Способ электромагнитного контроля качества термической обработки изделий

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 15786 27/80 ц 5 С ОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ металлов УральскогМ.Сомова и А.П.Ничи льство СССР27/80, 1982,льство СССР27/80, 1987,. (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО КОН ТРОЛЯ КАЧ ЕСТВА ТЕ РМИЧ Е СКОЙ ОБРА БОТКИ ИЗДЕЛИЙ ной магнитной информативног го способа ющими фиэическ Изобретение относится к нераэрщим методам контроля качества терской обработки изделийсреднеуглеродистых сталей и можепользоваться в машиностроении сконтроля механических свойств издпрошедших закалку и отпуск.Цель изобретния - повышение дверности контроля путем устранениясимости измеряемого параметра контот колебаний химического состава издв пределах данной марки стали,На чертеже представлены зависи,Й 0 ьрг,ин от температуры отпуска Т 0 тптрех марок сталей 34 ХНЗМ, 60 С 2 А и УСущность способа заключается всл ушаю- мичеоницаемости в капараметра предлажно обьяснить и закономерностяначал честв гаем следу ми. т исцель завироля елий мостидля 8 А. едую- гнит- стоя- и, и щем.,Вы ной пр нии оОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР(71) Институт физикиотделения АН СССР(57) Изобретение относится к неразрушающим методам контроля качества термической обработки изделий из среднеуглеродистой стали. Цель изобретейия - повышение достоверности контроля, Для этого осуществляют измерение двух параметров; перед намагничиванием изделия измеряют начальную магнитную проницаемость ин, а после снятия магнитного поля - обратимую магнитную проницаемость 4 бр Качество термической обработки изделий определяют по отношению,и,брфн, Это отношение однозначно зависит от температуры отпуска и кроме того, не зависит от колебаний химического состава иэделий в пределах данной марки стали, 1 ил,Исследования зависимостей обратимой магнитной проницаемости в состоянии остаточной намагниченностир 0 бр о т величины намагничивающего поля показали, что при намагничивании малыми полями (до Нс) р бр практически не меняется и принимает значения, близкие к рн. Аннигиляция все большей части доменных границ при возрастании намагничивающего поля в интервале ННС приводит к формированию состояния остаточной намагниченности с количеством междоменных границ меньшим, чем в исходном размагниченном состоянии. Поэтому происходит понижениезначений и б по сравнению с,ин, и их отношение становится меньше 1.С ростом температуры отпуска обе величины,и б иихф изменяются неоднозначно, причем качественно их изменения совпадают. При качественном совпадении зависимостей,ин (ТОтп) и и бр (ТОтп) количе.ственные показатели их изменения являются различными. Это связано с тем, что величина обратимой магнитной проницаемости зависит как от подвижности междоменных границ, так и от исходного магнитного состояния ферромагнетика, которое определяется концентрацией различных магнитных фаз в заданном направлении, площадью и количеством возникающих междоменных границ.Структурные и фаэовые изменения, происходящие в сталях при возрастании температуры отпуска, одинаково влияют на подвижность границ в размагниченном и в остаточном магнитном состояниях, Однако исходная магнитная структура (концентрация магнитных фаз вдоль оси образца) с ростом Тотп может меняться по-разному для размагниченного состояния (Н=О, В=О) и состояния остаточной намагниченности (Н=О, В=Вг), Более существенно концентрация магнитных фаз, площадь и количество междоменных границ меняются с ростом температуры отпуска для состояния остаточного намагничивания, что косвенно подтверждается зависимостью самой остаточной магнитной индукции Вг от температуры отпуска.Неравноценные изменения исходной магнитной структуры с ростом Т 0 тп для двух указанных магнитных состояний приводят к различию в количестввнных изменениях ин и,и бр, Отношение же двух описанных выше величин проницаемостей,и бр/ин изменяется однозначно с ростом температуры отпуска в интервалах 150-650 С для стали 34 ХНЗМ, 400-700 С для 60 С 2 А, 250-700 С для У 8 А и, следовательно, этот параметр может быть использован для контроля качества среднего и высокого отпуска среднеуглеродистых сталей. Полученные результаты отражены на чертеже.