Способ изготовления образца с дефектом типа трещина

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХРЕСПУБЛИК ПУ И 1)5 С 01 И 27/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИПРИ ПНТ СССР ИТЕТРЫТИЯМ САНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВТОРСКОМУ скин инсовский тво СССР1968,о СССР82, 1987(54) СПОСОБ ИЗ ДЕФЕКТОМ ТИПА (57) Изобретен шающего контро пользовано для печения дефект ры при капилля коном неразруш лий в различи строения. Цель рение области ОТОВЛЕНИЯ ОБРАЗЦАРЕЩИНА е касается нераэру я и может быть исметрологического о скопической аппара ном и магнитопорошропе издех машиноающем кон х .отрасл изобрете я - расшиза счет по имененмалой ины расСпособ заучения трещин рытия в задан ом ме ляется расп.изобретения сти примен ь ния за счет поширины раскрызаготовка обрение обл лучения т тия в зад н мало нном месте оказан иг(56) Авторское свидетельВ 26331, кл. С 01 И 27/8Авторское свидетельстУ 1465754, кл. С 01 И 27 Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быт использовано для метрологического обеспечения дефектоскопической аппаратуры при капиллярном и магнитопорошковом неразрушающем контроле изделий в различных областях машиностроения. ключается в том, что на рабочей поверхности заготовки образца изготавливают продольный паз глубиной Ь, имеющий ширину, равную длине задаваемого дефекта, и азотируют поверхность образца на глубину не более глубины паза. После азотирования поверхности заготовки образца на его рабочей поверхности изготавливают прорезь электроэрозионным методом с применением электрода в виде плоской пластины толщиной (0,2-0,5)1 и длиной не менее ширины А широкой грани образца, име ющего Т-образный паз и устанавливаемого углублением к поверхности образцаперпендикулярно и симметрично относительно аэотированного паза, при этом прорезь образца. под широкой частью Т-образного паза выполняют на величину 1, равную 0,7- 0,9 глубины паза. После этого проят деформацию заготовки образца изгибом до появления трещины в азотированном пазе, а затем шлифуют поверхность образца с пазом на глубину прорези. 1 з,п, ф-лы, 5 ил. разца с пазом и поверхностным азотированным слоем толщиной Ъ, поперечное сечение, на фиг.2 - тос прорезью, перпендикулярной пазу;на фиг.З - электрод для изготовленияпрорези электроэрозионным способом,на фиг.4 - образец в центральной час 5ти продольного паза после сошлифонывания поверхностного слоя на величину, равную глубине 1 прорези в центральной части заготовки обгазца, поперечное сечение, на фиг,5 - готовыйОбразец, вид сверху.Образец содержит заготовку 1. Вцентральной части заготовки 1 образ 0 а выполнен продольный паз 2 ширинойд и глубиной Ь, Ширина а паза 2 равна длине задаваемого дефекта. Глубина паза Ь должна быть не менееГлубины Ь азотированного слоя 3, Назаготовке 1 образца симметрично иперпендикулярно пазу 2 выполненапрорезь 4, глубина которой ступенчато увеличивается к боковым поверхностям заготовки 1, а глубина 1Меньшей ступеньки, прилегающей кпазу 2, выбрана из соотношения 1 = 25(0,7-0,9) Ь.Прорезь 4 выполняют с помощью электрода 5 в виде плоской пластины толщиной (0,2-0,5) 1 и длиной не менееширины А рабочей поверхности заготов-,3ки 1 со сквозным Т-образным пазом 6в его средней части, выполненным так,что широкая часть паза 6 выходит на рабоную поверхность электрода 5 и имеетдлину С и высоту Н определяемые соответственно из соотношений С2 а - 0,7 А и Н,(1-2)1, а длина си высота Н узкой части Т-образногопаза выбирается соответственно изсоотношений Й = а и Н . (2-4)1.40Способ осуществляется следующим образомНа рабочей поверхности протяженной заготовки 1 образца выполняютпродольный паз 2 глубиной Ь и шириной а, равной длине ладаваемого дефекта, азотируют рабочую поверхностьзаготовки 1 на глубину Ь, не превышающую Ь паза 2. После этого электроэрозионным методом с помощью электро.да 5 с Т-образным пазом 6 выполняютпрорезь 4 по всей рабочей поверхности заготовки 1 перпендикулярно и симметрично относительно паза 2 и осуществляют деформацию заготовки 1 из 55гибом до появления трещины в азотированном пазе 2, Затем шпифуют рабочую поверхность заготовки 1 на глубину 1 .