Магнитный способ неразрушающего контроля

 

Изобретение касается неразрушающего контроля. С целью определения пластических свойств сварных соединений из стабильно-аустенитных высококремнистых хромоникелевых коррозионно-стойких сталей с помощью магнитометра измеряют процентное содержание X интерметаллидной силицидной фазы, пласттгность Оо определяют по формуле 80 0 - КХ, а твердость НВ - из соотношения НВ В + КХ, где ои - значение пластичности материала, не содержащего интерметаллидной силицидной фазы; К - коэффициент, зависящий от уровня легирования материала В -. значение твёрдости материала, не содержащего интерметаллидной силицидной фазы. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5g)g G 01 N 27/84

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОЬ ЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 . (21) 3999656/28; 4235214/28 (22) 02.01.86 (23) 12.01.87 (46) 15.03.92. Бюл. Р 10 (72) А.А.Коляда (53) 620. 179. 1 (088.8) (56) Самойлович Г.С. Неразрушающий контроль металлов и изделий. Справочник. М.: Машиностроение, 1976, с. 78. (54) МАГНИТНЫЙ СПОСОБ НЕРАЗРУИАЮЩЕГО

КОНТРОЛЯ (57) Изобретение касается нераэрушающего контроля. С целью определения пластических свойств сварных соединеИзобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для определения механических свойств сварных соединений из стабильно-аустенитных высококремнистых хромоникелевых коррозионно-стойких сталей, в частности пластичности 8 и твердости HB.

На чертеже представлена зависимость пластичности стали ЭП-794 от содержания силицидной фазы.

Установлено, что общим свойством стабильно-аустенитньгх высококремнистых хромоникелевых коррозионно-стойких сталей является выраженная стабильно-аустенитная микроструктура металла, высокая исходная пластичность и низкая исходная твердость.

При этом последующее воздействие некоторых видов тепловой обработки (термический цикл сварки и техноло„„SU„„1719976 А1

2 ний из стабильно-аустенитных высококремнистых хромоникелевых коррозионно-стойких сталей с помощью магнитометра измеряют процентное содержание

Х интерметаллидной силицидной фазы, пластичность 8О определяют по формуле

8.— о = 8и — КХ, а твердость НР— из соотношения НВ = В + КХ, где 8ц — значение пластичности материала, не содержащего интерметаллидной силицидной фазы; К вЂ” коэфФициент, зависящий от уровня легирования материала, В— значение твердости материала, не содержащего интерметаллидной силицидной фазы. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1 гические нагревы) приводят к yxypme нию пластических характеристик. В частности, сварочный нагрев обуславливает падение показателей пластичности практически до нулевых значений

8, выдержки в диапазоне температур

600 — 900 С тоже уменьшают пластичность до 5 — 15X Р против 35 — 407.

8g

Термическая обработка (закалка с

1050 С в воду) способствует растворению силицидной фазы и тем самым восстанавливает. у металла исходные пластические показатели. Установлено также, что наличие аргонодугового переплава и последующий термообработки резко сказывается на изменении микроструктуры и твердости металла. Так, если в исходном состоянии металл образцов имеет чисто аустенитную (без вторичных выделений) микроструктуру а твердость НВ определяют из соотношеяия

НВ В + КХ, 45 де 3„

- значение пластичности материала, не содержащего интерметаллидной силицидной фазы, — значение твердости материала, не содержащего интерме- 50 таллидной силицидной фазы, — определенное содержание ин терметаллидной силицидной фазы, %; — коэффициент, зависящий от 55 уровня легирования материала.

A и м е Р, Используют 15 образ" стали ЭП-794; в структуре коП р цов из

17199 и твердость 75 HRB, то аргонодуговой переплав приводит к некоторому (1,22,8%) выделению в микроструктуре интерметаллидных (силицидная фаза) комплексов, что обуславливает увеличение твердости в направленном слое от 81

92 HRB. Последующая термическая обработка способствует достижению у металла заданной твердости до 123 HRB изза выделения в струкутре до 5,2% упрочняющей твердый раствор силицидной фазы.

Таким образом, причиной понижения пластических. свойств сталей является выделение в металле (прежде всего в эвтектической составляющей микроструктуры, а также в приграничных областях аустенита) обогащенных кремнием интерметаллидных комплексов так называемой силицидной фазы. Установлено, что концентрация. фазы в металле может служить количественным критерием его пластичности и твердости. Детальное исследование силицидной фазы (соста- 25 ва, дисперсности, характера распределения и т.д.) позволяет выявить ее новое свойство. Она обладает электромагнитными характеристиками, а поэтому может достаточно достоверно определяться (контролироваться) существующими магнитными средствами.

