Способ определения разупрочнения деталей из алюминиевых сплавов



Способ определения разупрочнения деталей из алюминиевых сплавов
Способ определения разупрочнения деталей из алюминиевых сплавов
Способ определения разупрочнения деталей из алюминиевых сплавов
Способ определения разупрочнения деталей из алюминиевых сплавов
Способ определения разупрочнения деталей из алюминиевых сплавов
Способ определения разупрочнения деталей из алюминиевых сплавов

 


Владельцы патента RU 2602411:

Публичное акционерное общество "Туполев" (RU)

Использование: для определения степени разупрочнения деталей из алюминиевых сплавов. Сущность изобретения заключается в том, что способ определения степени разупрочнения деталей из алюминиевых сплавов, сопровождающийся распадом твердого раствора в алюминиевых сплавах, включает определение удельной электропроводимости контролируемого материала на участке разупрочнения, дополнительно проводят на образцах-свидетелях (тамплетах) процессы термообработки, имитирующие условия, повлиявшие на разупрочнение деталей с последующим определением на тамплетах значения удельной электропроводимости; вытачивают из тамплетов образцы, на которых определяются механические характеристики по результатам испытаний на растяжение; строят графики зависимости механических характеристик образцов от удельной электропроводимости; определяют аппроксимирующие уравнения, по которым вычисляются граничные значения удельной электропроводимости, соответствующие допустимому нижнему значению механических свойств для каждой конкретной плавки и вида полуфабриката; сопоставляют значение удельной электропроводности на детали из алюминиевого сплава на участке разупрочнения с полученными расчетными значениями после имитационной термообработки. Технический результат: обеспечение возможности определения ослабления механических свойств в темном пятне алюминиевого сплава. 4 табл., 3 ил.

 

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для определения степени разупрочнения деталей из алюминиевых сплавов.

В производственной практике часто встречается дефект на крупногабаритных деталях из алюминиевых сплавов в виде участков материала с пониженными механическими свойствами. Данные участки выявляются после анодного оксидирования (анодирования) в виде темных пятен. Появление темных пятен (участков с пониженными механическими свойствами) на поверхности алюминиевых изделий происходит из-за нарушения технологии термообработки или нежелательных нагревов поверхности в процессе производства. На предприятиях процесс анодирования проводят на заключительных этапах изготовления деталей. По этой причине определить механические свойства на выявленных после анодирования темных пятнах является невозможным. В таких случаях наиболее приемлемым способом контроля остается замер удельной электропроводимости вихретоковым методом.

Известен способ определения распада твердого раствора в алюминиевых сплавах после термической обработки, включающий определение удельной электропроводимости контролируемого материала и дополнительное определение удельной электропроводимости этого же материала после его перезакалки и после отжига (ПИЗ №2093820, 15.02.1996, Кл. G01N 27/00). Для количественного определения степени распада твердого раствора в предлагаемом способе используют безразмерный коэффициент С, который не дает возможности судить о годности контролируемой детали по механическим свойствам.

Недостаток данного способа заключается в том, что по нему нельзя определить, насколько произошло послабление механических свойств в темном пятне, а следовательно, нельзя судить о годности всей детали.

Целью изобретения является создание методики контроля деталей с темными пятнами, выявленными в процессе производства.

Предлагается способ определения разупрочнения деталей из алюминиевых сплавов, сопровождающийся распадом твердого раствора в алюминиевых сплавах, включающий определение удельной электропроводимости контролируемого материала на участке разупрочнения и дополнительное проведение на образцах-свидетелях (тамплетах) процессов термообработки, имитирующих условия, повлиявшие на разупрочнение деталей с последующим определением на тамплетах значения удельной электропроводимости; вытачивание из тамплетов образцов, на которых определяются механические характеристики по результатам испытаний на растяжение; построение графиков зависимости механических характеристик образцов от удельной электропроводимости; определение аппроксимирующих уравнений, по которым вычисляются граничные значения удельной электропроводимости, соответствующие допустимому нижнему значению механических свойств для каждой конкретной плавки и вида полуфабриката; сопоставление значений удельной электропроводимости на детали из алюминиевого сплава на участке разупрочнения с полученными расчетными значениями после имитационной термообработки.

При появлении темных пятен после анодирования на крупногабаритных алюминиевых деталях замеряют удельную электропроводимость на темном участке в точке, имеющей максимальное потемнение (точке разупрочнения). Если удельная электропроводимость не выше граничных значений, то такие детали можно считать годными. Установленными граничными значениями считаются значения, установленные путем имитации разупрочнения в лабораторных условиях на образцах-свидетелях (тамплетах) из той же плавки-садки по вновь разработанному способу.

