СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ХРУПКИХ ЛИСТОВ ТУГОПЛАВКИХ ОТОЖЖЕННЫХ МЕТАЛЛОВ Российский патент 1998 года по МПК G01N3/28 

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться при контроле механических свойств листов тугоплавких металлов, преимущественно молибдена и его сплавов, на металлургическом контроле перед запуском листов в производство с целью прогнозирования штампуемости при изготовлении, в частности изделий электровакуумного производства, повышения коэффициента использования металла.

Известны способы обнаружения общей хрупкости тугоплавких металлов (хрупкости рекристаллизации), например, при испытании механических свойств, твердости, структуры. Под штамповку листы обычно поставляются с нерекристаллизованной структурой. Листы рекристаллизованные при отжиге, даже частично становятся хрупкими, твердость их падает. На этом принципе (измерении твердости) основано обнаружение хрупких листов после отжига, в частности молибденового сплава ЦМ2А, поставляемых по ТУ48-4206-04-90. Здесь же предусмотрен и металлографический контроль структуры на рекристаллизацию, но контроль выборочный, на образцах.

За прототип принят способ обнаружения хрупких листов измерением их твердости (ТУ48-4206-04-90). Недостаток прототипа - контролируется локальный участок листа, основная площадь листа контролю не подвергается, на поверхности листа остаются отпечатки, выявляется только общая хрупкость рекристаллизации, а хрупкость под 45^o к направлению проката не выявляется. Такая хрупкость обуславливается химсоставом, рекристаллизацией центральной части по толщине листа, текстурой и описана, например (Н.Н. Моргуновы и др. Сплавы молибдена М. Металлургия 1975). Твердость при этом может быть удовлетворительной, так как конус твердомера только своей вершиной вдавливается в мягкий рекристаллизованный металл или вообще не доходит до него.

Цель изобретения - обеспечить контроль хрупкости по всему сечению и всей плоскости листов, без повреждения поверхности, выявлять любую хрупкость (хрупкость рекристаллизации и 45-градусную).

Поставленная цель достигается определением высоты слышимого звука и установлением диапазона высоты звука листов партии, сортировкой их на с низкой и листы с высокой высотой звука, контролем техническим условиям всех листов и дополнительным контролем листов с низкой высотой звука на выдавливание по Эриксену с оценкой разрушения по плоскости образцов и признанием их хрупкости, если они разрушаются по плоскости в процессе выдавливания.

Общие признаки с прототипом: листы подвергают механическому воздействию.

Отличительные признаки: листы сортируют по высоте слышимого звука, излучаемого листом при ударе о его плоскость, листы с низкой высотой звука дополнительно проверяют на выдавливание по Эриксену с оценкой разрушения образца по плоскости.

Для реализации способа на листах одной партии поставки близких по размерам выполняют операции:
а) определяют диапазон высоты слышимого звука. Для этого каждый лист закрепляют или подвешивают за один уголок или небольшой участок плоскости, наносят удар по плоскости листа;
б) разделяют листы по высоте звука на две группы - листы с низкой и листы с высокой высотой звука;
в) листы с высокой высотой звука принимают по техническим условиям;
г) листы с низкой высотой звука выборочного дополнительно проверяют на выдавливание по Эриксену с оценкой разрушения по плоскости, признавая хрупким, если образец разрушается по плоскости, при этом глубина выдавливания лунки может быть удовлетворительной.

Такие листы бракуются.

д) листы с низкой высокой звука, выдержавшие испытание по Эриксену без разрушения плоскости, принимаются по техническим условиям.

Способ проверен практически на холоднокатаных листах марки сплава ЦМ2А толщиной 0,8 мм, изготовленных по ТУ48-4206-04-90 и имеющих размеры: ширина 150-200 мм, длина 300-400 мм.

Пример 1.Для прогнозирования штампуемости деталей типа "чашка" проверили твердость листов, высоту звука, при этом лист горизонтально придерживали рукой и опускали на него пластмассовый пустотелый шарик диаметром 36 мм. В таблице показана высота звука (по пятибальной шкале) в зависимости от твердости. Лучшую штампуемость с меньшими разрывами металла показывали листы с большей высотой звука.

Пример 2. Такие же листы ЦМ2А одной партии поставки (разных плавок) в виду различия в штампуемости (наблюдалось хрупкое разрушение штамповок, вырыв донышка) рассортировали по высоте звука.

Листы с большой высотой звука направлены на штамповку, при этом выход годных был удовлетворительным. Листы испытали на выдавливание по ГОСТ 10510-88 пуансоном 20 мм. На этих листах глубина выдавливания равна до 8 мм, на листах с малой высотой звука при выдавливании наблюдалось хрупкое разрушение под 45^o к направлению проката, а при штамповке - хрупкое разрушение деталей. При испытании на высоту звука листы ударяли пластмассовым стержнем.

Технико-экономический эффект от внедрения способа обнаружения хрупких листов ЦМ2А и других заключается в предотвращении поставки и использования хрупкого металла. При штамповке хрупких листов годных катастрофически падает. Листы скалываются еще при рубке полос, вырубке на штампах заготовок - листов и разрушаются при вытяжке деталей в штампе. Внедрение способа позволяет отработать технологию завода-поставщика, сократить расход дорогого и дефицитного металла при выпуске изделий электровакуумного производства, повысить их надежность. Способ позволяет получить интегральную характеристику структуры листа одновременно по всей плоскости и всему сечению.

Способ может быть использован при входном контроле партии листов для прогнозирования штампуемости, в частности при изготовлении изделий электровакуумной техники. Для обнаружения хрупких листов производят стопроцентный контроль твердости листов одной партии поставки и выборочные испытания изготавливаемых из этих листов образцов на выдавливание лунки по Эриксену. Перед проведением испытаний устанавливают диапазон высоты слышимого звука, изучаемого листами при ударе. Для этого каждый лист закрепляют или подвешивают за один уголок или небольшой участок плоскости и наносят удар по плоскости листа. Образцы изготавливают из листов с низкой высотой звука, отобранных из партии. Хрупкими признают листы, образцы из которых при испытании разрушаются по плоскости. Способ обеспечивает контроль хрупкости по всему сечению и всей плоскости листов, выявление как хрупкости рекристаллизации, так и хрупкости под углом 45^o к направлению проката. 1 табл.

Способ обнаружения хрупких листов тугоплавких отожженных металлов, преимущественно молибдена и его сплавов, включающий стопроцентный контроль твердости листов одной партии поставки, отличающийся тем, что каждый лист закрепляют или подвешивают за один уголок или небольшой участок плоскости, наносят удар по плоскости листа, устанавливают диапазон высоты слышимого звука, излучаемого листами при ударе, отбирают из партии листы с низкой высотой звука, производят выборочные испытания изготавливаемых из этих листов образцов на выдавливание лунки по Эриксену и признают хрупкими листы, образцы из которых при испытании разрушаются по плоскости.