Способ определения уровня остаточных напряжений

СОЮЗ СОВЕТСКИХОаЮФЮТИвнРЕСПУБЛИК ВЮ (И)Ыц С 01 В 17/04 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН СВИДЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСН мате Кф 3,2 13" я йГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Институт прикладной физикАН МССР(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УРОВНЯОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ, заключающийсяв том, что стимулируют в покрытии сигналы акустической эмиссии, подсчитывают их количество, которое используют при вычислении величины остаточных напряжений, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения способа, .стимулируют сигналы акустической эмиссии в двух образцах с известными величинами остаточных напряжений Ь 1 и 42 и в контролируемом изделии, регйстрируют число К, 82 и К импульсов акустической эмиссии в образцах и изделии и определяют величину остаточного напряжения Й в контролируемом изделии по формулеИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в любой отрасли машиностроенияИзвестен способ определения уровня остаточных напряжений в покрытиях, сформированных на токопроводящих поверхностях электроискровыми разрядами. Согласно способу на эталонные образцы наносят покрытия, затем их стравливают, определяют деформационную кривую и с помощью вычислений определяют уровень остаточных напряжений 1).Однако указанный способ невозможно использовать для определения остаточных напряжений непосредственно на готовых изделиях,так как он относится к разрушающим методам кон троля, а потому требует проведения измерений только на эталонных образцах, При контроле уровня остаточных напряжений в процессе формирования покрытий необходимо испытание покрытий на эталонных образцах, полученных с использованием такого же энергетического режима процесса с удельным временем, соответствующим контролируемому.Это значительно усложняет процесс, удлиняет его во времени. Проведенный хронометраж для группы из четыерех образцов из СтЗ показал, чтополное время определения в покрытиях уровня остаточных напряжений составляет 230 мин.Сложность способа обусловленанеобходимостью использования травящих растворов, требующих специальныхсредств защиты и мер безопа ности.Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ определения уровняостаточных напряжений, заключающийсяв том, что стимулируют в покрытии сигналы акустической эмиссии, подсчитывают их количество, которое используют при вычислении величины остаточных напряжений 2 ).Недостатком способа является сложность, обусловленная множеством па, раметров, измеряемых помимо количества импульсов акустической эмиссии.Цель изобретения - упрощениеспособа. рое используют кри вычислении величины остаточных напряжений, стимулируютсигналы акустической эмиссии в двухобразцах с известными величинами ос таточных напряжений 61 и 62 и в контролируемом изделии, регистрируютчисло К 1, М и М импульсов акустической эмиссии в образцах и изделиии определяют величину остаточного 10 напряжения Й в контролируемом изделии по формуле1/Ь ЬИ- ГпК-4 1 Е.М,-ЬК-Ж40 Из полученной зависимости следует М45 РпКСпособ позволяет определять величины остаточных напряжений в покрытиях для любого контролируемого50.времени без их разрушения при этом1для его осуществления необходимы испытания только на двух эталонных образцах с известными величинами остаточных напряжений.55П р и м е р. На изделия из СтЗнаносят покрытия из железа, никеля,хрома и вольфрама с помощью установки ЭФИна третьем режиме. УПоставленная цель достигается тем, что согласно способу определения уровня остаточных напряжений, заключающемуся в том, что стимулируют в покрытии сигналы акустической эмиссии, подсчитывают их количество, кото")г0 п15Способ заключается в следующем.Источником импульсов акустическойэмиссии являются трещины, возникшиевокруг царапины, полученной при дви жении нагруженного индентора по поверхности с постоянной скоростьюв течение определенного промежуткавремени.Акустические импульсы регистрируют 25 с помощью пьезопреобразователя, усиливают и подают на счетчик импульсов,по показаниям которого определяютсуммарное число импульсов (усредненное). Экспериментально была установЗ 0 лена линейная зависимость между логарифмом Ь М суммарного числа импульсов акустической эмиссии и уровнемостаточных напряженийв кокрытиях, сформированных из различных материалов. Это позволило ее аппроксимировать линейной функцией1084603 ь,-йь "Ь:Ь +1 2Юп Уровеньостаточ-ных напряжений в Материал покрытия кгс мм 2 кгс мм 1 пИмм 2 контрольных образцах,кгс 11,5 23,3 10,8 28,8 28,4 16,0 12,5 13,3 50,0 13,0 70,0 13,6 30,0 11,0 110,0 11,8 95,0 97,0 64,0 13,4 27,0 26,0 8,0 44,0 10,8 23,0 11,2 Составитель Н. ДолговаРедактор Л. Филь Техред М.Надь Корректор А, Ильин Заказ 1974/34 Тираж 587 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5.Для каждого вида покрытия берут по два образца с известными уровня- ми остаточных напряжении Й и 6 ,Поверхности образцов и йзделий подвергают воздействию индентора иэ алмаза, внедренного на глубину 1 мкм. Образцы и изделия перемещают относи-. тельно индентора со скоростью О, 16 см/с в течение 15 с, Импульсы акустической эмиссии регистрируют с помощью специального пьезопреобразователя, в качестве которого используют пьезопластину из ЦТС 19. Усиленные сигналы подают на счетчик импульсов, которым регистрируют суммарное число импульсов для каждого образца и изделия. Затем по формуле определяют величину остаточных напряжений в изделиях.т Данные приведены в таблице. В контрольных образцах уровеньостаточных напряжений определяют известным способом.5 Проведенный хронометраж показал,что определение уровня остаточныхнапряжений на каждом изделии заняло3-5 мин. 10 Использование способа определениявеличины остаточных напряжений в покрытиях, а следовательно, и в поверхностных слоях изделий позволит упростить процесс, ускорить его в 12 раз и удешевить в 11. Предлагаемый способ позволит опре" делять величину остаточных напряжений в покрытиях непосредственно на готовых изделиях в любой момент их формирования в пределах оптимального времени обработки, т.е. контролировать качество покрытия и прогнозировать его эксплуатационные характеристики.