Способ контроля качества термообработки сплавов на основе алюминия

(54 С 01 М 27 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ционнаяргия, 197 И научно-техпо неразрушаам и средствам77, ч. 1,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Дорофеев А.Л. Индукструктуроскопия. М.: Энес. 85.Сборник докладов Чнической конференцииющим физическим методконтроля. Кишинев, 19с. 322 - 324,54)(57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВ ЕРМООБРАБОТКИ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ, заключающийся в том, ч пределяют изменение механическо резонансной частоты образца сплавовпосле проведения термообработки ипо этому изменению по заранее выявленной корреляционной зависимостимежду режимом термообработки, структурой сплава и изменением механической резонансной частоты оценивают качество термообработки, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля граничных значений режима термообработкинедогрева и пережога, дополнительноопределяют изменение электропроводности образца сплава и по сочетаниюизменений механической резонанснойчастоты и электропроводности определяют соответствие режима термообработки для получения необходимойструктуры сплава.Изобретение относится к областиакустических и электромагнитных измерений и может быть использованодля определения режимов термообработки изделий из сплавов на основе алюминия,Цель изобретения - повьппение достоверности контроля граничных значений режима термообработки - недогрева и пережога.1 ОНа фиг, 1 представлена схема установки для акустического измерениярезонансной частоты образца сплава,на фиг. 2 и 3 - зависимости разностирезонансных частот от температуры за калки для алюминиевых сплавов Д 16 иАКЧ - 1 до и после их термическойобработки; на фиг. 4 - зависимостьудельной электрической проводимостиалюминиевого сплава Д 16 различного 2 Ьхимического состава от температурызакалки.Схема установки для акустическогоизмерения резонансной частоты содержит генератор 1 ультразвуковых колебаний, подключенный к нему излучающий,пьезопреобразователь 2, контролируемый объект З,приемный пьезопреобразователь 4 и подключенный к нему вольт-"метр 5. С генератором 1 связан элек- Зтронно-счетный частотомер 6,Способ контроля качества термообработки сплавов на основе алюминия осуществляется следующим образом.Определяют изменение механической 35 резонансной частоты образца сплавапосле термообработки. Для этого проводят акустические измерения резонанс ной частоты ультразвуковых колебаний до и после термообработки, 40Пьезопреобразователь 2, питающийся от генератора 1, возбуждает в контролируемом объекте 3, помещенном в иммерсионной ванне, непрерывные ультразвуковые колебания. Сигнал, прошедший через контролируемый объект 3, принимается другим пьезопреобразователем 4, расположенным соосно. Согласно обратному пьезоэффекту этот пьезопреобразователь преобразует 50 акустические колебания в переменное напряжение той же частоты. Величины этого напряжения измеряется вольтметром 5. Если частота колебаний такова, что в образце укладывается це лое число полуволн, то в нем образуется стоячая волна и в показаниях вольтметра 5 отмечается максимум напряжения. Частота ультразвуковых колебаний при резонансе измеряется электронно-счетным частотомером 6Определяют разность резонансных частот ультразвуковых колебаний до и после термообработки и по этой разности (изменению) по заранее выявленной корреляционной зависимости оценивают качество термообработки.Из графиков фиг. 2 и 3 следует, что однозначная зависимость изменения разности резонансных частот от температуры закалки для термоупрочняемых алюминиевых сплавов Д 16 и АК 4 - 1 соответствует области установившейся стадии пережога. Для сплава Д 16 это диапазон температур 510 - 530 С, а для сплава АК 4-1 - 537 - 552 С Однако из-за неоднозначности характеристики определять режим термообработки иэделий в области недогрева и оптимальной температуры невозможно. Например, значение разности резонансных частот для сплава Д 16 (фиг. 2), равное 26 кГц, соответствует двум режимам: точка А Т = 485 С - область недогрева и точка Б Тэ = 505 С - начало оплавления по границам зерен металла. Аналогичная неоднозначность показаний наблюдается для сплава АК(йиг, 3).дополнительно определяют изменение электропроводности образца сплава, для этого электромагнитные измерения удельной электрической проводимости проводят до и после термообработки, например, с помощью фазовых измерителей удельной электрической проводимости ИЭФ 12 (не показан) . Из графика фиг. 4 видно, что в диапазоне температур 460 - 495 С, соответствующих недогреву, существует однозначная зависимость удельной электрической проводимости от температуры закалки и влияния химического состава незначительно. Однако при температурах закалки вьппе 500 С, соответствующих температурам нормаль. ной закалки и пережогу материала вследствие разброса значений удельной электрической проводимости, вызванных колебаниями химического состава сплава, контроль режимов термообработки невозможен. Например, значение удельной электрической прово" димости, равное 17 Ом мм, соответствует двум режимам: точка Д Т З =500 С - область нормально-закален1188637 й, кГц 10 180 ФУОХ 00 И О 0 Од 510 О 0 5 О , С иг,Я 10 980 4 Я 0 510 5 М ХЮ ЯР О 0 560 8,С Фиг. 3 ного состояния и точка Е Т = 515 С -э пережог материала.Начало оплавления по границам зерен металла в процессе закалки определяется по совокупности измеренных акустических и электромагнитных параметров, т.е. по сочетанию изменения механической резонансной частоты и изменению электропроводности. Например, для сплава Ц 16 начало оплавления по границам зерен происходит при 505 С, что соответствует величине измерения разности резонансных частот 26 кГц (точка Б, фиг. 2). Это же значение разности резонансных час.тот соответствует и недогреву материала (точка А, температура 485 С).Такая неоднозначность показаний ис" 5 ключается с помощью измерений удельной электрической проводимости данного изделия, Так, если значениеудельной электрической проводимостиизделия равно б = 17 ОМ мм, то сос 1 О тояние материала соответствует началу оплавления по границам зерен металла. Если значение б равно18,5 ОМ мм-, то сотояние материаласоответствует недогреву.8/46 НИИПИ Госу по дела 13035, МосПодписноР Заказ рственного комитетаизобретений и открыта, Ж, Раушская на д. 4/5 иа ЯФ,О РЯО РГО 1 Г,Р