Акустоэмиссионный способ контроля состояния поверхностного слоя изделия
Изобретение относится к неразрушающему контролю методом акустической эмиссии (АЭ) и может быть использовано для определения технического состояния поверхностного слоя изделий в целях выбора оптимальных видов и режимов поверхностной обработки, обеспечивающих максимальную работоспособность изделий. Целью изобретения является повышение информативности контроля состояния поверхностного слоя изделий за счет определения начала микротекучести поверхностного слоя.Контролируемое изделие ступенчато нагружают по схеме чистого изгиба с выдержкой по времени после каждого шага, в течение которой регистрируют интенсивность АЭ. Изменяют величину прогиба до напряжения в нагруженном слое, близкого к значению предела текучести материала, По зависимости суммарной АЭ от напряжений в поверхностном слое определяют точку излома, соответствующую значению напряжения , при котором начинается микропластическая деформация поверхностных слоев, по которому судят о состоянии поверхностного слоя изделия. 1 ил. (Л С
союз соВетских
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ В ЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4929671/28 (22) 04.02.91 (46) 23.02;93, Бюл. N. 7 (71) Запорожский машиностроительный институт им.В.Я.Чубаря (72) С.А,Беженов,A.E.Poéòìàí и В.П,ХуповКВ (56) Авторское свидетельство СССР № 1293634, кл.G 01 N 29/14, 1987. Авторское свидетельство СССР N. 1467502, кл, G 01 N 29/14,1989. Авторское свидетельство СССР № 1322141, кл, 6 01 N 29/14, 1987, (54) АКУСТОЭМИССИОННЫЙ СПОСОБ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю методом акустической эмиссии (АЭ) и может быть использовано для определения технического состояния поверхностного слоя изделий в целях выбора Изобретение относится к области неразрушающего контроля методом акустической эмиссии (АЭ) и может быть использовано для определения технического состояния поверхностного слоя изделий в целях выбора оптимальных видов и режимов поверхностной обработки, обеспечивающих максимальную работоспособность изделий. Известен акустозмиссионный способ определения свойств материала изделия, заключающийся в том, что нагружают контролируемое изделие, регистрируют сигналы А3, определяют напряжения, соответствующие максимуму и половине максимального значения активности излучения АЭ, и по со, .Я2, 1797045 А1 оптимальных видов и режимов поверхностной обработки, обеспечивающих максимальную работоспособность иэделий, Целью изобретения является повышение информативности контроля состояния поверхностного слоя изделий за счет определения начала микротакучести поверхностного слоя. Контролируемое изделие ступенчато нагружают по схеме чистого изгиба с выдер>ккой по времени после каждого шага, в течение которой регистрируют интенсивность АЭ, Изменяют величину прогиба до напряжения в нагруженном слое, близкого к значению предела текучести материала, По зависимости суммарной АЭ от напря>кений в поверхностном слое определяют точку излома, соответствующую значению напряжения, при котОром начинается микропластическая деформация поверхностных слоев, по которому судят о состоянии поверхностного слоя иэделия, 1 ил. отношению этих напряжений судят о пластичности материала. Известен также способ контроля прочности материалов изделий. заключающийся в том, что изделие нагру>кают, выдерживают при постоянной незагрузке, принимают сигналы АЭ, выдержку изделия при постоянной нагрузке осуществляют до прекращения сигналов АЭ, а параметры затухания сигналов АЭ определяют по времени моментом прекращения изменения нагрузки и моментом прекращения сигналов А3. Недостатком известных способов является невозможность определения состояния поверхностного слоя изделий, обусловленная тем, что реализация извест1797045 30 О Рдэ <0 < т о;+С 1цйдэ = A — К г дэ o, — сдэ (oi — o äý) + Кордэ+ С 50 ных способов не позволяет выделить сигналы АЭ, вызванные процессами, происходящими в поверхностных слоях материала изделий. