Способ изготовления контрольного образца для дефектоскопии

СОЮЗ СО 8 ЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 4(51) С 01 М 27 84 М 27 90 А ИЙПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Н 5 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Пермское производственное объе динение фМоторостроитель им,Я.М.Свердлова(56) 1,Авторское свидетельство СССР 9 714265, кл, С 01 И 27/84,1977.2.Неразрушающий контроль металлов и изделий, Справочник под ред. Г.С.Самойловича, М., Машиностроениеф, 1976, с,177.З.Тезисы докладов 4-й отраслевой научно-технической конференции по повышению надежности авиационной техники средствами иеразрушающего контроля.М.,ОНТИ ВИАМ,1983,с.132-13 (прототип). 801142 А(54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОНТРОЛЬНОГО. ОБРАЗЦА ДЛЯ ДЕфЕКТОСКОПИИ,заключающийся в том, что на шлифованную стальную пластину, имеющуюконцентраторы механических напряжений, наносят химическое покрытие,термообрабатывают пластины с покрытием и прикладывают растягивающееусилие до образования единиччой трещины, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности изготовления и надежности образца,термообработку осуществляют путемдисперсного твердения покрытия передприложением растягивающего усилияи отжига контрольного ,образца после образования единичной трещины,затем повторно прикладывают растягивающее усилие до образования трещины заданной ширины.Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля и можетбыть использовано для метрологического обеспечения дефектоскопическойаппаратуры, например, капиллярныхи вихретоковых методов контроля. 5Известен способ изготовленияконгрольных образцов для дефекто"скопин, заключающийся в том, что набоковых гранях пластины в необходимых для образования трещин местахнаносят прорези электроэрозионнымрезанием с использованием проволокидиаметром 0,1 мм, азотируют поверхностный слой пластины на заданную .глубину и прикладывают нагрузки внаправлении, перпендикулярном прорезям 13.Однако на практике глубина азоти.рованного слоя определяется как некоторая средняя величина, что снижает ценность таких образцов для 20имитации тонких дефектов. Имеетзначение, также., воэможность коррозии азотированных образцов прииспользовайии их в капиллярных методах неразрушающего контроля.25Известен способ изготовленияконтрольных образцов для дефектоскопии, заключающийся в том, чтообразцы покрывают электролитическимхромом. Заданная толщина покрытия ЗОи, следовательно, глубина образующихся трещин достигается размерным хромированием пластин, установленных в специальные обоймы.Трещины в гаяьванопокрытии Формируют 35путем прикладывания к контрольномуобразцу растягивающих нагрузок илинагреванием образца до 100-150 фС иболее 21,Недостатком указанного способа 4 Оявляется возникновение большого числа пересекающихся трещин неодинаковой протяженности,Наиболее близок к предлагаемомупо технической сущности способ изготовления контрольного образца длядефектоскопии, заключающийся в том,что на шлифованную стальную пластину имеющую. концентраторы механических напряжений наносят химическое покрытие, термообрабатывают пластины с покрытием и прикладывают растягивающее усилие до образованияединичной трещины. В указанном спо-собе химическим никелированием получают слой никелевого покрытия раэлич ной толщины. Для повышения адгезиипокрытия образцы прогревают при120-130 С в течение 2 ч и охлаждаютв вакууме. Единичные . трещины получают с помощью специального приспо- бОсобления, прикладывая к образцу растягивающие усилия. Регистрацию возникающих трещин осуществляют способомакустической .эмиссии в оптическиймикроскоп (.3365 Недостаток известного способа низкая точность изготовления образ. ца из-за невозможности сформировать трещины заданной ширины и низкая надежность образца, обусловленная частым отслаиванием никелевого покрьтия, Нагрев образцов до 230 С не обеспечивает достаточной ад;.езии и микротвердости покрытия. Низкая микротвердость покрытия вызывает необходимость прикладывания значительных растягивающих напряж;ния для формирования трещин, что способствует отслаиванию покрытия.Цель изобретения - повышение точности изготовления и надежности образца.