СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ НАЧАЛА ПОЛИМОРФНОГО ПРЕВРАЩЕНИЯ В ДВУХФАЗНЫХ ТИТАНОВЫХ СПЛАВАХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДА АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ Российский патент 2012 года по МПК G01K9/00 G01N25/02 

Описание патента на изобретение RU2447413C1

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к термической обработке металлов, их формообразованию, а также к области исследования процессов полиморфных превращений в металлах при высоких температурах и может быть использовано в процессе пластическо-деформационного формообразования материалов.

Известен способ определения температуры полиморфного превращения титановых сплавов методом пробных закалок (Металлография титановых сплавов / под ред. Аношкина Н.Ф., Бочвара Г.А., Ливанова В.А. и др. М.: Металлургия, 1980. С.36), заключающийся в фиксировании структуры сплава после закалки с нагревом при последовательно повышающихся температурах в районе α→β перехода. Данный способ отличается низкой производительностью и высокой трудоемкостью, требует изготовления большого количества образцов, применения сложного лабораторного оборудования, а также не отличается высокой точностью результатов исследования.

Также известен способ определения температуры полиморфного превращения в двухфазных титановых сплавах (Патент № RU 2248539 C2 от 20.03.2005 г.), заключающийся в нагреве образца до температуры, обеспечивающей свободное провисание жестко закрепленного образца, соответствующей температуре полиморфного превращения α→β. Но данный способ позволяет определять момент достижения температуры полиморфного превращения, но не предусматривает определения значения этой температуры. Кроме того, данный способ также не отличается высокой точностью и, в частности, не позволяет определить температуру начала полиморфного превращения - свободное провисание образца происходит после того, как изменение кристаллической решетки произойдет в большей части объема образца, что при постоянной скорости нагрева приводит к завышению измеренной температуры начала полиморфного превращения. Кроме того, определенная с помощью данного способа температура начала полиморфного превращения будет зависеть от степени прогрева образца, то есть от его толщины, профиля сечения и других факторов. К недостаткам данного прототипа следует также отнести возможность исследования только листовых образцов с достаточно ограниченным диапазоном габаритных размеров и отсутствие возможности применения способа для исследования образцов сложных форм и разных габаритов.

Изобретение направлено на повышение производительности и точности определения температуры начала полиморфного превращения в двухфазных титановых сплавах для использования в технологических процессах горячей штамповки.

Указанный технический результат обеспечивается заявляемым способом определения температуры начала полиморфного превращения в двухфазных титановых сплавах с использованием метода акустической эмиссии, включающим нагрев образцов под закалку до заданной температуры, отличающимся тем, что во время нагрева заготовки регистрируется излучаемая ею АЭ и производится анализ активности АЭ, а температура полиморфного превращения определяется по скачкообразному снижению активности АЭ.

Порядок операций в указанном способе следующий. К образцу закрепляется звуковод и термопара. Ко второму концу звуковода закрепляется широкополосный пьезоэлектрический датчик акустической эмиссии. Образец помещается в печь и выполняется его нагрев. В процессе нагрева измеряется температура образца и регистрируются излучаемые образцом сигналы акустической эмиссии. Активность АЭ определяется как скорость излучения АЭ сигналов (имп./с). Момент резкого снижения активности АЭ соответствует температуре начала полиморфного превращения.

Пример реализации способа

Предлагаемый способ был применен для определения температуры начала полиморфного превращения в сплаве ВТ20. Контрольные образцы сечением 2×15 мм нагревались от температуры 18°C до температуры 1100°C в предварительно нагретой до температуры 1100°C муфельной печи. В процессе нагрева контролировалась температура образца с помощью хромель-алюмелевой термопары, зачеканеной в образец. Во время нагрева образца также анализировались сигналы акустической эмиссии, регистрируемые широкополосным пьезоэлектрическим преобразователем GT-301 (Globaltest) и рассчитывались спектры сигналов акустической эмиссии с применением алгоритма быстрого преобразования Фурье. На фиг.1 представлен график активности акустической эмиссии. Температура начала полиморфного превращения Тпп определялась как температура, соответствующая моменту скачкообразного снижения активности АЭ. Для исследованного материала Тпп=1010°C, соответствующая моменту изменения активности АЭ с 35 имп./с до 12 имп./с.

Для контроля результатов эксперимента исследованный материал подвергался дилатометрическим исследованиям на дилатометре Netzsch DIL 402 PC. Результаты исследования представлены на фиг.2. Таким образом, результаты дилатометрических исследований подтверждают результаты исследования заявляемым способом.

Предлагаемый способ определения температуры полиморфного превращения в двухфазных титановых сплавах с использованием метода акустической эмиссии позволяет повысить производительность и точность определения температуры полиморфного превращения, а также выполнять измерения без ограничений по скорости нагрева, форме и конфигурации образца.

