Примечание 2. Годными признаются шарики выдержавшие испытательную нагрузку согласно нормали на указанные испытания (см. табл.1). Разрушающая нагрузка в расчет не принимается и не является браковочным признаком, если она не меньше испытательной.
Выполнение работы
Работа выполняется в условиях завода “Ролтом” на участке термообработки шариков и в испытательной лаборатории завода. Студенты под руководством преподавателя готовят партии шариков для испытания. Подготовка заключается в закалке шариков разными температурами, замере их твердости на автомате АТШ -216 -М и на приборе Роквелла. Затем в испытательной лаборатории проводятся испытания на разрушение и на испытательную нагрузку. Результаты фиксируются в отчете на данную работу, обсуждаются на защите лабораторной работы.
Требования к составлению отчета
В отчете указывается цель работы и ее особенности. Почему такие разрушающие испытания необходимы в условиях действующего предприятия? Желательно дать развернутый ответ на данный вопрос. Необходимо указать подробности при подготовке шариков к испытанию (параметры термообработки, схематическое устройство роторной печи, отпускной печи, организацию текущего контроля качества термообработки шариков).
Требуется указать с какими характеристиками шарики подвергались испытанию на сжатие (твердость, микроструктура, излом).
По проведенной работе необходимо сделать выводы, в которых следует отразить тот факт, что существующие методы неразрушающего контроля пока не могут учесть изменения прочностных характеристик материала в ходе его обработки.
В связи с особыми условиями проведения работы, а именно, использованием промышленного нагревательного оборудования необходимо уделить внимание его конструкции, принципу действия, указать основные его технические характеристики (мощность, число зон нагрева, производительность (кг/час), время нагрева изделий до температур закалки, способ закалки, КПД и ряд других характеристик, предусмотренных в курсе “Теплотехника”.
Практически нужно привести в отчете эскизный чертеж нагревательной печи, указать габариты (мм).
В плане требований курса “Физические методы контроля качества” следует указать какие именно факторы могут негативно сказаться на прочностных свойствах изделия и почему они не могут быть выявлены обычными неразрушающими методами контроля. Подробно об этом рассказывалось в лекциях и оттуда следует взять данные для отчета, безусловно необходимые сведения можно взять и из специальной литературы (см. список литературы).
В отчете необходимо привести схемы и эскизы используемого оборудования и приспособлений применяемых на заводе, указать составы применяемых реактивов и растворов, закалочных сред при закалке.
В конце отчета необходимо сделать выводы по работе и ее результатам.
Список литературы
1. Раузин Я. Р. Термическая обработка хромистых сталей.- М.: Маш-ие, 1978. - 278 с.
2. Белокур И. П. Дефектология и неразрушающий контроль.- Киев, Выща школа, 1990.- 208 с.
Лабораторная работа № 4
Капиллярный магнито-порошковый метод выявления дефектов в изделиях
1. Цель работы
Изучить промышленные варианты капиллярной дефектоскопии, применяемые в практике работы машиностроительных заводов.
2. Основные положения метода порошковой дефектоскопии
Магнитная порошковая дефектоскопия является дальнейшим развитием капиллярного метода дефектологии и в современном виде является надежным методом выбраковывания дефектных деталей на машиностроительных заводах.
Капиллярный метод также не уходит из их практики дефектологии, т.к. позволяет выявлять дефекты в изделиях не воспринимающих намагничивание. Объективно капиллярно магнитно-порошковый метод является более чувствительным и широко применяется в практике наряду с другими современными магнито-электрическими методами. Следует отметить и тот факт, что современные магнито-электрические способы выявления дефектов являются более производительными и менее трудоемкими в условиях массового производства однотипных деталей.
3. Основные методы обнаружения дефектов
3.1 Физические основы капиллярного метода выявления дефектов
Основой такого метода свойства некоторых жидкостей затекать в узкие каналы (капилляры) под действием сил поверхностного натяжения. Особое значение имеет смачивающая способность жидкостей. Обычно индикаторные жидкости плохо смачивают поверхности и не заполняют трещины по разным причинам. Для повышения смачивающей способности к капиллярным жидкостям добавляют специальные смачиватели с высокой проникающей способностью, например керосин. Кроме того, добавляют красители или порошки, которые испускают свет при их облучении ультрафиолетовыми лучами. В зависимости от таких добавок чувствительность заметно повышается. Этот (капиллярный) метод является самым простым и его основное назначение – выявление дефектов в немагнитных материалах. Технология простейшая: детали пропитывают (замачивают) в индикаторной жидкости, а затем удаляют излишки жидкости и протирают поверхность насухо. Затем деталь слегка подогревают, что заставляет жидкость вновь выступать из капиллярных дефектов. Растекаясь по поверхности индикаторная жидкость делает заметными места где есть несплошности материала дефекты.
