Неразрушающий контроль качества метизов с помощью коэрцитиметра «СИЛА»

Исследована возможность поштучного контроля метизов неразрушающим методом в производственных условиях. Применен магнитный феррозондовый метод с измерением величины коэрцитивной силы стали с помощью структурного импульсного локального анализатора (СИЛА). Исследуемые объекты – болты М20х1,5 из стали...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2014
1. Verfasser:	Максимов, А.Б.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України 2014
Schriftenreihe:	Техническая диагностика и неразрушающий контроль
Schlagworte:	Производственный раздел
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/102023
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Неразрушающий контроль качества метизов с помощью коэрцитиметра «СИЛА» / А.Б. Максимов // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2014. — № 1. — С. 45-48. — Бібліогр.: 3 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-102023
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1020232016-06-10T03:02:44Z Неразрушающий контроль качества метизов с помощью коэрцитиметра «СИЛА» Максимов, А.Б. Производственный раздел Исследована возможность поштучного контроля метизов неразрушающим методом в производственных условиях. Применен магнитный феррозондовый метод с измерением величины коэрцитивной силы стали с помощью структурного импульсного локального анализатора (СИЛА). Исследуемые объекты – болты М20х1,5 из стали 35 и 40Х, шайбы пружинные из стали 65Г. Изделия подвергались закалке в масле с последующим отпуском. Предложены уравнения регрессии, связывающие твердость изделий (HRCэ) со значением коэрцитивной силы. Коэффициент корреляции составил не менее 0,8. Определены интервалы значений коэрцитивной силы, в которых твердость стали удовлетворяет требованиям стандарта. Показано, что для уменьшения отбраковки изделий по твердости необходимо учитывать значения углеродного эквивалента. Установлена взаимосвязь между углеродным эквивалентом и твердостью. Предложено дифференцировать температуру отпуска в зависимости от углеродного эквивалента стали. Разработана принципиальная схема управления качеством при производстве метизов, включающая НК изделий до термической обработки, учет уровня углеродного эквивалента стали и выходной НК. The possibility of by the piece control of metallic products using non-destructive method under industrial conditions was investigated. Magnetic flux-gate method measuring the values of steel coercive force with the help of structure pulse local analyzer (SPLA) was used. Examined objects are M20x1.5 bolts from steel 35 and 40Kh and spring washer from steel 65G. The products were quenched in oil with further tempering. Regression equations, combining product hardness (HRCe) with coercive force value were proposed. Correlation factor made not less than 0.8. The ranges of coercive force values, in which steel hardness can meet the standard requirements, were determined. It is shown that reduction of product rejection on hardness requires consideration of a carbon equivalent value. Relationship between carbon equivalent and hardness was determined. Differentiation of tempering temperature depending on the carbon equivalent was proposed. A principle scheme of quality control at manufacture of metallic products was developed. It includes product NDT before heat treatment, consideration of level of the steel carbon equivalent and final NDT. 2014 Article Неразрушающий контроль качества метизов с помощью коэрцитиметра «СИЛА» / А.Б. Максимов // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2014. — № 1. — С. 45-48. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. 0235-3474 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/102023 620.17(075) ru Техническая диагностика и неразрушающий контроль Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Производственный раздел Производственный раздел
spellingShingle	Производственный раздел Производственный раздел Максимов, А.Б. Неразрушающий контроль качества метизов с помощью коэрцитиметра «СИЛА» Техническая диагностика и неразрушающий контроль
description	Исследована возможность поштучного контроля метизов неразрушающим методом в производственных условиях. Применен магнитный феррозондовый метод с измерением величины коэрцитивной силы стали с помощью структурного импульсного локального анализатора (СИЛА). Исследуемые объекты – болты М20х1,5 из стали 35 и 40Х, шайбы пружинные из стали 65Г. Изделия подвергались закалке в масле с последующим отпуском. Предложены уравнения регрессии, связывающие твердость изделий (HRCэ) со значением коэрцитивной силы. Коэффициент корреляции составил не менее 0,8. Определены интервалы значений коэрцитивной силы, в которых твердость стали удовлетворяет требованиям стандарта. Показано, что для уменьшения отбраковки изделий по твердости необходимо учитывать значения углеродного эквивалента. Установлена взаимосвязь между углеродным эквивалентом и твердостью. Предложено дифференцировать температуру отпуска в зависимости от углеродного эквивалента стали. Разработана принципиальная схема управления качеством при производстве метизов, включающая НК изделий до термической обработки, учет уровня углеродного эквивалента стали и выходной НК.