Способ определения годности деталей заключается в следующем.

Из материала той же плавки, что и деталь с темным пятном, годность которой необходимо определить, нарезаются заготовки определенного размера. Для этого используется неприменимый остаток материала. Количество заготовок зависит от способа последующей имитации и выбирается в диапазоне, достаточном для построения более точных корреляционных кривых.

Проводится термообработка заготовок, максимально имитируя условия, повлиявшие на разупрочнение детали в процессе производства.

После термообработки на заготовках измеряется значение удельной электропроводимости. Далее из заготовок вытачиваются стандартные образцы типа III по ГОСТ 1497-84 «Методы испытаний на растяжение», на которых определяются механические характеристики по результатам испытаний на растяжение: временное сопротивление разрыву - σΒ, предел текучести при растяжении - σ0,2, относительное удлинение - δ.

По полученным результатам с помощью компьютерной программы Excel строятся графики зависимости механических характеристик тамплетов от удельной электропроводимости: σΒ - γ, или σ0,2 - γ, или δ - γ и определяются аппроксимирующие уравнения, по которым, в свою очередь, вычисляются граничные значения удельной электропроводимости, соответствующие допустимому нижнему значению механических свойств согласно нормативных требований на материал (ОСТ, ГОСТ, ТУ). Полученные значения принимаются как допустимые для каждой конкретной плавки и вида полуфабриката.

Далее измеряется значение удельной электропроводимости на боевой детали и полученное значение сопоставляется с полученными расчетными граничными значениями после имитационной термообработки. После чего определяется годность боевой детали.

Пример 1

Установлено, что причиной появления темных пятен на детали из сплава марки В95очТ2 является нагрев материала в процессе механической обработки. Анализ технологии механической обработки из профилей показал, что в процессе изготовления возможными факторами, влияющими на распад твердого раствора, являются: затупление фрезы, увеличение подачи, вращение фрезы на одном месте при ее входе и выходе, несоблюдение режимов резания, вызывающее повышение температуры обрабатываемых деталей при механической обработке. В качестве имитации нарушения режима механической обработки, в результате которого возможен перегрев, выбраны 30-минутная выдержка при температурах: 200°С, 210°С, 220°С, 230°С, 240°С, 250°С.

Пример 2

Установлено, что причиной появления темных пятен на детали из сплава марки В95очТ2 является нарушение режимов нагрева в процессе термоправки. Анализ технологии термоправки профилей показал, что возможными факторами, влияющими на распад твердого раствора, являются: нагрев заготовок выше или длительнее установленных температурно-временных норм. Соответственно имитацию нарушения режима термоправки осуществляем путем длительной выдержки при допустимой температуре и при температуре выше допустимой по сравнению с требованиями технологии. Выбрано время выдержки - 0,5; 1; 2; 3 часа при температуре 200°С.

Пример 3

Установлено, что причиной появления темных пятен на детали из сплава марки В95очТ2 является некачественная закалка. Анализ технологии термообработки профилей показал, что возможными факторами, влияющими на распад твердого раствора, являются: длительное время переноса образцов из печи в закалочный бак, плотная упаковка изделий при термической обработке, большая садка, высокая температура закалочной среды, наличие воздушных карманов из-за неправильного расположения изделий в садке при термообработке. Имитацию в данном случае осуществляем снижением температуры закалки путем увеличения времени переноса образцов из печи нагрева перед погружением в закалочный бак (процесс закалки). В процессе закалки длительность времени переноса выбрана 10; 80; 180; 240; 300 секунд.

После имитационной термообработки по примеру 1, 2 или 3 на тамплетах измеряются значения удельной электропроводимости и определяются механические свойства (временное сопротивление разрыву, предел текучести при растяжении, относительное удлинение).

При сопоставлении полученных значений механических свойств, приведенных в таблицах 1, 2, 3, с требованиями ТУ 1-83-58-2002, приведенными в таблице 4, выявлено, что наиболее чувствительным параметром является временное сопротивление разрыву σΒ. Соответственно с помощью компьютерной программы Excel строим графики зависимости σB - γ (фиг.1, 2, 3).