= (0,/-0,9)Ь. П р и м е р. Изготавливают трещину длиной 2 мм и шириной раскрытия не более 0,001 мм. Трещину изготавливают на заготовке 1 в виде протяженной полосы с размерами 4 х 20 х х 150 мм. На одной из широких сторон образца, являющейся рабочей, в ее центральной части изготавливают продольный паз 2 длиной 20 мм, шириной 2 мм и глубиной 0,4 мм, Далее азотируют поверхность образца на глубину 0,3 мм. После этого прорезают прорезь 4 глубиной 0,3 мм, расположенную симметрично и перпендикулярно относительно продольного паза 2. Прорезание прорези 4 осуществляют.электроискровым методом с помощью электрода 5, закрепленного в держателе электроэрозионной установки типа А 207.23.141. Электрод 5 выполнен из латунной фольги толщиной 0,05 мм в виде прямоугольной пластины (фиг.З). На одной из сторон пластины длиной 20 мм выполнен Т-образный паз 6, Длина широкой части паза 6 равна 14 мм, длина центральной узкой части паза 6-2 мм. Превышение высоты Н боковых частей электрода над его центральной частью равно 0,5 мм. Высота узкой части паза 6-1,5 мм. Перед прорезанием узкой прорези 4 электрод 5, закрепленный в держателе электроэрозионной установки, располагается симметрично и перепендикулярно продольному пазу 2 так; чтобы края электрода 5 точно совпали с боковыми сторонами заготовки 1 образца. При этом центральная узкая часть паза 6 точно. расположена над продольным пазом 2. При электроискровом изготовлении фиксируют показание Л 1 индикатора, контролирующего вертикальное перемещение электрода, в момент появления искры под широкой частью Т-образного паза 6. Наблюдая показания А индикатора, отключают электроискровую установку, когда разность Л А будет равна величине Лд-Л,=0,9 мм, При этом глубина узкой прорези 4 1 будет равна 0,3 мм. Затем образец подвергается деформации изгибом до образования трешны на азотированной поверхности продольного паза 2, После этого образец подвергается ппифованйю таким образом, чтобы глубина продольного паза был 0,05-0,1 мм. Это необходимо для то о, чз обы при5 1562835 6шлифовании не коснуться азотирован- - С возрастанием глубины прорези 4 шиной поверхности продольного паза 2, рина раскрытия ее увеличивается. Тасодержащего трещину 7, Поверхность ким образом, применение электродаобразца с продольным пазом 2 подвер- толщиной менее 0,2 1 невозможно, Негается полированию, в результате5целесообразным является также причего сполировывается металл, затя- мененне электродов толщиной болеенувший краевые щели 8 при шлифовании, 0,5 1, так как при этом прорезь 4 неи они становятся хорошо визуально является уже концентратором и точновидимыми. не определяет то место, где можетВозможность получения единичной образоваться трещина.трещины малой ширины раскрытия обес- Наличие Т-образного паза 6 напечивается, если концентратор выпол- электроде 5 позволяет одновременнонен в виде узкой прорези, ширина ко- изготовить и концентратор в видеторои не превосходит половины ее глу 15 узкой прорези 4 глубиной 1 и крае:бины. Изготовление такой прорези воз- вые метки 8 с помощью одного плоскоможно только электроэрозионным мето- го электрода 5, При этом краевые метдом. Для обеспечения нахождения мес- ки 8 располагаются строго по одной лита расположения дефекта 7 на образце линии (фиг,2), Широкая часть Т-обраэизготавливают метки в виде узких ще ного паза 6 должна быть не м нлей - краевых меток 7, расположенных значений ширины ц продольного пазау боковых сторон образца, получаемых 2 и не превышать 0,7 ширины образпосле шлифования. Поиск дефекта ица А. Длина широкой части Т-образноизмерение его ширины раскрытия осу-. го паза 6 определяет длину центществляют с помощью электронного мик ральной части узкой прорези 4. Чемроскопа, поле зрения которого состав- больше длина прорези 4 и чем большеляет сотые доли миллиметра, что чрез- ее глубина, тем ближе при деформациивычайно затрудняет нахождение де- образца изгибом дефект в виде трефекта 7. В процессе поиска отсчет щнны будет располагаться к линии,микроскопа устанавливают относитель проходящей через прорезь 4. Поэтомуно краевых меток 8. Если дефект 7 длина прорези 4 в центральной частирасположен строго между краевыми образца должны быть не менее двухметками 8, то это существенно облег- значений ширины д продольного паза.