Обе величины,ин и и,бр можно определять как в замкнутой,таки в незамкнутой магнитной цепи (при достаточной однородности намагничивания).Кроме того, поскольку обе эти величины одинаково реагируют на колебания химического состава сталей в пределах марочного, Образцы намагничивали с помощью источника тока, который обеспечивал плавное нарастание с необходимой скоростью или снижение тока в намагничивающей цепи и прекращение процесса намагничивания или перемагничивания в любой точке на кривой намагничивания или петли гистереэиса, а также позволял осуществлять процесс перемагничивания по внутренним частным циклам магнитного гистереэиса, Состояние остаточного намагничивания достигалось после намагничивания всех тороидов до одинаковых индукций (в данном случае эта величина равнялась 1,6 Тл),25 30 35 Магнитную индукцию, определяемую через ЗДС,наводимую в измерительной обмотке тороида, измеряли с помощью микровеберметра Ф 190, для считывания результатов использовали цифровой вольтметр ФЗО.На размагниченных тороидах определяли с помощью описанной установки несколько начальных точек кривой намагничивания В (Н), строили зависимость и(Н),Вопределяя и = - . и экстраполируя линейНный участок этой зависимости на Н=О, получали значение начальной магнитной проницаемости,ин. 40 45 50 Затем тороид намагничивался до В=1,6 Тл и после выключения намагничивающего поля принимал состояние остаточной намагниченности. В этом состоянии проводилось измерение обратимой магнитто их отношение в меньшей степени чувствительно к колебаниям химического состава, что обеспечивает большую достоверность контроля по предлагаемому способу,5П р и м е р. Для реализации предлагаемого способа использовали образцы из сталей 34 ХНЗМ, 60 С 2 А, У 8 А, имеющиетороидальную форму, Кольца имели следующие размеры: внешний диаметр кольца иэ10 стали 34 ХНЗМ - 35 мм, внутренний - 30 мм,высота - 7 мм; для сталей 60 С 2 А и У 8 Авнешний диаметр кольца - 28 мм, внутренний - 22 мм, высота - 3 мм,Образцы подвергали термической обра 15 ботке по следующему режиму:закалка от 850 С (сталь 34 ХНЗМ и У 8 А)и 870 С(60 С 2 А) в масло;отпуск при различных температурах, аименно:150,200,250,300,350,400,450,500,20 560, 600, 650, 700 С;после отпуска образцы охлаждали навоздухе.1578624 формула изобретения Составитель И.Рекуновадактор А.Маковская Техред М.Моргентал Корректор Н Ревска Заказ 1913 Тираж 513 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 твенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,ной проницаемости, для чего включалось и выключалось небольшое 1 - 1,5 А/см) магнитное поле Н обратной полярности, при этом определялось изменение индукцииЛВЛВ и по отношению находилась,и бр, Далее находили отношениеЯ бр/4 н и строили зависимости (Тотп) .для трех иссР обр.фнледованных марок сталей, отраженные на чертеже. Характер полученной зависимости И обрТотп) свидетельствует о линейной /4 нсвязи этой характеристики с температурой отпуска в интервалах 150-650 С для стали 34 ХНЗМ, 400-700 С для стали 60 С 2 А, 250 ф700 С для У 8 А и, следовательно, о возможности использования данного отношения в качестве параметра контроля качества отпуска и, следовательно, механических свойств среднеуглеродистых сталей,Способ электромагнитного контроля качества термической обработки изделий, за ключающийся в том, что измеряютначальную магнитную проницаемость рн контролируемого изделия, намагничивают его постоянным магнитным полем, измеряют магнитный параметр изделия и по 10 измеренным начальной, магнитной проницаемости и магнитному параметру определяют качество термической обработки иэделия, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, 15 в качестве магнитного параметра используют обратимую магнитную проницаемость ,и обр В СОСТОЯНИИ ОСтатОЧНОй НаМаГНИЧЕННО- сти, а качество термической обработки изДЕЛИй ОПРЕДЕЛЯЮТ ПО ОтНОШЕНИЮР брфн С учетом заранее выявленной корреляционной зависимости этого отношения от температуры отпуска.