Способ определения уровня остаточных напряжений

СООЭ СОВЕТСНИХ ТЕТ СС И ОТНРЬ ГОСУДМфСТВЕННЫЙ НОМИ СРии иииии ииииииии ии- иихфОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ М АВТОРСКОМУ ных напряжений, о т л и ч а ю щ и и.-.с л тем, что, с целью упрощения спо"саба, стимулируют изменение величиныакустической эмиссии нагреванием.образца, регистрируют первый максимуминтенсивности акустической эмиссии,регистрируют соответствзеМцую ему тем"пературу образца и рассчитывают уровень остаточных напряжений партиииэделий при комнатной температуре поформуле туРа 1 нала лерартуре 9;Ъ - темперарелаксажений. Йй коэффиц остаточных ентнапря 2 (21) 3406674/18" 28(71) Сибирский ордена Трудового Красного. Знамени металлургический инсти",тут ий. Серго Орджоникидзе (53) 531781.2(088.8)(56):1, Авторское свидетельство СССРВф 532866, кл. С 01 й 29/00, 1975.2,. Авторское свидетельство. СССРУ 725015, кл. а 01 К 29/04, 1977;(9 Ф)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УРОВНЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЯ,.заключающийся :в том, что стимулируют изменение вели,чины акустической эмиссии образца, ,регистрируют это изменение, и по его величине определяют уровень остаточ"ф зв ( + ф,31.8гойологическая темперапредел текучести матеи и гомологической теФ10338 Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля и может быть использовано в любой отрасли машиностроения.Известен ультразвуковой способ оп" ределения уровня остаточных напряжений., при котором методом акустической эмиссии Фиксируют нагрузку, соответствующую пределу текучести матери" ала, и определяют относительное изме О нение скорости распространения ультра- звчкооых волн в изделии, по которому судят о величине остаточных напряже ний 13.Способ сложен и требует дополнитель- ц , ного специального оборудования " уст". ройстварегистрации скорости распрост". ранения ультразвуковых волн.Наиболее близким к изобретению яв" ллется способ определения уровня остаточных напряжений, заключающийся в том, что стимулируют изменение ве" личины акустиче=кой эмиосии образца, регистрируют это изменение и по его величине определяют уровень остаточ" ных напряжений. Параметры акустической эмиссии регистрируют при нагруже" нии образца и по интенсивному росту амплитуды акустической эмиссии одре" деллют критическую нагрузку, затей определяет разность разрушающей и кри" тической нагрузок, находят величину нагрузки, приведенную к разрушающей наГрузке изделия с нулевым уровнем остаточным напряжений, и рассчитывают значение уровня остаточных напря" М жений в контролируемом образцв 2 1.Недостатком способа является его сложность, так как существует необходимость предварительного разруше ния партии однотипных образцов для определения разрушающей нагрузка, в результате чего велики материаль" ные затраты при использовании способа, невозможность применения его для 4 пластичных материалов, когда необхо" димо учитывать не только предел проч- . ности, но и предел, текучести матери" алаЦель изобретения - упрощение спо 50 саба.Поставленная цель достигается твм, что согласно способу определения уровня остаточных напряжений, заключающемуся в том, что стимулируют изменение величины акустической эмиссии образца, регистрируют это изменение и по его величине определяют уровень остаточных напряжений, стимулируют из" 62мененме величины акустической эмисоии нагреванием образца, регистрируют пер" вый максимум интенсивности акусти" ческой эмиссии, регистрируют соответствующую ему температуру образца и рассчитывают уровень остаточных напряжений С,о партии изделий при комнатной температуре по Формуле6ргде 8 - гомологическая температура;Йт- предел текучести материала пригомологической температуре 9;Ъ - температурный коэФФициентрелаксации остаточных напряжений.