Способ определения уровня остаточных напряжений Советский патент 1984 года по МПК G01B17/04 

00 4

Од Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в любой отрасли машиностроени Известен способ определения уровня остаточных напряжений в покрытиях сформированных на токопроводящих поверхностях электроискровыми разрядам Согласно способу на эталонные образц наносят покрытия, затем их стравливают, определяют деформационную кривую и с помощью вычислений определя ют уровень остаточных напряжений L1З Однйко указанньй способ невозможно использовать для определения остаточных напряжений непосредственно на готовых изделиях,так как он относится к разрушающим методам контроля, а потому требует проведен|5я измерений только на эталонных образцах. При контроле уровня остаточных напряжений в процессе формирования покрытий необходимо испытание покрытий на эталонных образцах, полученных с использованием такого же энергетического режима процессу с удель1НЫМ .временем, соответствующим контро ируемо. Это значительно усложняет процесс удлиняет его во времени. Проведенный хронометраж для группы из четырех образцов из СтЗ показал, что полное время определения в покрытиях зфовня остаточных напряжений составляет 230 мин. Сложность способа обусловлена необходимостью использования травящих растворов, требующих специальных средств защиты и мер безопасности. Наиболее близким к предлагаемому является способ определения уровня остаточных напряжений, заключающийся в том, что стимулируют в покрытии си налы акустической эмиссии, подсчитывают их количество, которое используют при вычислении величины остаточ ных напряжений С2 . Недостатком способа является слож ность, обусловленная множеством параметров, измеряемых помимо количест ва импульсов акустической эмиссии. Цель изобретения - упрощение способа. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определени уровня остаточных напряжений, заключающемуся в том, что стимулируют в покрытии сигналы акустической эмис сии, подсчитывают их количество, кот 032 рое используют при вычислении величины остаточных напряжений, стимулируют сигналы акустической эмиссии в двух образцах с известными величинами остаточных напряжений 6 и 2 и в контролируемом изделии, регистрируют число N , N и N импуль сов акустической эмиссии в образцах и изделии и определяют величин г остаточного напряжения d в контролируемом изделии по формуле (62-.)6.d.. Способ заключается в следующем. Источником импульсов акустической эмиссии являются трещины, возникшие вокруг царапины, полученной при движении нагруженного и щeнтopa по поверхности с постоянной скоростью в течение определенного промежутка времени. Акустические импульсы регистрируют с помощью пьезопреобразователя, усиливают и подают на счетчик импульсов, по показаниям которого определяют суммарное число импульсов (усредненное) . Экспериментально была установлена линейная зависимость между логарифмом суммарного числа импульсов акустической эмиссии и уровнем остаточных напряжений d в покрытиях, сформированных из различных материалов. Это позволило ее аппроксимировать линейной функцией enN-enN (i-d Из полученной зависимости следует .- Способ позволяет определять величины остаточных напряжений в покрытиях для любого контролируемого времени без их разру11 ения, при этом ля его осуществления необходимы исытания только на двух этаонных образцах с известными веичинами остаточных напряжеий. Пример. На изделия из СтЗ наносят покрытия из железа, никеля, рома и вольфрама с помощью установи ЭФИ-46 на третьем режиме.

, -Для каждого вида покрытия берут по два образца с известными уровнями остаточных напряжений d и бл. Поверхности образцов и изделий подвергают воздействию индентора из алмаза, внедренного на глубину 1 мкм Образцы и изделия перемещают относительно индентора со скорос.тью 0,16 см/с в течение 15 с. Импульсы акустической эмиссии регистрируют с помощью специального пьезопр образователя, в качестве которого используют пьезопластину из ЦТС-19. Усиленные сигналы подают на счетчик импульсов, которым регистрируют суммарное число импульсов для каждого образца и изделия. Затем по формуле

(.

-N.

In

N1

определяют величину остаточных напряжений в изделиях.

Данные приведены в таблице.

В контрольных образцах уровень остаточных напряжений определяют известным способом.

Проведенный хронометраж показал, что определение уровня остаточных напряжений на каждом изделии заняло 3-5 мин.

Использование способа определения величины остаточных напряжений в покрытиях, а следовательно, и в поверхностных слоях изделий позволит упростить процесс, ускорить его в 12 раз и удешевить в 11.

5

Гфедлагаемый способ позволит определять величину остаточных напряжений в покрытиях непосредственно на готовых изделиях в любой момент их фор0мирования в пределах оптимального времени обработки, т.е. контролировать качество покрытия и прогнозировать его эксплуатационные харал теристики.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УРОВНЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ, заключающийся в том, что стимулируют в покрытии сигналы акустической эмиссии, подсчитьшают их количество, которое используют при вычислении величины остаточных напряжений, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, стимулируют сигналы акустической эмиссии в двух образцах с известными величинами остаточных напряжений и б и в контролируемом изделии, регистрируют число N, N2 и N импульсов акустической эмиссии в образцах и изделии и определяют величину остаточного напряжения 6 в контролируемом изделии по формуле N