Неразрушающий способ определения механических свойств стали

 

Изобретение относится к способам исследования химических и физических свойств веществ, в частности к неразрушающему контролю механических свойств стали. Цель изобретения - определение пластических свойств и повышение точности определения прочностных свойств стали. Определяют химический состав стали. При охлаждении специально заливаемого образца измеряют через определенные промежутки времени температуру и электросопротив.гтение его теплового центра, которые используют для построения комплексной термограммы. С учетом изменения химического состава и параметров кривых электросопротивления и температуры составляют уравнения регрессии, по которым рассчитывают характеристик ; механических свойств. 1 ил. 1 табл Ш (Л N3 О5 о sj со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 N 25 02 ь

У 4

ОПИСАНИЕ ИЗОбРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1580 11Е о

80

Врем я, 1 Юс

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3756468/24-25 (22) 14.06.84 (46) 30.09.86. Бюл. № 36 (72) В. А. Ефимов, Ю. 3. Бабыскин, В. Л. Тимофеев, Е. Г. Афтандилянц

В. В. Трапицын и В. Н. Купыро (53) 536.42 (088.8) (56) Чернобровкин В. П. Механические свойства литого металла, М., 1963 (АН СССР).

Леви Л. И. и др. Оценка свойств чугуна методами химического и термографического анализа.— Литейное производство, 1970, № 2, с. 78.

14Я

1ZOO

1ZOO9

r1OO ф з

1OOO ф

ЗЮ

„„SU„, 1260790 А1 (54) НЕРАЗРУШАЮЩИЯ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ CBOA(TB

СТАЛИ (57) Изобретение относится к способам исследования химических и физических свойств веществ, в частности к неразрушающему контролю механических свойств стали. Цель изобретения — определение пластических свойств и повышение точности определения прочностных свойств стали. Определяют химический состав стали. При охлаждении специально заливаемого образца измеряют через определенные промежутки времени температуру и электросопротивление его теплового центра, которые используют для построения комплексной термограммы. С учетом изменения химического состава и параметров кривых электросопротивления и температуры составляют уравнения регрессии, по которым рассчитывают характеристики механических свойств 1 ил. 1 табл

1260790

Изобретение относится к способам исследования химических и физических свойств веществ, в частности к неразрушающему контролю механических свойств стали, и может быть использовано в литейном производстве и металлургии.

Цель изобретения — определение пластических свойств и повышение точности определения прочностных свойств стали.

Предлагаемый способ (на примере стали 50Л) осуществляется следующим образом.

С целью изучения влияния химического состава и параметров, величины которых вычисляются на основе данных о температуре и электросопротивлении, на предел прочности при растяжении о», относительное удлинение 65 (диаметр рабочей части образца на разрыв 5 мм), относительное сужение ð и ударную вязкость а стали 50Л провели 23 плавки в индукционной печи с кислой футеровкой.

Химический состав стали изменялся в следующих пределах, % по массе: по углероду

0,43 — 0,55; марганцу 0,32 — 1,00; кремнию

0,14 — 0,41; сере 0,013 — 0,047; фосфору 0,015

0,024; алюминию 0,01 — 0,06. В процессе разливки каждой плавки наряду с пробным брус ками, используемыми для изготовления контрольных образцов при механических испытаниях, согласно ГОСИ 1497 — 61, ГОСТ

9454 — 60, заливают специальный образец, при охлаждении которого измеряют через. определенные промежутки времени температуру и электросопротивление его теплового центра. Эти измерения использовали для построения комплексной термограммы (комплексограммы), которая представлена на чеотеже. Механические свойства стали, получаемые после нормализации от 860—

880 С, колебались: предел прочности 580—

810 МПа; относительное удлинение 1 1,6—

18,2%; относительное сужение 23,1 — 44,9%, ударная вязкость 28 — 55 Дж/см .

Первая группа факторов. Для изучения влияния на механические свойства химического состава выбран углерод, как элемент, от которого в наибольшей степени зависят, свойства среднеуглеродистой стали.

Факторы второй и третьей групп определялись по комплексограммам, показанным н а ч ерте же. Ка жд а я ком плексогр а м м а состоит из двух синхронных кривых; Q — температурная кривая охлаждения теплового центра образца; R — кривая электросопротивления, показывающая его изменение для теплового центра образца в процессе охлаждения. При рассмотрении кривой R выявляются характерные точки Н. И, С, У, Ф, К, которые обнаруживаются на каждой комплексограмме. Эти точки находятся визуально.

Проецируя их на кривую Q, получим одноименные точки на кривой охлаждения. Из шести точек на кривой R, только точка Н имеет надежную физическую интерпретацию.

Д,Я»с= кул

Q» — Qc и т.д.

1 дŠ— Ù»», Д нс — температурные параметры кристаллизации для участков НИ и ИС, С; температура неравновесного ликвидуса или температура площадки по кривой охлаждения 8, С; температура существования точек Н, И, С, С; средние температуры существования участков НИ и ИС, С.

Ян, Яи, 8s

4О

6, 8.

Согласно поставленной задаче требова4S лось выявить зависимости:

Механические характеристики =1 (С, At ск сис, Ясу, Л суф, 1фк ), Механические характеристики = (С, A8", сккунс, сккусу, Agyg, Д фк) „ где С вЂ” содержание углерода, % по массе.

Обработку опытных данных осуществляют на электронно-вычислительной машине

ЕС вЂ” 1022.

На механические характеристики стали

50Л в первую очередь существенно влияет содержание углерода.

В -результате анализа взаимосвязей получены уравнения регрессии, линейные отВо времени она точно совпадает с концом площадки на кривой Q, температура которой является температурой неравновесного ликвидуса. Точка Н вЂ” точка начала кристаллизации теплового цечтра образца или точка неравновесного ликвидуса. Вводится представление об интервале кристаллизационных и послекристаллизационных процессов, влияющих на механические свойства стали в процессе формирования отливки, на

10 основе наблюдаемого изменения электросопротивления по кривой R между точками Ни К.

Вторая группа факторов (временные параметры). Кривая К точками Н, И, С, У, Ф, К разбивается на участки НИ, ИС, СУ, УФ, ФК. Времена существования этих участков приняты за факторы второй группы и обозначены соотве-:ственно через М-, At»c, At у, Л(уф, Л(ф..

Они вычисляются по формулам

20 А и» = я — 1М,

Ь вЂ” время существования точки И, с;

tc — время существования точки С, с.

Третья группа факторов (температур25 ные параметры). Факторы третьей группы обозначены через AB-., A8.с, ЛО.у, Лайф». Они вычисляются по формулам

1260790

Формула изобретения

Составитель С. Беловодченко

Редактор И. Сегляник Техред И. Верес Корректор М. Пожо

Заказ 5221(42 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 носительно коэффициентов, по которым рассчитывают характеристики механических свойств.

Неразрушающий способ определения механических свойств стали, заключающийся в определении химического состава, измерении температуры в процессе кристаллизации и получении расчетных характеристик свойств по предварительно составленным уравнениям регрессии, отличающийся тем, что, с целью определения пластических свойств и повышения точности определения прочностных свойств, дополнительно измеряют изменение электросопротивления при кристаллизационных и послекристаллизационных процессах в стали, а характеристики свойств рассчитывают по уравнениям регрессии с учетом изменения химического состава и параметров, получен10 ных на основе анализа кривых электросопротивления и температуры.