Способ контроля механических свойств чугуна в отливках Советский патент 1989 года по МПК G01N27/80 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для определения механических свойств ковкого, серого и высокопрочного чугуна в отливках.

Цель изобретения - повышение достоверности контроля за счет обеспечения однозначной зависимости между определяемым магнитным параметром - магнитной проницаемостью, и механическими свойствами изделия.

На фиг. 1 представлена зависимость между ЭДС электромагнитного преобразователя и магнитной проницаемостью измеренных при различных параметрах намагничивающего поля от твердости отливок; на фиг. 2 - форма комбинированного магнитного поля.

В таблице даны параметры режимов намагничивания.

Способ реализуется следующим образом.

Перед началом контроля механических свойств чугуна на образцах, взятых из контролируемой партии, определяют структуру графита металлографическим методом.

Затем устанавливают соответствующую этой форме графита оптимальную величину напряженности магнитного поля, например, для серого чугуна (пластинчатая форма графита), напряженность этого оптимального магнитного поля составляет 40-60 А/м, ковкого чугуна (компактная форма графита) - 280-350 А/м, высокопрочного чугуна с шаровидным графитом - 480-520 А/м. Таким образом, определив на эталонных образцах, взятых из контролируемой партии отливок, форму гр.чфит.ч меел

а: со

4:

таллографическим путем (например, пласт1П1чатый графит), по приведенным данпым устанавливают, что контролировать данную партию необходимо при на пряжен11ости магнитного поля 50 А/м.

Контролируемую отливку с помощью преобразователя, являющегося элементом колебательного контура, намагни- Ч4Шают комбинированным магнитным полем, содержащим постоянную составляющую, величина которой устанавливается в соответствии с формой графита в чугуне , определяемой на эталонных образцах, и переменную составляющую в виде импульсов колоколообразной формы с регулируемой амплитудой, равной не более 1/10 постоянной составляющей, и длительностью, равной 1/3 части периода колебаний колебательного контура преобразователя. Измеряют ЭДС индикаторной обмотки преобразователя по которой судят об изменении маг- Н1ГГНОЙ проницаемости отливок и, следовательно, об их механических свойствах.

Пример. Из контролируемой партии отливок выбирают несколько 11ггук и металлографическим путем определяют в них формы графита. Установив, что она, напри1-1ер, соответствует графиту серого чугуна, выбирают постоянную составляющую напряженности магнитного поля в преобразователе равной 50 А/м. Составляют колебатель нь:й контур преобразователя из индук- Т1ШНОС7И намагничивающей обмотки, конденсаторов, источника переменного напряжения. Определяют период колебаний колебательного контура, в примере он совпадает с периодом колебаний генерируемых источником переменного напржкения, и равен 33-10 с. Устанавливают параметры генератора импульсов такими, что образовываются импульсы колоколообразной формы с регулируемой амплитудой, создающие переменную составляющую магнитного Г1с:1я, равную 1/10 величины напряженности магнитного поля в преобразователе, т.е. 5 А/м, и длительностью, равной 1/3 периода, т.е. 11-10 с.

Помещают контролируемую отливку в преобразователь, намагничивающая обмотка которого питается от генератора иьтульсов и от источника постоянного тока. Параметры импульса тока, питающего преобразователь, получаются простым пересчетом и для конкрет0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ного преобразователя прямоугольной формы ЮО ЗО ЗО мм с количеством витков первичной обмотки, равным 860, составляют 90 мА и 9 мА.

С помощью индикаторной обмотки определяют изменение магнитной индукции в преобразователе, вызванной контролируемой отливкой.

Это изменение индукции пропорционально магнитной проницаемости отливки. По зависимости между магнитной проницаемостью и механическими свойствами, установленной па эталонных образцах, определяют механические свойства кбнтролируемой отливки.

Соотношения между длительностью импульса и периодом питающего напряжения, амплитудой импульса и его постоянной составляющей подобраны экспериментально таким образом, чтобы устранить неоднозначность между магнитными и механическими параметрами контролируемых изделий.

Как видно из данных, приведенных в таблнце, коэффициент линейной корреляции между магнитной проницаемостью, измеряемой при режимах намагничивания 1 - 10, и твердостью отливок максимален для режимов 2,10, что соответствует соотнощению между амплитудой импульсов и постоянной составляющей, равному 1/10, и- между длительностью импульсов и периодом колебаний колебательного контура преобразователя, равному 1/3.

Формула изобретения

1. Способ контроля механических свойств чугуна в отливках, заключающийся в том, что проверяемую отливку помещают в переменное магнитное поле преобразователя, измеряют ее магнитную характеристику и по заранее установленной корреляционной зависимости определяют механические свойства чугуна, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, используют преобразователь, являющийся элементом колебательного контура, отливку намагничивают комбинированным магнитным полем, содержащим постоянную составляющую, .величина А которой устанавливается но зависимости между напряженностью магнитного поля и формой графита в чугуне, и переменную составляющую в виде импульсов колоколообразной фор- мЫ с регулируемой амплитудой, не преI

вышающей 1/10 постоянной составляющей, и длительностью, f , равной 1/3 части периода колебаний колебательно го контура преобразователя, а в качестве магнитной характеристики используют магнитную проницаемость.

2. Способ по п. 1, отличаю щ и и с я тем, что для чугуна, ха- рактеризуемо о пластинчатой формой графита, величина А постоянной составляющей выбирается из условия 40. А 60, А/м.

169406

3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что для чугуна, характеризуемого компактной формой графита, величина А постоянной составляющей выбирается из условия 280 А

350, А/м.

4.Способ по п. 1, отличающий с я тем, что для чугуна, рактеризуемого шаровидной формой графита, величина А постоянной составляющей выбирается из условия 480 А 520, А/м.

Изобретение относится к неразрушающему контролю. Цель изобретения - повышение достоверности контроля. Для этого контролируемую отливку помещают в переменное магнитное поле преобразователя и измеряют магнитную проницаемость ее материала, по которой судят о его механических свойствах. При этом намагничивание отливки осуществляют комбинированным полем, содержащим постоянную составляющую, величина которой устанавливается в соответствии с формой графита в чугуне, и переменную составляющую в виде импульсов колоколообразной формы с регулируемой амплитудой, не превышающей 1/10 постоянной составляющей, и длительностью, равной 1/3 части периода колебаний колебательного контура преобразователя. 3 з.п. ф-лы. 2 ил.

50

Постоянная соста ляющая А, А/м505050

Переменная составляющая:

амплитуда а, АУм25 ,10

длительность С, с11-10 . 11-10 II-10

период Т, с33 10

Коэффициент линейной

корреляции между магнитной проницаемостью и

твердостью отливок0,820,96 0,800,74

50

50

100

5,5 10- 16,5-ГО 1-10 66-10

100

50

II -Ю

33-10- 33.10- 3310- 33-10 2-10- 133-10 33-100,77 0,51 - 0,54

0,72

120

200280

Твердость J нв

Фиг.1

50

50

100

10- 16,5-ГО 1-10 66-10

100

50

II -Ю

0- 33-10 2-10- 133-10 33-1050

50

II -10

33 -1020

2

2

6-100,77 0,51 - 0,54

0,72

0,56

0,91

360