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления контрольного образца для деФектоскопии, заключающемуся в том, что на шлифованную стальную пластину, имеющую концентраторы механических напряжений, наносят химическое покрытие, термообрабатывают пластины с покрытием и прикладывают растягивающее усилие до образования единичной трещины, термообработку осуществляют путем дисперсного твердения покрытия перед приложением растягивающего усилия и отжига контрольного образца после образования единичной трещины, затем повторно прикладывают растягивающее усилие до образования трещины заданной ширины.На чертеже показана схема нагружения контрольного образца для дефектоскопии при получении единичной трещины.Схема содержит образец, выполненный в виде шлифованной стальной пластины 1 с химическим покрытием 2 (никелевым) и концентраторами механических напряжений в виде надрезов 3, две опоры 4, установленные со стороны надрезов 3 и среднюю опору 5, оптический микроскоп б и пьезоэлектрический преобразователь 7.Способ изготовления контрольного образца для дефектоскопии осуществляется следующим образом.На шлифованную стальную пластину 1, имеющую концентраторы механических напряжений в виде надрезов 3, выполненных, например, электроэрозионным способом проволокой диаметром 0,1 мм, наносят химическое покрытие 2 (химическое никелирование) и получают оси никелевого покрЫтия различной требуемой толщины. Для повыше-, ния адгезии и микротвердости покрытия образец нагревают до 490-510 Со в течение 10-20 мин и охлаждают в вакуумеПластину 1 с никелевым покрытием 2 помещают на две опоры 4, установленные со стороны надрезов З,и че1142784 Составитель И,РекуловаРедактор Л.Пчелинская Техред О.Неце Корректор С.Черни Заказ 711/39 Тираж 897 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, .Ж, Раушская наб., д,4/5 Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4 рез среднюю опору 3 прикладывают медленно возрастающую растягивающую нагрузку Р. Эа возникновением трещины наблюдают в оптический микроскоп 5 при освещении поля осмотра под углом 45 ф к поверхности образца вдольрисок от шлифовки. Одновременно регистрируют сигнал акустической эмиссии с помощью пьезоэлектрического преобразователя 7. Обеспечение максимальной микротвердости (хрупкости) покрытия позволяет формировать единичные трещины при стреле изгиба образца до 0,15 вместо 1,4 мм по известному способу, вследствие чегс отслаивание никелевого покрытия не 35 наблюдается.Для снятия излишней хрупкости покрытия, вызывающей в процессе эксплуатации аттестованных контрольных образцов случайное образование 20 микротрещин в поверхностном слое, проводят повторную термообработку - отжиг образцов путем нагрева при 800-820 С в вакууме в течение 55- 65 мин и охлаждения вместе с печью.Дисперсионное твердение покрытия путем нагрева при повышенной температуре (490-510 С) в течение 10- 20 мин обеспечивает максимальную хрупкость (микротвердость) никелевого покрытия. Поэтому для получения единичных трещин в покрытии требуется назначительные растягивающие напряжения и при прочих равных условиях вероятность отслаивания значительно меньше. Кроме того, нагрев при повышенной температуре повышает также адгеэию покрытия с основой.Однако полученные таким образом образцы непригодны для использования, так как в условиях эксплуатации от воздействия случайных нагрузок в покрытии могут возникать дополнительные, неаттестованные трещины. Крайне затруднена также в этом случае возможность изменения ширины трещины. В то же время увеличение температуры нагрева до 800-820 С обеспечивает достаточную адгезию,однако снижает микротвердость покрытия практически до микротвердости основы и исключает возможность получения трещин заданной глубины (только в покрытии)Поэтому необходимо проводить два нагрева пластин с покрытием 2 до и после получения трещин. Нагрев при температуре выше 820 С нецелесообразен, так как дальнейшее понижение микротвердости покрытия не требуется, в то же время при этом необходимо принимать дополнительные меры по защите покрытия от окисленияТаким образом, предлагаемый способ изготовления образца для дефектоскопии позволяет повысить точность изготовления и надежность образца в результате формирования трещины заданной ширины и исключения воэможности отслаивания покрытия.