Способ контроля остаточных напряжений в поверхностном слое материалов

;ьА 3 1 ЗОБ ПИС ЕНФ АВТОР Изобретен неразрушающ стей металлич производства и ке остаточных н процессе механ Целью изоб ние точности и и ля, роируемую датчик 2 ельным сопзт, яжения ий блок ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР У СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССР М552548, кл, С 01 й 27/00, 1975,Кочаров Э,А. Измерение работы выходав нестационарных средах методом КРП свибрирующим электродом. - В сб. Энзоэлектронная эмиссия и ее применение. Свердловск, Изд,УПИ, 1979, с.157-161.Черепин В.Т. и Васильев М,А, Методы иприборы для анализа поверхности материалов, Справочник. - Киев; Наукова думка,1982,(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ОСТАТОЧНЫХНАПРЯЖЕНИЙ В ПОВЕРХНОСТНОМСЛОЕ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к способам неразрушающего контроля. Оно позволяет впроизводственных условиях с высокой точностью и производительностью проконтролировать остаточные напряжения о 0 сг, Дляэтого фиксируется время окончания обработки детали и в промежутке времени достабильного окисления материала детали ие относится к методам его контроля поверхноеских изделий в условиях ремонта машин при проверапряжений, возникающих в ической обработки деталей. ретение является повышероизводительности контро( Ы, 1679 а 52 А 1 выполняется ряд замеров контактной разности потенциалов 0 с фиксацией интервалов времени Лтмежду окончанием обработки и измерениями и с тем большим Ь г , чем позже после обработки измеряются О, рассчитывается 1-й критерий Кочарова Э,А. Кг 1 и по тарировочному графику Кг 11 1(о) определяется оЬст, При значительных колебаниях температуры, влажности и состава атмосферы при измерениях О с целью уменьшения ошибок рассчитывается 2-й критерий Кочарова Э,А. Кг 2 и по тарирамочному графику Кг 2=2( о ).определяется сост, Для исключения расчетов Кг 1 и Кг 2 на полулогарифмическую сетку координат наносят по оси абсцисс значения Лт, а по оси ординат- соответствующие 0 ь точки их переселения соединяют прямой и в ее пересечениях с осью ординат считывают значения Кг 1, а с осью абсцисс - 1 и Лто и принимают Кг 2= Кг 1/ и Ьт ь С целью автоматического управления режимами обработки (К 1)1=0 измеряется бесконтактно прямо в процессе обработки детали, при этом датчик измерителя О истанок электрически соединены. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. На чертеже представлена схемаства для осуществления способа.Устройство содержит контролидеталь 1, миниатюрный накладнойсо стабилизированным измеритэлектродом 3 (ИЭ), имеющим у 7 э=предусилителем 4 постоянного напрс Яех 10 Ом, электрометрическ125 с индикатором.пХ (пйд - (; пМ) Устройство работает следующим образам.После завершения исследуемого воздействия на деталь 1 (тоцение, шлифование) с фиксацией времени к контролируемому участку прикладывают датчик 2 с обеспечением электрического контакта его корпуса с дсталью 1, Возникшая контактнал разность потенциалов (КРП) между измерительным электродом 3 и поверхностью участка детали 1 воспринимается предусилителем 4 и измеряетсл электромером 5, Затем датчик 2 удаляется от детали 1 и через некоторое (зафиксированное) время вновь прикладываетсл к этому же участку детали.При необходимости бесконтактных измерений КРП (Ов) датчик 2 располагается на постоянном. расстоянии от детали 1, а электрический контакт между ними осущестнллетсл с помощью проводов (можно со станком, на котором установлена деталь), Одновременно могут контролиронатьсл несколько участков детали с фиксацией времени измерений для каждого участка,Способ осуществляют следующим образом,Фиксируется время завершения механической обработки (или другого воздействия на деталь, например, поверхностного пластического деформиронания) и в промекутке нремени до стабильного окисления материала детали ныполняетсл несколько замеров КРП Оц с фиксацией интервалов времени Лтмежду обработкой и измерениями, и с тем большими интервалами, чем позже выполняются измерения, по формуле(;о,) ( (.