде К, = V /Б„, К = V /$„— сигналы в неупрочненной и упрочненной зонах, S, и

d„ — соответственно площадь и диаметр большего преобразователя. Вычисления производятся в блок 10, например, выполненный в виде микропроцессора.

1 ил.

5 7 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3863589/25-28 (22) 11.03.85 (46) 23.10.86. Бюл, N - 39 (» ) Институт прикладной физики

АН БССР (72) В. Л. Венгринович и С. Д. Леготин (53) 620.179.14(088.8) (56) Дефектоскопия, 1982, В 9, с. 8387.

Авторское свидетельство СССР

М 864106, кл. С 01 R 33/12, 1979. (54) СПОСОБ НЕРАЗРУШАИЩЕГО КОНТРОЛЯ

ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СТРУКТУРНЫХ ЗОН ЛОКАЛЬНО-УПРОЧНЕННЫХ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к средствам контрольно-измерительной техники и может быть использовано для неразрушающего контроля физико-механических свойств поверхностных слоев изSU»1265580 А 1

Изобретение относится к средствам контрольно-измерительной техники и может быть использовано для неразрушающего контроля параметров локальноупрочненных зон, например, лазером ферромагнитных изпелий. V

Целью изобретения является повышение точности раздельного измерения 7 глубины и ширины поверхностного слоя, который подвергнут локальному упроч- 10 7

5 нению за счет использования двух преобразователей различного диаметра. Здесь

На чертеже приведена блок-схема устройства, осуществляющего способ контроля. 15

Блок-схема включает первый 1 и второй 2 индуктивные преобразователи, сердечник 3 броневого типа, контро лируемое изделие 4 с упрочненной зоной 5, последовательно соединенные 20 V

2 ключ 6, усилитель 7, полосовой фильтр . 8, индикатор 9 и блок 10 вычисления, магнитопровод "11 с намагничивающей обмоткой 12. Причем преобразователи

1 и 2 расположены в межполюсном пространстве магнитопровода 11 соосно друг другу и соединены с ключом б.

Сущность способа заключается в следующем.

Изменение магнитного потока, обусловленное скачком намагниченности, в первом приближении экспоненциально убывает с увеличением расстояния от скачка. до измерительного преобразователя. При этом вклад различных слоев, лежащих на глубине К от поверхности, в общую интенсивность шума, регистрируемого преобразователем, может быть описан выражением

° ак

- Рь. о области, лежащей закалки; зоны закалки, V — сигнал o ;"

ПОД ЗОНОЙ

V — сигнал от

v(s, в,) fe

h (-с . 7

V,S,) e d.

0 ае; (2} откуда и получаем приближенную формулу для определения ширины упрочненной зоны

1, = (7, -U ) /d., (Ê,-К, ) (Е " 1) () гДе К, = V /$, К = 7 /$ Б/мм2 1

V u V — соответственно уровни сиг30 налов.на неэакаленном и объемно закаленном образцах, В; глубина информативного слоя преобразователя, мм;

35 $„— площадь зоны закалки, перекрываемая преобразоватеб лем, мм

Если учесть, что, как правило, сигнал от незакаленной основы значительно превышает сигнал от объемноэакаленного материала, V » V, и а тот факт, что площадь первого преобразователя равна площади перекрываемой им зоны закалки S = $ выражез ние (3) преобразуется к виду

-Ыь

U, =Ve с помощью которого можно, зная сигнал первого преобразователя 7„ „ вы50 числить глубину упрочненного слоя h

h=hZ (V./V ) (5) где Р (К) — зависимость интенсивности шума от глубины зал.егания слоя;

Р "/ z- плотность скачков Баркгаузена;

h, — глубина информативного слоя.

Если диаметр преобразователя превышает ширину закаленной зоны, то ре= гистрируемый сигнал можно записать в виде и а — декременты затухания шума в. закаленной и незакаленной зонах соответственно. После подстановки (2) в (1), что $ х6„1

3 получим:

+ а„1,(к„к,)(е -1) (3, - Ч1,.

7=7+7+7 где V. — сигнал от области вне зоны

1 закалки;

Глубину информативного слоя h, опре-., 55 деляют предварительно известной по методике.

Устройство, реализующее способ контроля, работает следующим образом.

- -ь)и, t, = (V. -Ч ) /а„(К -К,.) (e -1) Составитель В. Филинов

Редактор В. Иванова Техред H.Ãëóùåíêî Корректор С. Черни

Заказ 5653/37

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 1265

Током обмотки 12 магнитопровода 11 перемагничивают изделие 4.

Первоначально в процессе перемагничиванйя производят измерение интенсивности шума V в обмотке g меньшего 5

1 м. диаметра, установленной на изделие в упрочненной зоне 5 шириной E . Глубину информативного слоя h, данного преобразователя и интенсивность шума

V при измерении на неупрочненном 10 образце определяют предварительно перед контролем. Зная V<, по формуле (5) вычисляют приближенно глубину упрочненного слоя h. Затем измеряют сигнал 7, в обмотке 2, диаметр кото- 5 рой заведомо превышает ширину зоны упрочнения 2>. Зная h и V, по формуле (4) вычисляют приближенно ширину упрочненной зоны. Измерение интенсивности шума в обмотках 1 и 2 в 20 данном примере производится с помо-., щью последовательно соединенных ключа

6, подключающего к измерительной цепи последовательно обмотку 1, а saтем обмотку 2, широкополосного усили-25 тели 7, полосового фильтра 8 и индикатора 9. Для расчета по формулам (4) и (5) в схеме может быть предусмотрен блок вычислений.

Формула изобретения

Способ. неразрушающего контроля геометрических параметров структурных зон локально-упрочненных поверх- 35 ностных слоев ферромагнитных матери580 4 алов, основанный на эффекте Баркгаузена, заключающийся в том, что участок изделия перемагничивают низкочастотным магнитным полем из сигнала индуктивного преобразователя, накладного типа и выделяют спектральные со1 ставляющие магнитных шумов V, V в неупрочненной и упрочненной зонах соответственно, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения точности раздельного контроля глубины и ширины локально-упрочненной.зоны, контроль производят последователь.но двумя индуктивными преобразователями, расположенными соосно, сначала меньшего, а затем большего диаметра, по результату сигнала V, первого преобразователя по формуле

1 = h Z..(V. /V ) определяют глубину h упрочненного слоя, где h — глубина информативного слоя, а. по сигналу V, второго преобразователя по формуле определяют ширжу локально-упрочненV V ной эоны, где К, = -э-, К

Я„ и а„ вЂ” соответственно площадь и диаметр второго преобразователя, причем диаметр первого преобразователя выбран меньше ширины упрочненной зоны, а диаметр второго преобразователя — больше ширины этой зоны.