Способ определения толщины информативного слоя материала при магнитошумовом контроле изделий

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (5!)5 G 01 N 27/83

ГО

BE (ГО

k{s gg@9p» j

4Ццтр,.--,, (21 (22 (46 (71 (72 (56

С, но пи

Г, уп

Ба с, ос ма

25 (54

ИН

ПР

ДЕ (57 из по фе ни на) УДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

OMCTBO СССР

ПАТЕНТ СССР) К BTOPCKOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4840030/28

18.06.90

07.02.93. Бюл. N. 5

Московский институт приборостроения

А.В. Вагин и В.B. Филинов

Венгринович В.Л., Якунин В.П., Леготин . и др, К вопросу о толщине информативо слоя магнитошумовой структуроско. — Дефектоскопия, 1986, N 12, с. 89-93, Малышев В.С„Машкович С.Б., Ломаев . и др. Контроль импульсного лазерного очнения стали 30ХРА методом эффекта кгаузена. — Дефектоскопия, 1986, NЬ 12, 0 — 74, Вагин А.В, и др. Переносной индикатор точных напряжений ПИОН-91. — Инфорионный листок ВНИИМИ, 1989, N 896, СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЛЩИНЫ

ФОРМАТИВНОГО СЛОЯ МАТЕРИАЛА

МАГНИТОШУМОВОМ КОНТРОЛЕ ИЗИЙ

Изобретение относится к контрольноерительной технике и может быть исьзовано при неразрушающем контроле ромагнитных материалов методом магных шумов (методом эффекта БаркгаузеЦель изобретения — повышение

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано при неразрушающем контроле ферромагнитных материалов методом магнит ных шумов (методом эффекта Баркгаузена), Известен способ определения толщины информативного слоя, заключающийся в то, что методом плакирования получают точности и упрощение. В способе, заключающемся в том, что в образце из контролируемого материала до и после создания в нем напряженно-деформированного состояния возбуждают магнитные шумы, измеряют их ЭДС и по результатам измерения определяют толщину информативного слоя, напряженное состояние в образце толщиной d создают в упругой области нагружения последовательно одноосным растяжением и четырехточечнйм изгибом и производят измерение ЭДС соответственно Ер и Еи магнитных шумов после каждого нагружения. При этом каждое нагружение, осуществляют до одинаковых значений напряжений на поверхности образца, а толщинуинформативногослоя Ьопределяют из соотношения Л=((Ер - Еи)/(Ер Ео)) (1, где

Š— ЭДС магнитных шумов в ненагруженном образце, или каждое нагружение осуществляют до получения одинаковых значений ЭДС магнитных шумов, определяют величины соответствующих напряжений ор и ои на поверхности образца, а толщину информативного слоя Л определяют иэ соотношения Ь+ ((ои — o„)/î ) б, 2 з, и. флы,2 ил, ( набор биметаллических пластин с различной толщиной верхнего слоя, интенсивность магнитных шумов (MLU) в котором значительно ниже, чем в основном металле, и по результатам измерений параметров

МШ для этих пластин рассчитывают толщину информативного слоя.

Наиболее близким по технической сущнЬсти является способ, заключающийся в

1793355 том, что на поверхности образца создают напряженно-деформированное состояние (например, методом алмазного выглаживания или лазерной закалки), затем с помощью электролитической полировки 5 последовательно удаляют поверхностные слои малой толщины и измеряют интенсивность MW после каждого удаления слоя. По результатам измерений определяют зави- . симость относительного уровня интенсив- "0 ности МШ от глубины напряженно-деформированного слоя, аппроксимируют эту зависимость выражением

Inу=(1 — а п),где р относительныйуровень интенсивности MLLI; h — глубина напряженно-деформированного слоя, а толщину информативного слоя Лопределяют из соотношения Л = 1/а.

Недостатками этих способов является их сложность, трудоемкость и, кроме того, 20 недостаточная точность, связанная с тем, что как термическая, так и механическая поверхностная обработка значительно изменяет магнитные свойства материала и существенно сказывается на результатах 25 измерений, Целью изобретения является снижение трудоемкости и увеличение точности определения толщины информативного слоя за счет упрощения методики измерений и при- 30 меняемого для получения образцов оборудования, а также соблюдения идентичности условий определения толщины информативного слоя и последующего контроля деталей и изделий. 35

Поставленная цель достигается тем, что в способе определения толщины информативного слоя при магнитошумовом контро ле, заключающемся в возбуждении магнитных шумов в образце из контролиру- 40 емого материала до и после создания в нем напряженно-деформированного состояния, измерении ЭДС МШ, по величинам которых определяют толщину информативного слоя, напряженное состояние в образце толщи- 45 ной d создают в упругой области последовательно одноосным растяжением и четырехточечным изгибом, производят измерения ЭДС МШ Ер и Еи соответственно после каждого нагружения, нагружение осу- 50 ществляют до одинаковых значений напряжений на поверхности образца, а толщину информативного слоя Л определяют из соотношения Ед

