Способ определения среднего размера частиц цементита в сталях

(51)5 6 0 ОБРЕТЕНИЯ ОПИСК АВТОР Н ОМУ СВИДЕТ 8(56) Авторское свидетельство СССРМ 911302, кл, 6 01 М 27/72, 1980.Мельгуй М. А, МагнитНый контроль механических свойств сталей, Минск; "Наука итехника", 1980, с. 46 - 70,Авторское свидетельство СССРЬ 1190250, кл. 6 01 й 27/72, 1984,Уманский Я. СФинкельштейн Б. НБлантер М. Е. и др. Физическое металловедение, М 1955, с, 596 - 598Гаркунов Э,С., Сомова В.МБулдакова Н, Б,Магнитные методы контроля отпущенных изделий с различным размагничивающимфактором. Тезисы докл, УП.Уральский научнотехн, кон. "Современные методы неразрушающего контроля и их метрологическоеобеспечение", Устинов, 1986, ч. 1, с, 18- 19,Третьяков В, И. Основы металловедения и технологии производства спеченныхтвердыхсплавов. М,.Металлургия, 1976,с. 527.Михеев М. НГоркунов Э. С. Связь магнитных свойств со структурным состояниемвещества - физическая основа магнитногоструктурного анализа (обзор). Дефектоскопия, 1981, Ь 8, с. 5 - 22.Испытание магнитных материалов и систем. Под ред. А. Я, Шихина, М., Энергоиздат,1984, с. 376,Волков В, В., Кумейшин В. Ф., Черниховский МЛО. и др. Об акустической эмиссииперемагничиваемых ферромагнетиков, Дефектоскопия, 1987, М 12, с. 21 - 28.(54) СП РАЗМЕ ЛЯХ (57) Исп вано на ческих изобрет коэрцит магнитн ческого чивания частиц с ной регр ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР) ОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕГО РА ЧАСТИЦ ЦЕМЕНТИТА В СТА- ользование: может быть использомашиностроительных, металлургии других предприятиях, Сущность ения: способ включает измерение инной силы, скорости изменения ой проницаемости, энергии акустисигнала за полупериод перемагнии вычисление среднего размера помощью уравнения множественессии второго порядка. 3 ил, 1798675Изобретение относится к области не. разрушающих испытаний, предназначенодля определения среднего размера частиццементита в сталях и может быть использовано для неразрушающего контроля качества термообработки на металлургических,машиностроительных и других предприятиях.Целью, изобретения является повыше. ние достоверности определения среднегоразмера частиц цементита.На фиг. 1 схематически изображены линейно меняющееся поле, изменение скорости изменения магнитной проницаемостиво времени, огибающая акустического сигнала за полупериод перемагничивания ивосходящая ветвь петли гистерезиса; нафиг. 2 - зависимости коэрцитивной силы Но,скорости изменения магнитной проницаемости М, огибающая акустического сигналаЕ и среднего размера О частиц цементитаот температуры отпуска; на фиг. 3 - зависимость рассчитанного среднего размера частиц цементита от измеренного,Способ осуществляют следующим образом.Образец перемагничивают меняющимся во времени полем, при этом магнитное. состояние образца меняется по предельнойпетле гистерезиса, и в момент равенстванулю индукции измеряют величину рэзмагничивающего поля, равного коэрцитивнойсиле Нс (Фиг, 1 г). Измерительный сигналдифференцируют и измеряют величину Модного из его экстремумов, связанного свнешним "загибом" петли гистерезиса(фиг,1 б), Измерительный сигнал е пропорционален изменению магнитной индукции Вдетали 10 15 20 25 30 ОВ ОВ, бНч - = б 1 с 3 Н сК После дифференцирования измерительного сигнала получаем т, е, дифференцированный измерительный сигнал пропорционален магнитной проницаемости,и и скорости ее изменения -",.бН а его изменение во времени имеет вид кривой с двумя рэзнополярными экстремумами (Фиг, 1 б), Если перемагничивающее поле 35 40 50 55линейно изменяется во времени Н = И(фиг,1 а), то соотношение (1) упрощается(2) т, е. дифференцированный измерительныйсигнал пропорционален скорости изменения магнитной проницаемости в перемагничивающем поле,. Регистрируют также возникающий приперемагничивании акустический сигнал Од(Фиг. 1 в), Затем его усиливают, Фильтруют,возводят в квадрат, полученное напряже- .ние преобразуют в последовательность единичных импульсов и измеряют энергию Еисходного акустического сигнала эа полупериод перемагничивания посредством суммирования количества импульсов заполупериод, т, к, частота следования импульсов пропорциональна мощности, а ихколичество в интервале времени пропорционально энергии в этом интервале исходного акустического сигнала,По измеренным характеристикам Нс, Ми Е вычисляют средний размер частиц цемеитита с помощью соотношения; О = Ао+ А 1 Н+ А 2 М + АзЕ + А 4 Н с++ А 5 М + А 6 Е + А 7 НоМ + АвНоЕ + А 9 МЕ,где Ао, А 1А 9 - коэффициенты.