Магнитный способ неразрушающего контроля осуществляется следующим образом.

С помощью магнитометра по заранее полученным зависимостям определяют процентное содержание интерметаллидной силицидной фазы, пластичность 6 определяют.по формуле

g = ги- Кх, ?6 4 торых (с помощью аргонодуговой свар-;. ки и соответствующей термообработки) обеспечивают различное количество силицидной фазы. Затем концентрацию этой фазы в металле определяют посредством магнитных измерений (а также для контрольного сопоставления металлографическим и рентгеноструктурным анализами). После этого образцы подвергают стандартным механическим испытаниям, установившим значения их пластичности (8 ), %: 36,4 33,5, 31,3, 29 8; 26,4; 24,2, 20,5, 16,9; содержании в них магнитной фазы, %: ответственно (образцы 1 — 15).

Приведенная на чертеже графическая интерпретация этих результатов свиретельствует о том, что зависимости = f(X) и HB = f(X) имеют линейный характер, причем параметр К определяет угол их наклона к оси абсцисс.

Установление значений параметра К производят следующим образом. Пусть

3» — исходная пластичность с нулевым содержанием интерметаллидной силицидной фазы (т.е. сертификационные дан ные о свойствах стали), а о — пластичность металла с конкретным содержанием (Х) силицидной фазы (экспери-" ментально установленная посредством магйитных изменений и механических испытаний), тогда К = (E» — Зд ): Х.

При отсутствии сертифйкационных данных (т.е. значений 8» ) величину

К определяют экспериментально, используя два тарировочных образца, по зависимости

K = (8, - Э ):(X - X,,), где о, и 3,Х и Х вЂ” значения пластичности и содержания силицидной фазы в образцах.

Применительно к конкретному материалу значение коэффициента К определяют следующим образом.

Пусть  — исходная твердость материала с нулевым содержанием магнитной (силицидной) фазы, т.е. сертификационные данные о свойствах стали, например марки ЭИ-794, а Н — твердость материала с конкретным содержанием в нем (Х) магнитной фазы, установленная экспериментально посредством соответствующих механических ис1719976 пытаний и магнитных измерений на образце, тогда

К = (HB — В):Х.

В случае отсутствия сертификационных данных определение значений К производят, используя два тарировочных образца, имеющих различное содержание

\ силицидной (магнитной) фазы, по зави- 10 симости

К - (Н — НВ1):(Х вЂ” Х!), где НВ, ПВ, Х 4 и Х< — экспериментально установленные 1 15 значения твердости и содержа-ния магнитной фазы в образцах.

Таким образом, параметр К опреде- 20 ляют экспериментально-аналитическим путем, применяя при этом не более двух тарировочных образцов.

Применительно к конкретной марке стали его значения находятся довольно 25 в узких пределах, что обеспечивает требуемую точность оценки пластических свойств. C целью расширения технологических возможностей способ может быть пред- 30 ложен для контроля качества сварных соединений рассматриваемых сталей, танк как позволяет достоверно и оперативно получить информацию о свойствах металла практически в любой точке соединения, определить необходимость

35 проведения термической обработки сварных швов (или качества ее осуществления) на готовом изделии. Способ прост, не требует изготовления и

40 испытания специальных образцов-свидетелей.

Формула изобретения

1. ИагнитньпЧ способ неразрушающего контроля, заключающийся в том, что с помощью магнитометра получают магнитные характеристики контролируемого материала и по ним определяют его механические параметры, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения области применения за счет определения пластических свойств стабильно-аустенитных высококремнистых хромоникелевых коррозионно-стойких сталей, в качестве магнитных характеристик используют процентное содержание

Х интерметаллидной силицидной фазы.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю — щ и Й с я тем, что пластичность. материала определяют из соотношения

8,= 8„- КХ, где 3 — значение пластичности мате-. риала, не содержащего интерметаллидной силицидной фазы;

К вЂ” коэффициент, зависящий от уровня легирования материала.

3. Способ по п.f о т л и ч а ю— ц и и с я тем, что твердость НВ материала определяют из соотношения НВ

= В + КХ, где В - значение твердости материала, не содержащего интерметаллидной силицидной фазы °

Приоритет по пунктам:

02.01.86 по пп.1,2.

12.01.87 по п.3.

1719976

Корректор Л.Пилипенко

Заказ 768 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета IIQ изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 j4i

Составитель И.Кесоян

Редактор И.Петрова Техред М.Дидык

% Sip