чает нахождение его местоположения. Для получения краевых меток 8 доНеобходимо учитывать, что дефект 735статочной длины длина прорези 4 впри деформации изгибом располагает- центральной части образца должна быться на линии, совпадающей с линией, не более 0,7 ширины образца А. Допроходящей через прорезь 4 (кон- полнительное узкое углубление длицентратор) . Поэтому необходимо, что- ной а в центральной части электродабы краевые метки 8 также располага 5 необходимо для того, чтобы исклюлись на этой линии. Данное требование чить прожигание прорези 4 в азотиро.обеспечивается, если узкую прорезь 4 ванном слое поверхности паза 2. Азои краевые метки 8 изготавливать од- тированный слой 1 на дне продольноновременно с помощью плоского элект- го паза 2 (фиг.2) не будет затронутрода в виде тонкой пластины толщиной 15 при электроискровом методе изготов(0,2-0,5)1. Обычно глубина щели 1 ления, если предварительно устаноне превосходит 0,3-0,5 мм, а ее тол- вить электрод таким образом чтобыЭщина в основном определяется толщи- узкая часть Т-образного паза 6 длиной электрода. Стремятся получить ной а точно располагалась нар пропрорезь 4 возможно меньшей ширины, 50 дольным пазом 2, и прорезь 4 не буминимальная величина которой опре- дет доходить до его дна на величиделяется жесткостью материала элект- ну (0,1-0,3)Ь,рода, применяемого для ее изготовле-Для получения прорези 4 глубинойния, Наименьшая толщина металличес .высоты углубления Н узкой частикого электрода 0,05 мм. С учетом 55 электрода должна быть не менее (2 -разжигания прорези 4 в процессе ее . 4)1. Это объясняется расходованиемизготовления минимальная ширина рас- . электрода при электроискровом изго -крытия в лучшем случае не превысит товлении щели. С увеличением глуби 0,06 мм при глубине прорези 4 0,3 мм. ны щели расход электрода на единицу10 ЗО ее глубины увеличивается. При изготовлении узкой щели 2 малой глубины (порядка 0,1-0,2 мм) на единицу ее глубины расходится не более двух единиц высоты электрода 5, при изготовлении прорези 4 большей глубины (порядка 0,5-1,5 мм) расход электрода 5 к получаемой глубине достигает четырехкратного отношения.Наличие боковых частей электрода 5, имеющих большую высоту по сравнению с высотой его центральной части, обеспечивает получение большей глубины прорези 4 по ее краям у боковых сторон образца. формула изобретения 1. Способ изготовления образца с дефектом типа трещина заключающийся в том, что на рабочей поверхности протяженной заготовки образца выполняют проДольный паз глубиной Ь и Шириной а, равной длине "-адаваемого дефекта, выполняют на заготовке концентраторы напряжений, азотируют рабочую поверхность заготовки на глубину Ь, не превышающую глубину Ь паза, шлифуют эту поверхность, осуществляют деформацию загстовки образца изгибом до появления трещины в азотированном пазе, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения области применения за счет получения трещин малой ширины раскрытия в заданном месте, после азотирования концентраторы напряжений выполняют электроэрозионным методом в виде прорези по всей рабочей поверхности заготовки образца перпендикулярно и симметрично относительно продольного паза, глубину прорези ступенчато увеличивают к боковым поверхностям заготовки, а глубину 1 меньшей ступеньки, прилегающей к пазу,. выбирают из соотношения 1(0,7-0,9)Ь, деформацию заготовки образна изгибом осуществляют после выполнения прорези, а шлифование рабочей поверхности заготовки выполняют на глубину 1,2, Способ по п,1, о т л и ч а ю = ш и й с я тем, что для выполнения прорези используют электрод в виде плоской пластины, толщиной (0,2- 0,5)1 и длиной не менее ширины А рабочей поверхности заготовки образца со сквозным Т-образным пазом в средней части его рабочей поверхности, выполненным так, что широкая часть У.-образного паза выходит на рабочую поверхность электрода и имеет длину С и высоту Н, определяемые соответственно из соотношений С = 2 а - 0,7 А и Н=. (1-2)1, а длина д и высота Н 2 узкой части Т- образного паза выбираются соответственно из соотношений Й = а и и, (2-4)11562835 Составитель И.Рекуноваактор Л,Гратилло Техред ,Ходаниц 1.Король орре ираж 508 Подписно и ГКНТ СССР изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 10 Заказ 106 ВНИИПИ Го арственного комитета но изобретениям и открытия 113035, Москва, %-35, Рауаская наб., д. 4/5