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является акустоэмиссионный способ контроля изделий по параметрам АЭ, заключающийся в том, что нагружение осуществляют по схеме чистого изгиба, изменяют величину прогиба до напряжений в нагруженном слое, близких к значению предела текучести, регистрируют интенсивность сигналов АЭ, по которой о наличии дефекта, а по величине прогиба — o глубине его залегания. Недостатком известного способа является невысокая точность интегральной оценки состояния поверхностного слоя изделия, обусловленная тем, что реализация способа позволяет судить только о наличии дефектов в поверхностном слое. В тот же время факт отсутствия дефектов не определяет полностью техническое состояние поверхностного слоя, которое в значительной степени влияет на работоспособность изделия, Целью изобретения является повышение информативности за счет определения не только дефектов, но и начала микротекучести в поверхностном слое изделий. Поставленная цель достигается тем, что согласно акустоэмиссионному способу контроля изделий, заключающемуся в том, что изделие нагружают изгибом до предела текучести и регистрируют напряжения и сигналы акустической эмиссии, по которой судят о состоянии поверхностного слоя изделия, нагружение изгибом осуществляют где Мдэ- значение суммарной акустической эмиссии; oi — текущее значение напряжения; О дэ — значение напряженйя. соответствующее началу изменения акустико-эмиссионной активности материала; От — предел текучести А,С,К вЂ” коэффициенты, постоянные для данного материала, Полученная интегральная акустико-эмиссионная зависимость имеет два участка (см.фиг.1). Пологий участок (О На чертеже представлена зависимость суммарной АЭ от напряжений в поверхностном слое образца из жаропрочного сплава на никелевой основе при ступенчатом нагружении в полулогарифмических координатах. Акустоэмиссионный способ контроля состояния поверхностного слоя иэделия осуществляется следующим образом. С целью BblAB!lBHMA àêóñòèêî-эмиссионной активности контролируемый объект нагружают ступенчато по схеме чистого изгиба. Нагружение. осуществляют до напряжений в нагруженном слое, близких к значению предела текучести материала, т.е. до нагрузки, превышение которой вызывает макропластическую деформацию поверхностных слоев материала. После каждого шага нагружения. производят выдержку объекта под нагрузкой, в течение которой осуществляют регистрацию и обработку сигналов АЭ по параметру интенсивность АЭ. Таким образом, при контроле одного объекта получают набор тестов, после обработки которых строят интегральную зависимость суммарной АЭ в каждом тесте от напряжений в полулогарифмических координатах, которая может быть выражена формулой. и является идентичным для различных изделий из одного и того же материала. На этом участке увеличение напряжений в поверхностном слое сопровождается низкой акустозмиссионной активностью, Интенсивное увеличение АЭ-параметров(на одиндва порядка) на втором участке (одэ <о <о т),вероятно, обусловлено процессами микропластической деформации, протекающими в поверхностных слоях материала. Значение напряжения <тдэ, соответствующее точке. излома зависимости цйдэ = f (о); зависит от интегральных 1797045 200 "00 блею 5 Gý ИПа Составитель С,Беженов Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О.Густи Редактор Заказ 650 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4I5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 свойств поверхностного слоя и определяет момент начала микротекучести поверхностных слоев, Получив тарировочную зависимость lg Мдэ = =f (о ) для изделия из данного материала с заданной обработкой поверхности, т.е. с заданным состоянием поверхностного слоя иэделия, появляется возможность выбора оптимальных видов и режимов поверхностной обработки, обеспечивающих максимальную работоспособность изделия, за счет сравнения значений напряжения о Aý: увеличение значения одэ ведет к повышению прочностных свойств и увеличению работоспособности изделия в целом и наоборот. Формула изоб етения Акустоэмиссионный способ контроля состояния поверхностного слоя изделий, заключающийся в том, что иэделие нагружают изгибом до предела текучести и регистрируют напряжения и сигналы акустической эмиссии, по которым судят о состоянии поверхностного слоя изделий, о т л и ч а ю щ ий сятем,,что,,с целью повышения информативности за счет определения не только А лз Поскольку при предлагаемом способе контроля материал не переводится в область текучести, то после разгрузки контролируемый объект не изменяет своих 5 геометрических размеров и первоначальных прочностных свойств. Ступенчатое нагружение с выдержкой после каждого шага обеспечивает точность 10 определения точки перегиба зависимости 1цйАэ = f (а) за счет устранения влияния случайных всплесков интенсивности устройства на акустика-эмиссионные характеристикй контролируемого объекта. 20 дефектов, но и начала микротекучести в поверхностном слое изделия, нагружение изгибом осуществляют между ступенями нагружения, а в качестве параметра акустической эмиссии используют суммарную аку25 стическую эмиссию, регистрируют зависимость суммарной акустической эмиссии от напряжений и по параметрам точки излома которой судят о начале микротекучести поверхностного слоя.