Ер — Ео где Ео- ЭДС MLU в ненагруженном образце,. а также осуществляют каждое нагружение до получения одинаковых значений ЭДС

МШ, определяют величины соответствующих напряжений сто и а на поверхности образца, а толщину информативного слоя

Л определяют из соотношения (2) E« — Ео о -Л (3) Ер — Ео б что следует из геометрических построений фиг. 1, При нагружении до одинаковых величин

ЭДС МШ площади эпюр напряжений при растяжении Sp и изгибе S> равны между собой. Из геометрических построений следует, что в этом случае величины напряжений на поверхности образца находятся в соотношении o d — Л

Ои d (4) Это позволяет, измерив Ep, Ep и Еи при нагружении до одинаковых значений напряжений, определить Л по соотношению (1) Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что различное напряженное состояние образца создается путем его одноосного растяжения и четырехточечного изгиба, причем нагружение проводится в упругой области, а толщина информативного слоя определяется из соотношения величины

ЭДС МШ и механических напряжений на поверхности образца, а также толщины образца.

Сущность изобретения поясняется фиг.

1 и 2, на которых представлены эпюры напряжений, возникающие в образце и ри одноосном растяжении и четырехточечном изгибе в случае их нагружения до одинаковых величин механических напряжений (фиг. 1) и ЭДС МШ (фиг. 2). Известно. что регистрируемое при нагружении приращение

ЭДС MLU пропорционально площади эпюры напряжений, т. е. Sp Ep - Ео, Яи Еи - Eo.

Следовательно, при нагружении до одинаковых значений напряжений на поверхности образца площади эпюр напряжений при растяжении Sp и изгибе $и, ограниченные нижней границей информативного слоя Л и соответственно ЭДС MLU при растяжении

Ер и изгибе Еи, находятся в соотношении

1793355

Д=Е -.З-.d, Ep — Ео

Таблица 1 илй при нагружении до одинаковых величин

ЭДС МШ измерить ор и о и определить

Л з соотношения (2).

Предлагаемый способ реализован для

on еделения толщины. информативного при ма нитошумовом контроле напряженного со таяния деталей из мартенситостареющ и стали ЭП-836,, Образец длиной 150 мм, шириной 16 мм и олщиной 3 мм, выполненный из этой стали нагружали последовательно растяжением и изгибом в упругой области. Величины

Э С МШ измеряли с помо4ью прибора ПИО -01 и магнитошумового преобразователя с -образным магнитопроводом. Напряжен я на поверхности образца измеряли с поФормула изобретения

1. Способ определения толщины инфортивного слоя материала при магнитошувом контроле изделий, заключающийся в м. что в образце из контролируемого териала до и после создания в нем напрянно-деформированного состояния возждают магнитные шумы, измеряют-их

С и по результатам измерения определя-! толщину информативного слоя, о т л и ч,ю шийся тем, что, с целью повышения чности и упрощения, напряженное состоие в образце толщиной d создают в упруй области нагружения последовательно ноосным растяжением и четырехточеч м изгибом и производят измерение ЭДС ответственно Ер и Е магнитных шумов сле каждого нагружения.

2. Способ поп.1, отличающийся м, что каждое нагружение осуществляют мощью тензорезисторов 2ПКП-10 и универсального вольтметра В7-28.

Результаты измерений, полученные из соотношения (1) при нагружении до одинаковых величин напряжений на поверхности образца приведены в табл. 1, а полученные иэ соотношения (2) при нагружении до одинаковых значений ЭДС MLLI — в табл. 2.

Использование предлагаемого способа определения толщины информативного слоя позволит значительно упростить измерение этого параметра при проектировании и исследовании возможностей магнитошу"5 мовой аппаратуры и, кроме того, повысить точность оценки напряженного состояния деталей и конструкций из ферромагнитных материалов. до одинаковых значений напряжений на rioверхности образца, а толщину информативного слоя Ьопределяют иэ соотношения где Eo — ЭДС магнитных шумов в ненагруженном образце.

3. Способ по и, 1, отличающийся тем, что каждое нагружение осуществляют до получения одинаковых значений ЭДС магнитных шумов, определяют величины соответствующих напряжений (7p и (на поверхности образца, а толщину информативного слоя определяют из соотношения

1793355

Таблица 2

Рр — Эй

Рр

Рр юг Г

Составитель А.Вигин

Техред М.Моргентал Корректор Л.Пилипенко

Редактор

Заказ 501 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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