Способ изготовления образца с дефектом типа трещина

 

Изобретение касается неразрушающего контроля и может быть использовано для метрологического обеспечения дефектоскопической аппаратуры при капиллярном и магнитопорошковом неразрушающем контроле изделий в различных отраслях машиностроения. Цель изобретения - расширение области применения за счет получения трещин малой ширины раскрытия в заданном месте. Способ заключается в том, что на рабочей поверхности заготовки образца изготавливают продольный паз глубиной H, имеющий ширину, равную длине A задаваемого дефекта, и азотируют поверхность образца на глубину не более глубины паза. После азотирования поверхности заготовки образца на его рабочей поверхности изготавливают прорезь электроэрозионным методом с применением электрода в виде плоской пластиины толщиной (0,2- 0,5) L и длиной не менее ширины A широкой грани образца, имеющего Т-образный паз 6 и устанавливаемого углублением к поверхности образца перпендикулярно и симметрично относительно азотированного паза, при этом прорезь образца под широкой частью Т-образного паза выполняют на величину L, равную 0,7 - 0,9 глубины паза. После этого проводят деформацию заготовки образца изгибом до появления трещины в азотированном пазе, а затем шлифуют поверхность образца с пазом на глубину прорези. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСПУБЛИК (l% (И) щ)5 С 01 N 27/82

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П<НТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4461919/25-28 (22) 15.07.88 (46) 07.05.90. Бюл. М 17 (71) Научно-исследовательский институт интроскопии (72) Г.Г.Газизова, Д.И.Косовский и В.В.Петров (53) 620.1.79.14 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 26331, кл. G 01 N 27/84, 1968.

Авторское свидетельство СССР

1(1465754, кл. G 01 N 27/82, 1987 ° (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБРАЗЦА С

ДЕФЕКТОМ ТИПА ТРЕЩИНА (57) Изобретение касается нераэрушающего контроля и может быть использовано для метрологического обеспечения дефектоскопической аппаратуры при капиллярном и магнитопорошконом неразрушающем контроле изделий в различных. отраслях машиностроения. Цель изобретения — расширение области применения за счет получения трещин малой ширины раскрытия в заданном месте. Способ заИзобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для метрологического обеспечения дефектоскопической аппаратуры при капиллярном и магнитопорошковом неразрушающем контроле изделий в различных областях машиностроения. ключается в том, что на рабочей поверхности заготовки образца изготавливают продольный паз глубиной

h имеющий ширину, равную длине задаваемого дефекта, и азотируют поверхность образца на глубину не более глубины паза. После азотирования поверхности заготовки образца на его рабочей поверхности изготавливают прорезь электроэрозионным методом с применением электрода в виде плоской пластины толщиной (0,2-0,5)1 и длиной не менее ширины А широкой грани образца, имеющего Т-образный паз и устанавливаемого углублением к поверхности образца перпендикулярно и симметрично относительно аэотированного паза, при этом прорезь образца. под широкой частью Т-образного паза выполняют на величину 1, равную 0,70,9 глубины паза. После этого проводят деформацию заготовки образца изгибом до появления трещины в азотированном пазе, а затем шлифуют поверхность образца с пазом на глубину прорези. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Целью изобретения является расп.и.рение области применения за счет получения трещин малой ширины раскрытия в заданном месте.

На фиг.1 показана заготовка образца с пазом и поверхностным азотированным слоем толщиной Ъ, поперечное сечение, на. фиг.2 — то же, 1562835 с прорезью, перпендикулярной пазу; на фиг.3 — электрод для изготовления прорези электроэрозионным способом; на фиг.4 — образец в центральной части продольного паза после сошлифо5 нывания поверхностного слоя на величину, равную глубине 1 прорези в цент ральной части заготовки образца, nonåðå÷íoå сечение, на фиг.5 — готовый

Образец, вид сверху.

Образец содержит заготовку 1. В центральной части заготовки 1 образ-! а выполнен продольный паз 2 шириной д и глубиной h. Ширина а паза 2 .равна длине задаваемого дефекта. Глубина паза h должна быть не менее

Глубины Ь азотированного слоя 3. На заготовке 1 образца симметрично и перпендикулярно пазу 2 выполнена прорезь 4, глубина которой ступенчато увеличивается к боковым поверхностям заготовки l а глубина 1

Меньшей ступеньки, прилегающей к пазу 2, выбрана из соотношения 1 (0,7-0,9) h.

Прорезь 4 выполняют с помощью электрода 5 в виде плоской пластины толщиной (0,2-0,5) 1 и длиной не менее ширины А рабочей поверхности заготов-, ки 1 со сквозным Т-образным пазом 6 в его средней части, выполненным так, ю что широкая часть паза 6 выходит на рабоную поверхность электрода 5 и имеет длину С и высоту H определяемые соответственно из соотношений С

2а — 0,7А и Н, (1-2)1, а длина с! и высота Н узкой части Т-образного паза выбирается соответственно из соотношений d = а и Н (2-4)1.