На Фиг. 1 представлена схема уст-. ройства для осуществления способа; на фиг. 2 - граФики изменения предела текучести материала - 1 и уровня остаточных напряжений в образце - 2.Устройство содержит, размещенный на образце 1 волновод 2 с прикрепленной к нему термопарой 3. Образец 1 помещен ,в печь 4. Пьезоэлектрический датчик 5 помещен на торец волновода 2 и подсоединен к входу регистратора 6 акусти" ческой эмиссии, который соединен с циФ" ропечатающим блоком 7. Термопара 3 соединена с циФровым милливольтметром 8, выход которой также соединен с цифропечатающим блоком 7.В основу способа положена зависимость между пределом текучести, уров" нем остаточных напряжений и температурой, С повышением температуры предел текучести и уровень остаточных на. пряжений снижаютсл,причем изменение предела текучести происходит более интенсивно, чем уровня остаточных напряжений, Следовательно существует; точка пересеченил двух кривых, которал соответствует смене механизма релаксации остаточных напряжений ползу" чести на пластическую деФормацию. При достижении остаточными напряженилми предела текучести в образце возникают упругие механические волны " акусти" ческая эмиссиил, интенсивность которой резко возрастает при нагревании образца. Способ осуществляют следующим образом.Нагреванием образца стимулируют из" менение величина акустической эмиссии, регистрируют первый максимум интенсивности акустической эмиссии и соответствующую ему температуру образца. По полученным донным рассчитывают уровень3 . 1033 остаточных напряжений партии изделий при комнатной температуре по Формуле : Ьо"фт+ Р (ф - 0,32 (1) описывающей релаксацию остаточных на.пряжений в интервале гомологических .температур 03".8. При температуре ,0,15-03 температуры плавления материала уроаень остаточных напряжений не изменяется.Температурный коэфФициент. р релак сации остаточных напряжений, харак.теризующий .изменение уровня остаточных напряжений при изменении темпера туры, зависит от химического состава стали, Для.углеродистых марок стали установлена следующая .зависимостьр =. (170+15 )+ (632150) С,.(2)где С - содержание углерода в сталы,й.П р и м е р. При нагревании образца, изготовленного из стали 20, первый пик интенсивности акустической эмиссии зафиксирован при 300, что в переводе на гомологическую температуру соответствует 038. Предел текучес.ти для стали 20 при этой температуре равен 18,5 кгlмм 2 или 81,5 ИПа. Тем" пературный коэффициент релаксации ос" : таточных напряжений для стали 20 по Формуле ( 2 ) составитф щ 170 + 6320,2 296,4 ИПа. Подставив полученное значение в фор-. мулу ( 1, находят уровень остаточных напряжений в иэделии при комнатнойтемпеоатуре 865 4181,5 + 296,4 (Ое 38-0,3)фф20,2 МПаУстройство для осуществления спосо"ба работает следующим образом.Образец 1, например участок кон"тактного рельса для подвода тока мет"рополитена длиной 200 мм, нагреваютсо скоростью 8 в минуту. Параллель"оно с нагревом регистрируют интенсив-.ность акустической эмиссии с помощьюдатчика 5, регистратора 6 и цифропечатающего блока 7, на который,одновременно поступает и информация отемпературе образца 1 с милливольтметра 8,ФПри нагреве наблюдается общий фон.интенсивности акустической эмйссии "5-10 импульсов в секунду. При дости"женин 300 наблюдается пик интенсивности - 30 импульсов в секунду. Пос"ле этого нагрев прекращают и вычисля"ют уровень остаточных напряжений приномнатной температуре.Использование предлагаемого спосо ба позволит повысить точность опре"деления уровня остаточных напряжений,поскольку метод акустической эмиссиидает возможность фиксировать началопластической деформации и определятьабсолютное значение уровня остаточныхнапряжений в партии иэделий, снизитьсебестоимость экспресс-контроля, оп"ределять уровень остаточных напряже"ний в пластичных материалах.тираж 60 Подпис ИПИ илиал П аказ 5608/43