Измерение коэрцитивной силы и скорости изменения магнитной проницаемостипроизводились на установке для автоматической регистрации параметров петельгистерезисз и других характеристик. Измерение среднего размера частиц карбидовпроизводилось на электронном микроскопеВ 3-540,П р и м е р. Заявляемый способ испытанна образцах стали У 8, закаленных от 860 Св масле и отпущенных при температурах300, 350, 400, 450, 475, 500, 525, 550, 575,600, 625, 650, 675, 700 оС, Магнитные сталии акустические измерения выполнены на образцах размером 10 х 10 х 65 мм, электронно-микроскопические - на фольгах, .изготовленных из термообработанных поуказанным режимам образцов. Результатыизмерений коэрцитивной силы Нс(а), скорости измерения магнитной проницаемостиМ(б), энергии Е акустического сигнала (в) исреднего размера О частиц цементита отпущенных образцов (д) приведены на Фиг. 2 ив таблице,По измеренным значениям методом наименьших квадратов вычисляли коэффициенты уравнений множественной регрессиивторого порядка вида1798675 лО =, А 0+ А 1 Х + 1 А)ХХ),- 1 =1 =1 Магнитные, акустические характеристики и средний размер цементита стали У 8 Нс, отн.е Т, С Е, отн.е О, мкм М, отн.е 0,025 0,030 0,050 0.070 0,080 0,100 0,120 0,160 0,210 0.300 0,420 0,600 165 300 350 400 100 132 223 275 14278 88 142 138 132 124 118 120 94 475 500 525 550 325 390 10 20 25 140 132 120 106 100 625 650 675 700 7 42 43 0 где Ас, Аь А 1 - коэффициенты;Х и Х 1 - параметры Нс, М и Е соответственно для 1-= 1, =1= 2 и= ) = 3, а такжесреднеквадратическое отклонение рассчитанного значения О от измеренного О икоэффициент корреляции между ними,Минимальное значение среднеквадратического отклонения рассчитанного значения от измеренного составило 0,0426 мкмдля уравнения,О = 17;1042 - 0,197843Нс + 0,200983 М -- 0,079697 Е+ 0,00062944 Н с+. + 0,00117119 М 2+ 0,00012732 Е - 0,00145159 НсМ+ 0,00045459 Нс Е -- 0,00067094 МЕНа фиг, 3 приведена зависимость рассчитанных значений О среднего размера частиц цементита от измеренных О, Полученная зависимость линейна с высоким значением коэффициента множественной корреляции между О и О, равным 0,9956.Следовательно, подученное уравнение позволяет однозначно определить средний размер частиц цементита по измеренным значениям М и Е для образцов данного размера и стали. Для образцов другого типоразмера или другой стали уравнение определяют.аналогичным образом, и оно может быть другого вида,Таким образом, совместное измерение коэрцитивной силы, скорости изменения магнитной проницаемости, энергии акустического сигнала за полупериод перемагничивания и вычисление среднего размера частиц цементита по измеренным значениям с помощью уравнения множественной регрессии обеспечивает положительныйэффект, Достигнутый эффект заключается,во-первых, в повышении достоверности оп.ределения среднего размера частиц цемен.5 тита эа счет совместного использованиямагнитных характеристик, обусловленныхразными процессами перемагничивания инаиболее полно отражающих изменениеструктуры отпущенной стали, в уравнении10 множественной регрессии, связывающемсредний размер частиц цементита с измеренными характеристиками и обеспечивающем однозначное определение среднегоразмера частиц даже при немонотонном иэ 15 менении каждой измеренной характеристики;Ф ор мул а изобретен и яСпособ определения среднего размерачастиц цементита в сталях, включающий пе 20 ремагничивание образца по предельнойпетле гистереэиса, измерение коэрцитивной силы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения достоверности определения размеров частиц цементита, измеряют25 скорость изменения магнитной проницаемости и энергию акустического сигнала эаполупериод перемагйичивания образца иопределяют средний размер частиц цементита по следующему соотношению:ЗОО = Ао+А 1 Ну+А 2 М+ АзЕ+ А 4 Н с++А 5 М + АбЕ + А 7 НсМ+ АвНсЕ+ А 9 МЕ,где АсА 1, , Ад - постоянные коэффициенты;35 . Р - средний размер частиц цементита;Нс - коэрцитивная сила;М - скорость изменения магнитной проницаемости;Е - энергия акустического сигнала за40 полупериод перемагничивания,Ъ вжР 747 С ю е гс дО юр т ЮР 71798675 акт ГКНТ СССР осудар каз 76 ВНИ оставитель Л, Литвиновехред М.Моргентал Корректор Л, Филь Тираж Подписноеенного комитета по изобретениям и открытиям13035, Москва. Ж, Раушская наб., 4/5 изводственно-издательский комбинат "патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101