Ь - ",Г ьЛн) Д: ь Лц о)ц -рассчитываетсл 1-й критерий Э,А,КочаРона и по таРиРоночномУ гРафикУ Кг 1=.Г 1(о) определяетсл значение остаточных напряке 1 ий, где о - напряжения н тарироночных образцах, изготовленных из материала контролируемой детали.В случае значительных изменений температуры, влажности и состава атмосферы н помещении за время между завершением обработки детали и измерениями КРП по формуле г - (ег ( ерассчитывают 2-й критерий Э.А.Качарава и по тарировочному графику Ка=12 (о) определяют значение остатоцных напряжений,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Для упрощения Кг 1 и У определяют графически, На полулагарифмическай сетке координат откладыва 1 от на аси аосцисс значение Ьг 1(т.еЛпЛт 1), а по оси ардинат - соответствующие Ок 1 точки, их пересечения соединяют прямой до пересечения с аслми координат, В пересечении с осью ординат считынаот значение Кг 1=Око, а в пересечении с осью абсцисс - значение и Ьт и принимают КД= Окойп Лало,В ремя ста бил ьно го окисленил (н ремл, когда прекращается рост толщины окисной пленки и перестает иэменятьсл Ок) металлов составляет для алюминия не менее 10 сут, а длл меди не менее 1 ч. По экспериментальным данным окисление плоских шлифованных образцов продолжалось для армко-железа не менее 1 мес, для стали ЗОХГСНА - менее 20 дн, При этом, чем больше интервал-нремени Ьт между обработкой и измерениями Ок, тем с меньшей точностью может быть зафиксировано время окончания обработки.Применение способа позволяет оптимизировать режимы обработки деталей с целью обеспечения их размерной стабильности н точном машино- и приборостроении, за счет уменьшения релаксационнь 1 х деформаций свести к минимуму вредное воздействие остаточных напряжений на напряженность и долговечность работы деталей, а также при необходимости навести максимальные остаточные напряжения, например, при упрочении поверхностным пластическим деформированием или при подготовке к нанесению покрытий. При бесконтактных методах измерения КРП (ионизационный, конденсаторный) Ос, можно измерять н процессе обработки деталей, обеспечивая обратную связь с режимами обработки. При этом фактически (К 1)1 ОкьФормула изобретения 1, Способ контроля остаточных напряжений в поверхностном слое материалов, заключающийся нтом, что пронодятизмерения физического параметра, по полученным данным судят об остаточных напряжениях, отлица ющийся тем,что,сцелью повышения точности и производительности контроля, выбирают образцы из исследуемого материала, при различных приложенных напряжениях ( о) в исследуемом диапазоне сг,.удаляют оксидный слой с поверхности образцов и фиксируют моменты времени завершения удаления аксиднаго слоя, на каждом образце выполняют и замеРов контактной Разности потенЦиалов (Ок 1) с фиксацией интервалов времени(Лх 1) меж(Х а,)СЕ(ьжй - 1 Х ьаНХ ьв о,д ритерию Кочаочный график на контролирузанные операарировочному ия остаточных Составитель И.СоколовО.Головач Техред М.Моргентал Корректор М.Кучерява Заказ 3208 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытим при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина рассчитывают первые крова Э.Л. и строят тарировзависимости Кг 1=11(о), затемемой детали повторяют ука 1 ции, рассчитывают Кг 1 и по тграфику определяют значеннапряжений тост .2. Способ по п.1, отл ич а ю щи й с я тем, что, с целью уменьшения влияния коле баний температуры, влажности и состава окружающей среды между моментами времени завершения удаления окгидного слоя и измерениями 0 и в процессе самих иэме 2 рений, тарировочный график строят в виде зависимости Ка"И,(о)где Ка - второй критерий Кочарова Э,А рассчитанный по формулехе ьо, о (хе.а;ИЯопК Е. д".,Р-(К Е. а,)затем на контролируемой детали повторяют вышеуказанные операции, рассчитывают Ка по тарировочному графику определяют значение оост.3. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью автоматического управления режимами удаления оксидного слоя путем известных видов обработки поверхности материала Ои-(Кг 1)ь. измеряют бесконтактно непосредственно в процессе обработки детали.