Способ определения твердости и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения твердости металлических изделий. Цель изобретения - повышение точности за счет определения твердости по отношению скорости до удара к глубине внедрения , не зависящей от энергии удара. Индентором производят удар по объекту контроля. Измерительная схема устройства, регистрируя зависимость скорости индентора от времени в процессе внедрения, позволяет по этой зависимости определить предударную скорость, максимальную .глубину внедрения и вычислить твердость по формуле Н 0,17.mvf/Rj, где m - масса индентора; R - радиус сферы индентора , Vg - предударная скорость индентора , ui максимальная глубина внедрения . 2 с.п. ф-лы, 2 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕа1УБЛИН

15 А1 (19) (11) (511 4 С О1 N 3/48

ОПИСЛНИК ИЭОБРК.ГКНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К ABTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4104528/25-28 (22) 09.06.86 (46) 07.08.88. Бюл. У 29 (71) Институт прикладной физики

АН БССР (72) В.А.Рудницкий, А.Б.Давыдов и В.М.Синькевич (53) 620.178.153.3(088.8) (56) Патент США У 3421364, кл„С .01 N 3/42, 1968, Авторское свидетельство СССР

Р 1010512, кл., G 01 N 3/48, 1981.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1138696, кл. G 01 N 3/48, 1983. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТВЕРДОСТИ И

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения твердости металлических иэделий. Цель изобретения — повышение точности за счет определения твердости по отношению скорости до удара к глубине внедрения,не зависящей от энергии удара.

Индентором производят удар по объекту контроля. Измерительная схема устройства, регистрируя зависимость скорости индентора от времени в процессе внедрения, позволяет по этой зависимости определить предударную скорость, максимальную глубину внедрения и вычислить твердость по форму2 2 ле Н = 0,17 mv,/R где m — масса индентора R — радиус сферы инденто- Я ра, v, — предударная скорость индентора; р — максимальная глубина внедрения, 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

1415145

Изобретение относится к исследовательной технике и может быть испольовано при измерении твердости меаллических изделий.

Цель изобретения — повышение точйости.

На фиг. 1 приведена схема устройСтва для контроля твердости металли ческих изделий, реализующего способ, 10 на фиг. 2 — вариант выполнения блока апуска.

Устройство содержит корпус i, сое:иненный с ним рычаг 2, установленный а нем индентор 3 с постоянным магитом 4, ограничитель 5 угла поворота

ычага 2, катушку 6 индуктивности, силитель 7, вход которого соединен катушкой 6 индуктивности, блок 8 запуска, блок 9 остановки, вход кото- 20 ого соединен с усилителем 7, триг ер 10, S- u R-вхоцы которого соединены с выходами блоков 8 и 9 запуска остановки, последовательно соеди-. енные аналого-цифровой преобразова- 25 тель (АЦП) 11, сигнальный вход которого соединен с выходом усилителя 7, вычислитель 12, выход которого соединен с индикатором 13, генератор 14 мпулвсов.и элемент И 15, входы кото- 0 ого соединены с выходами триггера и енератора импульсов, а выход — с управляющим входом АЦП 11.

Блок 8 запуска представляет собой

35 электрическую цепь из последовательно соединенных источника 17. тока, рычага .

2 с индентором 3, испытуемого изделия 16 и формирователя 18 импульса запуска.

Способ реализауется следующим образом.

Вращением рычага 2 против часовой стрелки индентор 3 поднимается до заданной высоты, задаваемой положением ограничителя 5 относительно корпуса и опускается. Совершая под действием силы тяжести поворот по часовой стрелке, индентор 3 производит удар по металлическому иэделию 16. При движении индентора 3 постоянный магнит 4, соединенный с индентором 3, наводит сигнал U = f(t) в катушке 6 индуктивности, пропорциональный скорости движения индентора 3, который через усилитель 7 подается на вход блока 9 оста55 нонки и на один из входов АЦП 11, однако запись этого сигнала не производится до момента касания индентором испытуемого материала. В момент касания индентором 3 испытуемого изделия 16 срабатывает блок 8 запуска, сигнал с его выхода подается íà Sвход триггера 1О. Поскольку на К-входе триггера 10 имеется напряжение, равное напряжению на выходе блока 9 остановки, то триггер 10 переходит в состояние,при котором íà его выходе формируется сигнал, поступающий на вход элемента И 15. Одновременно на вход элемента И 15 подаются сигналы .с генератора 14 импульсов. При этом на выходе элемента И 15 присутствует периодический сигнал с частотой, равной частоте импульсов генератора 14.

Сигнал с выхода элемента И 15 подается на АЦП 11, в котором производит-, ся дискретная запись сигнала U = f(t) с усилителя 7 через промежутки времени, равные периоду сигнала с элемента И 15. Запись сигнала в АЦП 11 производится до тех пор, пока сигнал на катушке 6 индуктивности не станет равным нулю. Физически равенство нулю скорости движения индентора 3 означает окончание активного этапа удара. В этот момент наблюдается максимальная упругопластическая деформация испытуемого материала.

Когда сигнал на выходе катушки 6 ичдуктивности равен нулю, на выходе блока 9 остановки сигнал также равен нулю, триггер 10 переходит в состояние, при котором на его выходе сигнал равен нулю, и элемент И 15 перестает выдавать сигналы на АЦП 11, что приводит к остановке записи сигнала U =

= f(t) АЦП 11. Записанный в памяти

АЦП 11 сигнал U = f(t) передается далее в вычислитель 12, где определяется максимальный сигнал, соответствующий предударной скорости у производится интегрирование сигнала

U = f(t), в результате чего определяется максимальная глубина внедрения, и далее по формуле

Н = 0 17

mVo

К а определяется твердость металлического изделия.

При использовании в качестве блока 8 запуска электрической цепи, состоящей из источника 17 тока, рычага

2 с. индентором 3, испытуемого изделия 16 и формирователя 18 импульса запуска, в момент контакта индентора

3 с изделием 16 в цепи проходит ток, 1415145 в формирователе 18 формируется сигнал, запускающий схему обработки сигнала.

Формула изобретения

1. Способ определения твердости, заключающийся в том, что производят удар индентором по металлическому изделию и измеряют предударную скорость

10 индентора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, измеряют максимальную глубину внедрения индентора, а твердость определяют по формуле

2 15

m у, H=-О17

R oui где m - масса индентора; ч — предударная скорость,индентора 20 о — максимальная глубина внедрения, R — радиус индентора.

2. Устройство для определения твер-25 .дости, содержащее корпус, соединенный с ним поворотный одноплечий рыча", на его конце закрепленный индентор с постоянным магнитом, ограничитель угла поворота рычага, катушку индуктивности, связанную с корпусом, усилитель, вход которого соединен с катушкой индуктивности, и индикатор, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено блоком запуска, блоком остановки, вход которого соединен с выходом усилителя, и схемой обработки сигнала, выполненной в виде триггера, S- и Й-входы которого соединены соответственно с выходами блоков запуска и остановки, последовательно соединенных аналогоцифрового преобразователя, сигнальный вход которого соединен с выходом усилителя, и вычислителя, выход которого соединен с индикатором, генератора импульсов и элемента И, входы которого соединены с выходами триггера и генератора импульсов, а выход — с управляющим входом аналого-цифрового преобразователя.

1415145

Составитель А.Паникленко

Техред И.Верес

Корректор Н. Король

Редактор Л.Зайцева

Тираж 847

ВНЖПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Заказ 3869/41

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4