Способ осуществляется следующим образом

На рабочей поверхности протяженной заготовки 1 образца выполняют продольный паз 2 глубиной h и шириной а, равной длине задаваемого дефекта, азотируют рабочую поверхность заготовки 1 на глубину b, не превышающую h паза 2. После этого электроэрозионным методом с помощью электрода 5 с Т-образным пазом 6 выполняют прорезь 4 по всей рабочей поверхности заготовки 1 перпендикулярно и симметрично относительно паза 2 и осуществляют деформацию заготовки 1 из55 гибом до появления трещины в азотированном пазе 2. Затем шпифуют рабочую поверхность заготовки 1 на глубину 1 =- (-0,7-0,9)h

II р и м е р. Изготавливают трещину длиной 2 мм и шириной раскрытия не более 0,001 мм. Трещину изготавливают на заготовке 1 в виде протяженной полосы с размерами 4 х 20 х х 150 мм. На одной из широких сторон образца, являющейся рабочей, в ее центральной части изготавливают продольный паз 2 длиной 20 мм, шириной 2 мм и глубиной 0,4 мм ° Далее азотируют поверхность образца на глубину 0,3 мм. После этого прорезают прорезь 4 глубиной 0,3 мм, расположенную симметрично и перпендикулярно относительно продольного паза 2. Прорезание прорези 4 осуществляют.электроискровым методом с помощью электрода 5, закрепленного в держателе электроэрозионной установки типа А207.?3.141. Электрод 5 выполнен из латунной фольги толщиной 0,05 мм в виде прямоугольной пластины (фиг.3). На одной из сторон пластины длиной 20 мм выполнен

Т-образный паз 6. Длина широкой части паза 6 равна 14 мм, длина центральной узкой части паза 6-2 мм. Превышение высоты Н боковых частей электрода над его центральной частью равно 0,5 мм. Высота узкой части па-. за 6-1,5 мм. Перед прорезанием узкой прорези 4 электрод 5, закрепленный в держателе электроэрозионной установки, располагается симметрично и перепендикулярно продольному пазу 2 так, чтобы края электрода 5 точно совпали с боковыми сторонами заготовки 1 образца. При этом центральная узкая часть паза 6 точно расположена над продольным пазом 2.

При электроискровом изготовлении фиксируют показание А< индикатора, контролирующего вертикальное перемещение электрода, в момент появления искры под широкой частью Т-образного паза 6. Наблюдая показания А индикатора, отключают электроискровую установку, когда разность А А будет равна величине Лд — Л,=0,9 мм, При этом глубина узкой прорези 4 1 будет равна 0,3 мм. Затем образец подвергается деформации из гибом до образования тре ш ны на азотированной поверхности продольного паза 2. После этого образец подвергается ппифованйю таким образом, чтобы глубина продольного паза был» О, 05-0, 1 мм.

Это необходимо д IR T о .о, чtîáû при

5 1562835 6 шлифовании не коснуться азотирован- — С возрастанием глубины прорези 4 шиной поверхности продольного паза 2, рина раскрытия ее увеличивается. Тасодержащего трещину 7. Поверхность ким образом, применение электрода образца с продольным пазом 2 подвер- толщиной менее 0,2 1 невозможно, Негается полированию, в результате

5 целесообразным является также причего сполировывается металл, затя- мененне электродов толщиной более нувший краевые щели 8 при шлифовани 0,5 1, так как при этом прорезь 4 не и они становятся хорошо визуально является уже концентратором и точно видимыми. не определяет то место, где может

Яозможность получения единичной образоваться трещина ° трещины малой ширины раскрытия обес- Наличие T-образного паза 6 на печивается, если концентратор выпол- электроде 5 позволяет одновременно нен в виде узкой прорези, ширина ко- изготовить и концентратор в виде т ,( орои не превосходит половины ее глу .15 узкой прорези 4 глубиной 1 и крае:бины. Изготовление такой прорези воз- вые метки 8 с помощью одного плоскоможно только электроэрозионным мето- ro электрода 5. При этом краевые метдом. Для обеспечения нахождения мес- ки 8 располагаются строго по одной лита расположения дефекта 7 на образце линии (фиг,2). Широкая часть Т-обраэизготавливают метки в виде узких ще- 20 ного паза 6 должна быть не м н лей — краевых меток 7, расположенных значений ширины ц продольного паза у боковых сторон образца, получаемых 2 и не превышать 0,7 ширины образпосле шлифования. Поиск дефекта и ца А. Длина широкой части Т-образноизмерение его ширины раскрытия осу-. го паза 6 определяет длину центществляют с помощью электронного мик- 25 ральной части узкой прорези 4. Чем роскопа, поле зрения которого состав- больше длина прорези 4 и чем больше ляет сотые доли миллиметра, что через- ее глубина, тем ближе при деформации вычайно затрудняет нахождение де- образца изгибом дефект в виде трефекта 7. В процессе поиска отсчет шины будет располагаться к линии, микроскопа устанавливают относитель- 30 гроходящей через прорезь 4. Поэтому но краевых меток 8. Если дефект 7 дли"-а прорези 4 в центральной части расположен строго между краевыми образца должны быть нг- менее двух метками 8, то это существенно облег- значений ширины д продольного паза. чает нахождение его местоположения. Для получения краевых меток 8 доНеобходимо учитывать, что дефект 7

