Способ электромагнитного контроля качества термической обработки изделий

 

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля качества термической обработки изделий из среднеуглеродистьк сталей. Целью изобретения является расширение области применения, повьшение чувствительности и достоверности контроля. Способ включает измерение начальной магнитной проницаемости контролируемого изделия, намагничивание его постоянным магнитным полем до состояния технического насыщения, размагничивание и регистрацию размагничивающего тока, который пропорционален коэрцитивной силе изделия. По двуь этим параметрам , в соответствии с заранее вьивленными корреляционными зависимостями Н(Т .).ч ( ), судят отп о температуре отпуска и, следовательно , о качестве термообработки изделия . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1467487 А1 (58 4 С 01 N 27 80

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4283699/25-28 (22) 13 ° 07.87 (46) 23.03.89. Бюл. Р 11 (71) Институт физики металлов Уральского научного центра АН СССР (72) А.П. Ничипурук, В.М. Морозова, Г.Н. Захарова, К.Е. Сингер и Л.Д. Гаврилова (53) 620.179.14(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1035501, кл. G 01 N 27/82, 1982. (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к неразрушающим методам контроля качества термической обработки изделий из

Из обр ет ение относится к неразрушающим методам контроля качества термической обработки изделий из среднеуглеродистых сталей и может быть использовано в машиностроении с целью контроля механических свойств изделий, прошедших закалку и отпуск.

Цель изобретения — расширение области применения за счет возможности контроля изделий с небольшим размагничивающим фактором и замкнутой магнитной цепью и повышение чувствительности в интервале температур до 300 за счет использования крутого участка каждой из зависимостей определяемого параметра от температуры отпуска и достоверности контроля за счет исключения влияния на результаты контроля формы изделий. среднеуглеродистых сталей. Целью изобретения является расширение области применения, повышение чувствительности и достоверности контроля, Способ включает измерение начальной магнитной проницаемости контролируемого изделия, намагничивание его постоянным магнитным полем до состояния технического насьпцения, размагничивание и регистрацию размагничивающего тока, который пропорционален коэрцитивной силе изделия. По двум этим параметрам, в соответствии с заранее выявленными корреляционными зависимостями Н (Т„„д и . ;. (Т „ ), судят о температуре отпуска и, следователь- с но, о качестве термообработки изделия. 1 ил.

На чертеже показан ход кривых

Тр (Т г„ ) и U мкА (То,), отражающих . р изменение с изменением температуры отпуска величин коэрцитивной силы

Н и начальной магнитной проницаемости „ (1 — U, мкА; 2 — Ip, mA).

Выбор для анаЛиза качества сово- С© купности коэрцитивной силы .Н и магнитной проницаемости, измеренной до намагничивания изделия (начальной магнитной проницаемости „М ) в качестве информативных параметров предлагаемого способа можно объяснить

Ъ следующими физическими закономерностями.

Существует совпадение температур отпуска, при которых наблюдается максимум величины начальной магнитной проницаемости g< с началом темпера1467487 турного интервала, н котором величина коэрцитивной силы либо не меняется, либо проходит через относительный максимум. Этот факт не зависит от химического состава исжедованных сталей и подтвержден на углеродистых сталях (С 30, 45, У 8, У 10, У 1 2) и л егир ованных сталях (38XC, 38ХГН) .

Замеченная закономерность лежит н осноне предлагаемого способа, поскольку, определяя оба параметра — коэрцитивную силу и начальную магнитную проницаемость, можно однозначно судить о температуре отпуска, а следовательно, и о механических свойствах для всего диапазона возможных температур отпуска.

Ход зависимостей Нс (Т „)и „ с„ 20 (Т,„ ) объясняется следующим образом.

В результате снятия внутренних на.пряжений в области низкотемпературного отпуска происходит падение коррцитинной силы Н и рост начальной магнитной проницаемости р.„ . При дальнейшем повышении температуры отпуска в интервале температур, зависящем от содержания углерода в стали и наличия легирующих элементов, происходит выделение и коагуляция частиц карбидной фазы. Этот процесс в боль †. шей степени влияет на начальную магнитную проницаемость, ьызыная ее существенное падение, коэрцитинная сила при этом практически не меняется. При температурах отпуска ныше

600 С вследствие процессов совершено ствования решетки (-фазы вновь на блюдается падение Нс и рост „Ф.ц.

Из вида криных .на чертеже Н, (Т„„) и р.„(Т- ) следует, что на любом интервале температур отпуска существует линейный участок падения одной из зависимостей, что обеспечивает по измерению обоих параметров однозначное определение гемпературы отпуска но нсем интервале температур

150- 700 С.

Определение коэрцитивной сипы и начальной магнитной проницаемости изделий или сигналов, пропорциональных им, можно производить как с помощью накладных преобразователей, коэрцитиметрических и индукционных соот55 ветственно, так и с помощью соленоида и проходных индукционных преобразователей, что существенно расширяет возможности использования способа.

Пример. Для реализации способа используются образцы из стали 45, имеющие прямоугольное сечение 8 х х 8 мм и длину 65 мм. Образцы подвергаются термической обработке по следующему режиму: закалка в масле от

850 С; отпуск при различных темперао турах, С : 150, 200, 250, 300, 400, 450, 500, -550., 600, 650; после отпуска образцы охлаждаются на воздухе.

Намагничивание образцов и регистрация перемагничивающего тока, соответствующего величине коэрцитивной силы, производится с помощью приставного электромагнита коэрцитиметром

КИФМ-1, ЭДС вторичной обмотки накладного индукционного преобразователя, пропорциональная начальной магнитной а проницаемости образцов, определяется после выпрямления с помощью микроамперметра М906, при этом производится предварительная компенсация ЭДС вторичной обмотки преобразователя на образце н наименьшей проницаемостью.

Полученные результаты представлены на чертеже. Характер изменения кривых позволяет выделить три области температур отпуска, в каждой из которых имеется монотонно падающий участок одной из кривых. В области температур отпуска, где коэрцитивная сила практически не меняется (заштрихованная область), наблюдается существенноепадение величины начальной магнитной проницаемости, пропорциональной ЭДС вторичной обмотки накладного индукционного преобразователя. Таким образом, измеряя оба параметра - размагничивающий ток, пропорциональный

Н, и ЭДС вторичной обмотки индукционного преобразователя, пропорциональную P „ можно однозначно судить о температуре отпуска, а значит и о механических свойствах изделий во нсем диапазоне существующих температур отпуска.

Формула и з обр ет ения

Способ электромагнитного контроля качества термической обработки изделий, заключающийся в том, что изделие намагничивают до насыщЕния,, из-. меряют его магнитную проницаемость и параметр петли гистерезиса, по совместномуанализу которых определяют качество термической обработки изделия, р,mA

g РНА

N0 о

zoo zoo юо st

Составитель И. Рекунова

Техред М.Дидык Корректор Л. Пилипенко

Редактор H. Тупица

Заказ 1189/41

Тираж 788

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðoä, ул. Гагарина, 101

5 146 748 отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, повышения чувствительности и достоверности контроля, измеряют магнитную проницаемость изделия до его намаг5 ничивания, размагничивают его, а в качестве параметра петли гистерезиса используют коэрцитивную силу, определяемую по величине тока размагничивания.