Похожие патенты RU2447413C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОЛНОГО ПОЛИМОРФНОГО ПРЕВРАЩЕНИЯ ЖАРОПРОЧНЫХ ДВУХФАЗНЫХ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ (АЛЬФА+БЕТА)-МАРТЕНСИТНОГО КЛАССА 2012
  • Попов Артемий Александрович
  • Гадеев Дмитрий Вадимович
  • Илларионов Анатолий Геннадьевич
  • Демаков Сергей Леонидович
RU2498280C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРИТИЧЕСКОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ЗАКАЛКИ В ТИТАНОВЫХ СПЛАВАХ 2023
  • Водолазский Федор Валерьевич
  • Илларионов Анатолий Геннадьевич
  • Логинов Юрий Николаевич
  • Илларионова Светлана Михайловна
RU2810203C1
СПОСОБ ОПЕРАТИВНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЧЕСТВА МИКРОСТРУКТУРЫ ТИТАНОВОГО СПЛАВА УПРУГОГО ЭЛЕМЕНТА 2013
  • Данилин Геннадий Александрович
  • Белогур Валентина Павловна
  • Ремшев Евгений Юрьевич
  • Титов Андрей Валерьевич
  • Черный Леонид Григорьевич
  • Метляков Дмитрий Викторович
RU2525320C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛИТ ИЗ ВЫСОКОЛЕГИРОВАННОГО ТИТАНОВОГО СПЛАВА 2014
  • Берестов Александр Владимирович
  • Козлов Александр Николаевич
  • Федоров Сергей Анатольевич
RU2569611C1
ВПТБ 1973
SU394709A1
СПОСОБ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПРУТКОВ ИЗ ДВУХФАЗНЫХ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ НИЗКИХ ЗНАЧЕНИЙ ТЕРМИЧЕСКОГО КОЭФФИЦИЕНТА ЛИНЕЙНОГО РАСШИРЕНИЯ В НАПРАВЛЕНИИ ОСИ ПРУТКА 2016
  • Демаков Сергей Леонидович
  • Степанов Степан Игоревич
  • Гадеев Дмитрий Вадимович
RU2625376C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИСТОВОГО ПРОКАТА ИЗ ТИТАНОВОГО СПЛАВА МАРКИ ВТ8 2018
  • Калиенко Максим Сергеевич
  • Волков Анатолий Владимирович
  • Ледер Михаил Оттович
  • Плаксина Елизавета Александровна
  • Водолазский Валерий Федорович
RU2691471C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ТИТАНОВОГО СПЛАВА ВТ16 2000
  • Баулин А.В.
RU2183691C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОНКИХ ЛИСТОВ 2011
  • Козлов Александр Николаевич
  • Михайлов Виталий Анатольевич
  • Берестов Александр Владимирович
  • Шеремет Наталья Вячеславовна
RU2487962C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛИТ ИЗ ДВУХФАЗНЫХ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ 2021
  • Шеремет Наталья Вячеславовна
  • Берестов Александр Владимирович
  • Плаксина Елизавета Александровна
RU2773689C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 447 413 C1

Реферат патента 2012 года СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ НАЧАЛА ПОЛИМОРФНОГО ПРЕВРАЩЕНИЯ В ДВУХФАЗНЫХ ТИТАНОВЫХ СПЛАВАХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДА АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ

Изобретение относится к области исследования процессов полиморфных превращений в металлах при высоких температурах и может быть использовано в процессе пластическо-деформационного формообразования материалов. Способ определения температуры начала полиморфного превращения в двухфазных титановых сплавах с использованием метода акустической эмиссии заключается в измерении активности сигналов акустической эмиссии, излучаемых испытываемым образцом во время его нагрева. Температура полиморфного превращения определяется как температура, соответствующая моменту скачкообразного снижения активности акустической эмиссии. Технический результат - повышение точности и производительности определения температуры полиморфного превращения в двухфазных титановых сплавах без ограничений к форме и размерам исследуемых образцов. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 447 413 C1

Способ определения температуры начала полиморфного превращения в двухфазных титановых сплавах с использованием метода акустической эмиссии, включающий нагрев образцов под закалку до заданной температуры, отличающийся тем, что во время нагрева заготовки регистрируется излучаемая ею акустическая эмиссия (АЭ) и производится анализ активности АЭ, а температура полиморфного превращения определяется по скачкообразному снижению активности АЭ.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2012 года RU2447413C1

Способ исследования механических свойств материалов 1984
  • Божко Юрий Валентинович
  • Лавейкин Лев Иванович
  • Малыгин Василий Борисович
  • Набойченко Константин Владимирович
SU1206644A1
Способ определения температур минералообразования и полиморфных превращений 1980
  • Заверткин Сергей Дмитриевич
  • Сальников Владимир Николаевич
  • Коробейников Александр Феопенович
  • Страгис Юрий Мидардович
SU949445A1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВЯЗКОХРУПКОГО ПЕРЕХОДА МАТЕРИАЛА 1991
  • Штремель Мстислав Андреевич
  • Алексеев Игорь Геннадиевич
  • Кудря Александр Викторович
  • Болдырев Валерий Александрович
RU2027988C1
Способ контроля теплового разрушения материалов 1988
  • Робсман Вадим Александрович
  • Казумян Геннадий Зорайрович
SU1589203A1

RU 2 447 413 C1

Авторы

Муравьев Василий Илларионович

Ким Владимир Алексеевич

Дмитриев Эдуард Анатольевич

Фролов Алексей Валерьевич

Саночкин Константин Артёмович

Кузнецов Александр Анатольевич

Даты

2012-04-10Публикация

2010-08-13Подача