РДЭО 0027-2005
Г.5 Комбинирование измерения твердости с методами акустической эмиссии и контролем магнитной проницаемости
Перспективным направлением является комбинирование измерений ме тодом кинетического твердости, с другими методами анализа структурных превращений в результате упругопластической деформации в зоне вдавлива ния индентора [2]. Параллельное изменение магнитных свойств при вдавлива нии шарового индентора получило название метода кинетической ферритометрии (рисунок Г.4). Данный метод предназначен для оценки степени устало стного повреждения конструкций, выполненных из аустенитных сталей после длительных сроков эксплуатации. Определение степени усталостного повреж дения реализуется путем определения изменения содержания ферритной фа зы в аустенитной стали в процессе локального пластического деформирова ния. Принцип метода основан на явлении изменения количества ферритной фазы в аустенитных материалах, обусловленного трансформацией кристал лической гамма-решетки аустенита в альфа- и дельта-феррит под действием циклической нагрузки. По скорости прироста содержания ферритной фазы в процессе поверхностного деформирования металла методом кинетического индентирования при вдавливании шарового индентора производится оценка состояния материала в данном месте контроля.
Метод магнитного акустическо-эмиссионного контроля физико механических свойств материалов при непрерывном циклическом локальном деформировании шаровым индентором используется для оценки циклической повреждаемости исследуемого материала. В основе метода лежит эффект возникновения акустической эмиссии при пластической деформации под ин дентором (рисунок Г.5). Пластически продеформированный материал при по вторном нагружении не излучает сигналы акустической эмиссии пока макси мально достигнутая величина нагрузки не будет превышена (эффект Кайзера), таким образом, параметры акустической эмиссии измеряются при стандартном однократном вдавливании индентора. Для этих целей измерительный узел ки нетического прибора должен быть дополнен широкополосным акустическим датчиком. С целью унификации процесса измерения датчик-преобразователь помещается непосредственно на индентор, изготовленный из материала с низким акустическим сопротивлением, что также позволяет существенно сни зить энергетические потери при записи сигналов акустической эмиссии.
40
|
|
РДЭО 0027-2005 |
|
Нагрузка |
|
Индентор из немагнитного |
|
|
Нагружающий |
материала |
|
|
шток |
|
|
Генераторн |
иловые линии |
Постоянный |
|
магнит |
|||
катушка |
магнитного пол |
||
|
Измерительная
приемная
катушка
Вихревыетоки
Индентор
Феррозонд-градиентометр
Рисунок Г.4 - Принципиальная схема реализации метода кинетической ферритометрии.
Рисунок Г.5 - Метод акустическо-эмиссионного контроля при вдавливании
индентора. Слева - схематическое изображение зон излучения сигналов
аккустической эмиссии. Справа - фотоизображение сечения образца с обозначенными на нем зонами пластической деформации.
41
РДЭО 0027-2005
Таблица Г.2 - Технические характеристики прибора ТЕСТ-5У
Наименование характеристики Диапазон измерения твердости, НВ
Предел допускаемой относительной погрешности прибора при по верке образцовыми мерами твердости 2 разряда типа МТБ по ГОСТ 9031 не превышает:
Мера МТБ 100 + 25 НВ. не более, % Мера МТБ 200 ± 50 НВ. не более, % Мера МТБ 400 ± 50 НВ. не более, %
Предел допускаемой относительной погрешности, % при измерении условного предела текучести и временного сопротивления для ста лей, указанных ниже:
сталь углеродистая качественная конструкционная, сталь корпусная в различных состояниях, сталь 10ГН2МФА, аустенитная сталь,
сварные соединения указанных выше сталей.
Диапазон измерения содержания ферритной фазы, % Предел допускаемой относительной погрешности измерения содер жания ферритной фазы, % Диапазон измерения амплитуды акустических сигналов, дБ (приве денные к 1 мкВ)
Габаритные размеры, не более, мм электронного блока управления приводом головки-редуктора измерительного узла лабораторной силовой рамы ферритометрической системы акустико-эмиссионной системы Масса, не более
электронного блока управления приводом головки-редуктора измерительного узла ферритометрической системы акустико-эмиссионной системы
Значение 80 + 450
i+ i+ I+ ■ь. -ь. сл о о о
+10,0
О ■I- го о
15
28-100
250x420x460
400x400x400
60x60x200
80x70x1200
300x250x350
140x450x370
20
20
5
7
10
Г.6.2 Прибор МЭИ-Т7
Производитель: МЭИ ТУ, г. Москва.
Переносной прибор МЭИ - Т7 позволяет проводить безобразцовый кон троль механических свойств и микроструктуры металла непосредственно в из делии. Автоматический прибор позволяет выполнить экспресс-контроль меха нических характеристик конструкционных материалов на микрошлифах с полу чением диаграмм условных и истинных напряжений в пределах равномерной деформации. Методы применяемы в приборах обладают высокой локально стью и дают возможность выявить распределение механических свойств в ло кальных зонах наклепа, сварных соединений, концентраторов напряжений.
Внешний вид прибора МЭИ - Т7 представлен на рисунке Г.7. Техниче ские характеристики приведены в таблице Г.З.
43
РДЭО 0027-2005
Рисунок Г.7 - Прибор МЭИ - Т7
Таблица Г.З - Технические характеристики прибора МЭИ - Т7
Наименование характеристики |
Значение |
|
Переносной прибор |
0...2000 |
|
Диапазон изменения нагрузок, Н |
||
Погрешность измерения нагрузки , % |
1,0 |
|
Диапазон измерения твердости, ед. НВ |
8...450 |
|
Погрешность измерения твердости, % |
±3,0 |
|
Погрешность определения механических свойств по |
5,0 |
|
сравнению с методом растяжения, % |
||
|
||
Время однократного испытания с определением механи- |
3...5 |
|
ческих свойств, мин |
||
|
||
Габариты, мм |
250x270x250 |
|
Масса, кг |
7 |
|
Автоматизированный прибор |
|
Диапазон изменения нагрузок, Н Погрешность измерения нагрузки , %
Диапазон изменения перемещений индентора, мкм Погрешность измерения перемещения, % Погрешность измерения твердости, ед. НВ, HV, HRC Погрешность определения механических свойств по сравнению с методом растяжения, %
Время однократного испытания с выдачей диаграмм рас тяжения и значений механических свойств, мин Габариты, мм Масса, кг
0...2000
1,0
0...1000
1,5
±3
5,0
3...5
180x220x220
10
44