Способ определения уровня остаточных напряжений в изделии

(51)фф. К,в.С 01 й 29104 С 01 В 17/ОМ с присоединением заявкиГесударетеевкый квинтет ССВР,. вв девам изебретекий и еткрытнй(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УРОВНЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ИЗДЕЛИИ. Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля материа 1 лов и может быть использовано для прогнозирования прочности изделий любой отрасли машиностроения.Известен способ определения уровня остаточных напряжений, заключающийся в том, что в процессе травления измеряется стрела прогиба для плоских образцов или диаметр для кольцеобразных образцов и по ним рассчитывается величина остаточных напряжений 1 3.Такой способ определения величины остаточных напряжений обладает значительной трудоемкостью и является разрушающим. Это обусловлено тем, что испытываемые образцы необходимо вырезать из исследуемого изделия,Кроме того, этот способ чувстви о телен только к напряжениям первого рода.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является 2способ определения уровня остаточных напряжений в изделии, заключающийся в том, что стимулируют в изделии акустическую эмиссию, измеряют ам. плитуду ее импульсов и вычисляют зависящий от амплитуды параметр, по которому судят об уровне остаточного напряжения2 .К недостаткам известного способа относится то, что акустическая эмиссия возникает только при нагружении исследуемого изделия, а по зависимости амплитуды от приложенной нагрузки необходимо определить интервал нагрузок, вызывающий интенсивный рост амплитуды. Реализация такого способа требует применения нагружающего устройства, Кроме того, на зависимость параметров акустической эмиссии от величины: приложенной нагрузки оказывает сильное влияние присутствие микродефектов или любых других концентраторов напряжений, что уменьшает достоверность результатов конт 993114роля, Чувствительность способа позволяет определять напряжение толькопервого рода.Цель изобретения - расширение технологических возможностей.Поставленная цель достигаетсясогласно способу определе 1 ния уровня остаточных напряжений в изделии, заключающемуся в том, что стимулируютв изделии акустическую эмиссию, измеряют амплитуду ее импульсов и вычисляют зависящий от амплитуды параметр, по которому судят об уровне остаточного напряжения, при которомстимуляцию акустической эмиссии осуществляют травлением изделия в растворе, выявляющем структуру материала, а информационный параметр вычисляют как отношение средних значений энергии импульсов акустической эмиссии, измеренных в исследуемом и образцовом изделиях соответственно.Способ реализуют следующим образом.Участок изделия, на котором производят определение уровня остаточных напряжений, подвергают механической зачистке, затем с целью удаления наклепанного в результате механической зачистки слоя подвергаюттравлению и последующей промывке.Подготовленный таким образом участок изделия обрабатывают травящимраствором, состав и концентрациякоторого достаточна для выявленияструктуры материала, Возможным источником акустической эмиссии в процессе травления металлов с выявлениемструктуры является процесс релаксации остаточных напряжений, вызванный преимущественным травлением границ зерен и мест скопления дислокаций.Одновременно с выявлением структуры ведут регистрацию амплитуд и числа импульсов акустической эмиссии, по которым расчитывают среднюю энергию импульсовМ Я1:1Ер= - -д --где Ер - средняя энергия импульсовакустической эмиссии;А, - сумма квадратов амплитуд1=1 импульсОв акустическойэмиссииМ - число импульсов акустической эмиссии.ВНИИПИ Заказ 445/58 4Аналогичным образом проводят регистрацию параметров акустическойэмиссии на эталонном образце, для которого известен уровень остаточных.напряжений и который по составу иструктуре материала близок к исследуемому участку изделия,Увеличение уровня остаточных напряжений сопровождается возрастанием средней энергии импульсов акустической эмиссии, поэтому для сравнительной оценки уровня остаточныхнапряжений сопоставляют средние энергии импульсов акустической эмиссиив изделии и эталонном образце и посоотношению их значений судят обуровне остаточных напряжений в исследуемом участке изделия. Способ позволяет оценить остаточные напряженияпервого и второго рода,Использование предлагаемого способа позволяет проводить сравнительную оценку уровня напряжений в изделиях любой формы и габаритов без ихразрушения, Способ обладает повышенной чувствительностью, что дает воз-.можность оценивать остаточные напряжения первого и второго рода.Формула изобретенияСпособ определения уровня остаточных напряжений в изделии, заключающийся в том, что стимулируют в изделии акустическую эмиссию, измеряютамплитуду ее импульсов и вычисляютзависящий от амплитуды параметр, покоторому судят об.уровне остаточногонапряжения, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения технологических возможностей, стимуляциюакустической эмиссии осуществляюттравлением изделия в растворе, выявляющем структуру материала, а инФормацйонный параметр вычисляют какотношение средних значений энергииимпульсов акустической эмиссии, измеренных в исследуемом и образцовомизделиях соответственно.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Бабичев М.А. Методы определения внутренних напряжений в деталяхмашин, Н., Изд-во,АН СССР, 1955,с. 18-33.2. Авторское свидетельство СССРМ 725015, кл, С 01 И 29/04, 1977