35 статочной длины длина прорези 4 в при деформации изгибом располагает- центральной части образца должна быть ся на линии, совпадающей с линией, не более 0,7 ширины образца А.. Допроходящей через прорезь 4 (кон- полнительное узкое углубление длицентратор) . Поэтому необходимо, что- ной а в центральной части электрода бы краевые метки 8 также располага- 10 5 необходимо для того, чтобы исклюлись на этой линии. Данное требование чить прожигание прорези 4 в азотиро.обеспечивается, если узкую прорезь 4 ванном слое поверхности паза 2. Азои краевые метки 8 изготавливать од- тированный слой 1 на дне продольноновременно с помощью плоского элект- го паза 2 (фиг.2) не будет затронут рода в виде тонкой пластины толщиной 15 при электроискровом методе изготов(0,2-0,5)1. Обычно глубина щели 1 . ления, если предварительно устаноне превосходит 0,3-0,5 мм, а ее тол- вить электрод таким образом чтобы

Э щина в основном определяется толщи- . узкая часть Т-образного паза 6 длиной электрода. Стремятся получить ной а точно располагалась над пропрорезь 4 возможно меньшей ширины, 5р дольным пазом 2, и прорезь 4 не буминимальная величина которой опре-. дет доходить до его дна на величиделяется жесткостью материала элект- ну (0,1-0,3)h. рода, применяемого для ее изготовле- Для получения прорези 4 глубиной ния. Наименьшая толщина металличес- 1 .высоты углубления Н узкой части

4 кого электрода 0,05 мм. С учетом 55 электрода должна быть не менее (2— разжигания прорези 4 в процессе ее . 4)1. Зто объясняется расходованием изготовления минимальная ширина рас- . электрода при электроискровом изго— крытия в лучшем случае не превысит товлении щели. С увеличением глуби0,06 мм при глубине прорези 4 0,3 мм. ны щели расход электрода на единицу

1 562835 ее глубины увеличивается. При изготовлении узкой щели 2 малой глубины (порядка 0,1-0,2 мм) на единицу ее глубины расходится не более двух единиц высоты электрода 5, при изготовлении прорези 4 большей глубины (порядка 0,5-1,5 мм) расход электрода 5 к получаемой глубине достигает четырехкратного отношения.

Наличие боковых частей электрода

5, имеющих большую высоту по сравнению с высотой его центральной части, обеспечивает получение большей глубины прорези 4 по ее краям у боковых сторон образца.

Формула изобретения

1. Способ изготовления образца с дефектом типа трещина,, заключающийся в том, что на рабочей поверхности протяженной заготовки образца выполняют продольный паз глубиной h u

Шириной д, равной длине "-.адаваемого дефекта, выполняют на заготовке кон-. центраторы напряжений, aзотируют рабочую поверхность заготовки на глубину b, не превышающую глубину h паза, шлифуют эту поверхность, осуществляют деформацию загстовки образца изгибом до появления трещины в азотированном лазе, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения области применения за счет получения трещин малой ширины раскрытия в заданном месте, после азотирования концентраторы напряжений выполняют электроэрозионным методом в виде прорези по всей рабочей поверхности заготовки образца перпендикулярно и симметрично относительно продольного паза, глубину прорези ступенчато увеличивают K боковым поверхностям заготовки, а глубину 1 меньшей ступеньки, прилегающей к пазу,. выбирают из соотношения 1 (0,7-0,9)h, деформацию заготовки образна изгибом осуществляют после выполнения прорези, а шлифование рабочей поверхности заготовки выполняют на глубину 1, 2. Способ по п.1, о т л и ч а ю= ш и и с я тем, что для выполнения прорези используют электрод в виде плоской пластины, толщиной (0,20,5)1 и длиной не менее ширины А рабочей поверхности заготовки образца со сквозным Т-образным пазом в средней части его рабочей поверхности, выполненным так, что широкая часть 7.-образного паза выходит «а рабочую поверхность электрода и имеет длину С и высоту Н, определяемые соответственно из соотношений

С = 2а — 0,7 А и Н =. (1-2)1, а длина d и высо та Н узкой части Тобразного паза выбираются соответственно из соотношений d = а и

Н2Ь (2-4)1„

15628.35

Ри-0 7А

4 3

t./47- 0y)b

МЪ

Составитель И.Рекунова

Редактор Л.Гратилло Техред 11,Xоданич Корректор Н.Король

Заказ 1061 Тираж 508 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета но изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, %-35, Рау пская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101