3.2. Физические основы магнитно - порошковой дефектоскопии
Этот вид дефектоскопии основан на выявлении магнитного поля рассеяния ферромагнитными частицами в месте замечания дефекта. Магнитные силовые линии, встречая дефект(например, трещину) огибают его как препятствие с малой магнитной проницаемостью и образуют над ним всплеск магнитно-силовых линий. Благодаря этому становится возможным наблюдение мест скопления ферромагнитных частиц над дефектами того или иного происхождения. Поскольку поле рассеяния неоднородно ферромагнитные частицы скапливаются по участкам максимальной концентрации магнитно силовых линий. Для того чтобы частицы могли преодолевать силы трения на поверхности их помещают в масленую среду и тщательно перемешивают, получая магнитную суспензию. Кроме того, для повышения эффективности контроля готовят частицы специальной продолговатой формы, чтобы каждая частица имела ясно выраженную магнитную полярность. Такие частицы в природных материалах отсутствуют и их приходится получать искусственно,, применяя специальные технологии выращивания из ферромагнитных материалов.
4. Влияние отдельных технологических факторов на эффективность процесса выявления дефектов в изделиях
Прежде всего, это электрические параметры процесса намагничивания детали. Чувствительность испытания и надежность метода зависят от направления и напряженности намагничивающего поля, момента его снятия, способа намагничивания магнитных свойств материала детали и др. Практикой установлено, что поле рассеяния над дефектом будет максимальным если магнитно-силовые линии пересекают дефект под прямым углом (или близким к прямому) к направлению главной оси дефекта. Если же вектор поля намагничивания совпадет с направлением дефекта, то последний выявлен быть не может. Поэтому практика использует намагничивающее поле в двух взаимно-перпендикулярных направлениях, что позволяет выявлять дефекты в изделии независимо от их ориентации.
Другим важнейшим фактором процесса является напряженность намагничивающего и остаточного магнитного поля на поверхности детали. Немаловажное значение при этом имеют и размеры детали и ферромагнитные свойства материала.
Самым важным моментом процесса намагничивания является величина остаточного поля на поверхности детали, которое прямо связано со свойствами материала детали. Например, минимальная величина остаточного поля должна быть в пределах 18-20 эрстед, только при этом возможно выявление дефектов. Но с другой стороны, материал детали не может быть намагничен до такой напряженности при данной мощности намагничивающего устройства. В этом случае прибегают к варианту процесса без снятия намагничивающего поля.
Практика рекомендует следующие параметры процесса намагничивания.
Напряженность намагничивающего циркулярного поля на поверхности излучения 80-120 эрстед. Сила тока А при этом может быть подсчитана по формуле Im= 25d (ампер), где d - диаметр изделия в мм. Если намагничивающее поле не снимается то его параметры могут быть следующими. Напряженность поля намагничивания 20-30 эрстед, ток намагничивания
Im» 6d (ампер)
Следует помнить, что эти формулы применимы к деталям простой формы, где распределение магнитного поля однородно.
В случае деталей сложной формы ( типа коленчатые валы) часто возникает необходимость дополнительно намагничивания отдельных участков или специальных способов намагничивания.
Особую сложность представляет контроль пустотелых деталей типа гильза (пустотелый цилиндр), где дефектоопасными участками могут быть внутренние поверхности. Конечно, этим не исчерпываются особенности практики применения магнито-порошковой дефектоскопии, каждый случай имеет свою специфику и она оговаривается в технологических документах на выполнение работы по дефектоскопии данных деталей.
5. Требования к магнитным суспензиям и технике их приготовления
Успешное проведение контроля на дефекты было бы невозможно без правильного выбора магнитных суспензий, которые собственно, и являются индикаторами дефектных участков.