Способ неразрушающего контроля качества поверхностного слоя металла

О П И С А Н И Е 1)67 О 868ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Соииалистическик Республик(71) Заявитель 4) СПОСОБ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ МЕТАЛЛА Однако по пературного ых темпераудет различ ого устранения влияния темля нет, так как прн различах соотношение термо-ЭДС м. Кроме того, после замеИзобретение относится к области неразрушающего контроля,и может быть,использовано для контроля физико-химических свойств поверхностных слоев металла деталей, подвергнутых термической или химико- термической обработке, а также обработанных поверхностно-пластической деформацией.Известны способы контроля химического состава и изменений структуры после термической, химико-термической и термомеханической обработок, основанные,на измерении термо-ЭДС, возникающей при контакте холодного и горячего электродов с анализируемым образцом 111.15Наиболее близким техническим решением является способ неразрушающего контроля качества поверхностного слоя металла, в котором используют четыре электрода,из двух разных металлов, образующих 20 одинаковые пары, а об искомых параметрах судят по величине отношения термо-ЭДС в парах, что якобы позволяет устранить влияние температурного поля на результаты измерений 121. 25 ров необходимо вычислять отношение термо-ЭДС, что неудобно.Целью изобретения является устранение влияния химических составов сплавов контролируемой детали и эталона из одного и того же материала на значения термо-ЭДС; устранение влияния колебаний температурного поля на величину термо-ЭДС; повышение экспрессивности измерений за счет получения готового значения параметра без вычислений; обеспечение способа при одностороннем доступе к детали; устраненис влияния разброса физических свойств в структуре сплавов на значение термо-ЭДС,Для этого используют две группы одинаково нагретых электродов,из одного материала, устанавливаемых на обработанную и необработанную поверхностен детали, а о качестве поверхностного слоя судят по величине суммарной термо-ЭДС электродов.На чертеже показана схема слоисного дифференциального контура термопар по предлагаемому способу.Способ предусматривает замер термо- ЭДС, возникающей в сложном дифференциальном контуре между группой горячих электродов 1, выполненных из одного мате. риала, например меди, и установленных на необработанной поверхности 2, етмеющейсп на детали 3, и группой горячих электродов35 40 45 50 55бс 4, выполненных из того же материала и установленных на обработанной, замеряемой поверхности 5 детали 3. Замер суммарной термо-ЭДС в групповых парах производится гальванометром 6 на детали 3 и в таком же порядке на эталоне.Ввиду того, что при цезнанительном отклонении химического состава детали и эталона, изготовленных из одного .и того же материала, но разных плавок, абсолютныс значения термо-ЭДС на детали и эталоне могут отличаться значительно, а разность между,нимри может быть больше разности термо-ЭДС от обработанной и необработанной поверхностй одной и той же детали. По предлагаемому способу необходимо измерять суммарную термо-ЭДС от обработанной и необраоотанной поверхностей одной и той же двталги, а о качестве поверхностного слоя металла необходимо судить по величине суммарной термо-ЭДС на детали, сравнивая ее с суммарной термо-ЭДС ца эталоне из того же материала, обработанного по тому же режиму, который предусмотрен технологией для контролируемой детали, при этом эталон исследуют известными лабораторньвщ методами.При гиздичии близлежащих к обработанному участку поверхности детали участков необработанной поверхности контролирусмой детали,и при возможности его получения целесообразно для единого температурного поля в двух группах электродов заключать их в единый нагреватель 7, при этом влияние изменений температурного поля сводится к минимуму и конструкция датчика упрощается, а в схеме поддеркания точного значения температур электродов нет необходимости. Для более полного устранения влияния площади контактов, от которой зависит тепловой потокна значение термо-ЭДС, способ предусматривает две группы горячих электродов, т. е. две группы контактов электродов с дегалью,Основными преимуществами предлагаемого способа являются устранение влияния колебаний температурного поля на термо- ЭДС от обработанной и необработанной поверхностей, устранение влияния разброса ризико-химических свойств в макро- и микроструктуре сплавов на показания прибора; экспрессность контроля; простота осуществления способа,и отсутствие вычислений; возможность выполнения предлагаемого способа контроля качества поверхностных слоев детали, закрепленной в станке, находящейся на изделии или в процессе обра 5 10 15 го 25 зс ботки и в случае одностороннего доступа к детал,и.П р и м е р. Использование предлагаемого способа неразрушающего контроля качества поверхностного слоя металла детали, упрочнснной алмазным выглаживанием и изготовленной цз конструкционной стали ЗОХГСНА (закалка с 920 С, отпуск 400 С, твердость 45 НРС), позволило, не разрушая поверхность детали, определить по эталону требуемые технологией параметры упрочнения - глубину 600 ггклг и приращение твер- дости=4 НРС, при этом суммарная термо- ЭДС по основному варианту осуществления способа составляла на детали 22 Х 10В, а на эталоне 2 ЗХ 10- В,Использование предлагаемого способа неразрушающего контроля качества поверхностного слоя металла детали, обработанной термической обработкой - цементированием, позволило определить по эталону глубину обезуглероженного слоя 0,9 лг,гг и колячество углерода ца поверхности гьементированных шестерен из стали 14 ХГСН 2 А - 1,2%.Предлагаемый способ может быть рекомендован для широкого применения в машиностроении для контроля качества термической, химико-термической, термомеханцческой обработки и для обработки поверхностно-пластической деформации, а также может использоваться при ремонте и эксплуатации для дефектации деталей и входного контроля деталей и материалов. Формула изобретения Способ неразрушающего контроля качества поверхностного слоя металла, заключающийся,в измерении термо-ЭДС, возникающийг при контакте горячих электродов с деталью, и сопоставления с термо-ЭДС, эталона, о т л и ч а ю гц и й с я тем, что, с целью устранения влияния изменения поверхностного теплового и электрического контакта электрода с контролируемой поверхностью, а также разброса физико-химических свойств в структуре на величину термо- ЭДС, используют две группы одинаково нагретых электродов .из одного материала, устанавливаемых на обработанную и необработанную поверхности детали, а о качестве поверхностного слоя судят по величине суммарной термо-ЭДС электродов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Даниель А. К. Дефектоскопия металлов. М., Металлургия, 1972, с. 221 - 225.2. Авторское свидетельство СССР454465, кл. Сг 01 Х 25/ЗО, 1973.670868 Составитель С, БеловодченкоТехред Н. Строганова Корректор И. Симкииз Редактор Т. Горячева Тип. Харьк. фнд. пред. сПатентэ Заказ 462/826 Изд. 1 Чя 376 Тираж 1089 Подписное НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытии Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/6