Далее по уравнению, полученному через линии тренда, определяется значение удельной электропроводимости, соответствующее минимально допустимому значению прочности для исследуемого материала, равному 51 кгс/мм2. Получаем следующее граничное значение удельной электропроводимости, превышение которого недопустимо. В случае для деталей с темными пятнами причиной образования которых послужил нагрев при термической обработке, граничное значение удельной электропроводимости равно 22,9 МСм/м; для деталей с темными пятнами, причиной образования которых послужил перегрев при термоправке, граничное значение удельной электропроводимости равно 23,0 МСм/м; для деталей с темными пятнами, причиной образования которых послужила некачественная закалка, граничное значение удельной электропроводимости равно 23,2 МСм/м.

Измеряем значение удельной электропроводимости контролируемой детали и сопоставляем с расчетными значениями, полученными после имитационной термообработки. Если значение, измеренное на детали, ниже граничного, то деталь пропускается в дальнейшее производство. Дополнительно по тем же уравнениям возможно вычислить, насколько произошло снижение. Для этого в уравнение подставляется значение удельной электропроводимости, полученное на детали.

Использование предлагаемого способа позволяет определить степень разупрочнения на деталях из алюминиевых сплавов в количественном выражении и на его основе определять изменения механических свойств в результате нарушения технологических процессов, возникающих в производственной практике.

Применение данного способа увеличивает точность и информативность для определения годности детали неразрушающим методом.

Способ определения степени разупрочнения деталей из алюминиевых сплавов, сопровождающийся распадом твердого раствора в алюминиевых сплавах, включающий определение удельной электропроводимости контролируемого материала на участке разупрочнения, отличающийся тем, что дополнительно проводят на образцах-свидетелях (тамплетах) процессы термообработки, имитирующие условия, повлиявшие на разупрочнение деталей с последующим определением на тамплетах значения удельной электропроводимости; вытачивают из тамплетов образцы, на которых определяются механические характеристики по результатам испытаний на растяжение; строят графики зависимости механических характеристик образцов от удельной электропроводимости; определяют аппроксимирующие уравнения, по которым вычисляются граничные значения удельной электропроводимости, соответствующие допустимому нижнему значению механических свойств для каждой конкретной плавки и вида полуфабриката; сопоставляют значение удельной электропроводности на детали из алюминиевого сплава на участке разупрочнения с полученными расчетными значениями после имитационной термообработки.



 

Похожие патенты:

В способе проведения исследования плоской кровли из мягких изоляционных материалов используется токопроводящий контур, приемник и источник сигнала. При этом контур представляет собой неизолированный многожильный медный провод, который выкладывают по периметру исследуемой поверхности, поверхность внутри контура увлажняют водой, изолируют воронки ливневой канализации и всевозможного оборудования с помощью кольца из неизолированного многожильного медного провода, расположенного вокруг воронки или оборудования, кольцо соединяется с контуром гибким изолированным проводом, к контуру подключается импульсный источник сигналов, вторая клемма подключается к заземлению здания, используют приемник с двумя зондами для определения, где проходит импульс от источника через место повреждения/дефект в гидроизоляционном слое к заземлению, приемник графически отображает 5-7 последних измерений в течение 16 секунд, по увеличению и/или уменьшению сигнала определяют направление движения к месту повреждения/дефекту, проверку места повреждения/дефекта проводят следующим образом: в место повреждения/дефект устанавливают один из зондов, а другим зондом на расстоянии 0,2-1,0 м выполняют измерение сигнала вокруг установленного в место повреждения/дефект зонда.

Изобретение относится к ремням или тросам с покрытием, используемым, например, в лифтовых системах, используемых для подвешивания лифта и/или приведения его в действие.

Предложение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для измерения глубины трещин на сложнопрофильных объектах с поверхностью переменной кривизны, например, при измерении глубины трещин, выходящих на поверхность лопаток паровых турбин.

Изобретение относится к области диагностики механического состояния конструкций, а именно к технике диагностики повреждения поверхности конструкций, и может быть использовано для мониторинга поверхностей объектов авиационной техники.

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для измерения скорости распространения фронта трещины в магистральном газопроводе при его испытании на протяженное разрушение.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к методам неразрушающего контроля стационарных конструкций, и может быть использовано для обнаружения локальных повреждений антенных мачт и других конструкций, используемых в том числе в составе систем вооружения и военной технике противовоздушной обороны.

Изобретение относится к неразрушающим способам определения механизма электрической проводимости, в частности на атомарном уровне, и может быть использовано при разработке новых изоляционных материалов с заданной протонной проводимостью, а также кристаллов, используемых в оптоэлектронике и лазерной технике.
Наверх