СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРИТИЧЕСКОЙ ТОЧКИ НАЧАЛА АУСТЕНИТНОГО ПРЕВРАЩЕНИЯ Российский патент 2013 года по МПК G01N29/14 

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к термической обработке металлов, и может использоваться при контроле параметров сталей акустическими методами.

Известен дилатометрический метод исследования (Попов А.А., Попова А.Е. Изотермические и термокинетические диаграммы распада переохлажденного аустенита. - Свердловск: МАШГИЗ, 1961. - С.15-16), заключающийся в нагреве образца до любой температуры, превышающей температуру образования аустенита, и непрерывном измерении линейных размеров образца. При дилатометрическом способе о развитии аустенитного превращения судят по изменению длины образца, в частности, точка Ac₁ соответствует локальному максимуму дилатометрической кривой, а точка Ас₃ - локальному минимуму (см. фиг.1). Дилатометрический метод не позволяет проводить исследования при высоких скоростях нагрева (например, максимальная скорость нагрева лабораторного дилатометра Netzsch DIL 402 PC равна 50 К/мин), что не позволяет использовать этот метод для разработки технологий термической обработки, связанных с высокоинтенсивным нагревом деталей (индукционный нагрев, лазерное упрочнение).

Для устранения указанных недостатков предлагается способ определения точки начала аустенитного превращения при помощи анализа изменения спектра сигналов акустической эмиссии.

Указанный технический результат обеспечивается заявляемым способом определения критической точки начала аустенитного превращения (Ас₁) в сталях, включающий нагрев образца, измерение физических параметров образца, связанных с объемными изменениями при превращении одной кристаллической решетки в другую и сопровождающихся генерацией сигналов акустической эмиссии, при этом температуру точки Ac₁ определяют по изменению спектра сигналов акустической эмиссии.

Пример конкретного выполнения способа определения критических точек распада аустенита в сталях методом акустической эмиссии. Предлагаемый способ был реализован при определении точки Ac₁ для стали 30ХГСА. Контрольные образцы сечением 2×15 мм нагревались от температуры 18°C до температуры 920°C в предварительно нагретой до температуры 1000°C муфельной печи со средней скоростью 3 К/с. В процессе нагрева контролировалась температура образца с помощью хромель-алюмелевой термопары, зачеканенной в образец. Во время нагрева образца также регистрировались сигналы акустической эмиссии, регистрируемые закрепленным на образце широкополосным пьезоэлектрическим преобразователем GT-301 (Globaltest), и рассчитывались спектры сигналов акустической эмиссии с применением алгоритма быстрого преобразования Фурье. На фиг.2 представлен график суммарного счета акустической эмиссии, а на фиг.3 - диаграмма изменения спектральной плотности сигналов акустической эмиссии.

Точка Ac₁ определялась как температура, соответствующая моменту изменения спектра сигналов акустической эмиссии - температура 778°C (см. фиг.2), соответствующая импульсу №462 (см. фиг.3).

Предлагаемый способ позволяет определять критическую точку образования аустенита в реальном времени без ограничений по скорости нагрева образца.

Использование: для определения критической точки начала аустенитного превращения. Сущность: заключается в том, что выполняют нагрев образца, измерение физических параметров образца, связанных с объемными изменениями при превращении одной кристаллической решетки в другую и сопровождающихся генерацией акустической эмиссии, при этом температуру точки Ас₁ определяют по изменению спектра сигналов акустической эмиссии. Технический результат: обеспечение возможности определения критической точки начала аустенитного превращения при высокоинтенсивном нагревании деталей. 3 ил.

Способ определения критической точки начала аустенитного превращения Ас₁, включающий нагрев образца, измерение физических параметров образца, связанных с объемными изменениями при превращении одной кристаллической решетки в другую и сопровождающихся генерацией акустической эмиссии, отличающийся тем, что температуру точки Ас₁ определяют по изменению спектра сигналов акустической эмиссии.