format	Article
author	Максимов, А.Б.
author_facet	Максимов, А.Б.
author_sort	Максимов, А.Б.
title	Неразрушающий контроль качества метизов с помощью коэрцитиметра «СИЛА»
title_short	Неразрушающий контроль качества метизов с помощью коэрцитиметра «СИЛА»
title_full	Неразрушающий контроль качества метизов с помощью коэрцитиметра «СИЛА»
title_fullStr	Неразрушающий контроль качества метизов с помощью коэрцитиметра «СИЛА»
title_full_unstemmed	Неразрушающий контроль качества метизов с помощью коэрцитиметра «СИЛА»
title_sort	неразрушающий контроль качества метизов с помощью коэрцитиметра «сила»
publisher	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
publishDate	2014
topic_facet	Производственный раздел
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/102023
citation_txt	Неразрушающий контроль качества метизов с помощью коэрцитиметра «СИЛА» / А.Б. Максимов // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2014. — № 1. — С. 45-48. — Бібліогр.: 3 назв. — рос.
series	Техническая диагностика и неразрушающий контроль
work_keys_str_mv	AT maksimovab nerazrušaûŝijkontrolʹkačestvametizovspomoŝʹûkoércitimetrasila
first_indexed	2025-07-07T11:43:40Z
last_indexed	2025-07-07T11:43:40Z
_version_	1836988362773233664
fulltext	45ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №1, 2014 УДК 620.17(075) НЕРАЗРУшАЮщИй КОНТРОль КАчЕсТВА МЕТИЗОВ с ПОМОщьЮ КОЭРцИТИМЕТРА «сИлА» А. Б. мАКСИмОВ гос. морской технологический ун-т. г. Керчь, ул. Орджоникидзе, 82. E-mail: kmtе@aironet.com.ua Исследована возможность поштучного контроля метизов неразрушающим методом в производственных условиях. Применен магнитный феррозондовый метод с измерением величины коэрцитивной силы стали с помощью структур- ного импульсного локального анализатора (сИлА). Исследуемые объекты – болты М20х1,5 из стали 35 и 40х, шайбы пружинные из стали 65г. Изделия подвергались закалке в масле с последующим отпуском. Предложены уравнения регрессии, связывающие твердость изделий (HRCэ) со значением коэрцитивной силы. Коэффициент корреляции со- ставил не менее 0,8. Определены интервалы значений коэрцитивной силы, в которых твердость стали удовлетворяет требованиям стандарта. Показано, что для уменьшения отбраковки изделий по твердости необходимо учитывать зна- чения углеродного эквивалента. Установлена взаимосвязь между углеродным эквивалентом и твердостью. Предложено дифференцировать температуру отпуска в зависимости от углеродного эквивалента стали. Разработана принципиальная схема управления качеством при производстве метизов, включающая НК изделий до термической обработки, учет уровня углеродного эквивалента стали и выходной НК. Библиогр. 3, табл. 2, рис. 3. К л ю ч е в ы е с л о в а : неразрушающий контроль, феррозондовый датчик, метизы, твердость стали, уравнение кор- реляции, термическая обработка, сдаточный контроль Определение механических свойств сталь- ных деталей с достаточно высоким уровнем на- дежности осуществляется феррозондовым не- разрушающим методом [1, 2]. Крепежные детали являются важными элемен- тами конструкций и в значительной мере опреде- ляют их жесткость и прочность. Вследствие этого в особо важных конструкциях и механизмах, на- пример, для стальных металлических большепро- летных ферм, башмаков гусеничной транспортной техники и др. для снижения уровня возможности разрушения необходимо контролировать каждую крепежную деталь. В настоящее время на метизных заводах кон- троль крепежных изделий проводится выбороч- но. сдаточной характеристикой метизов является уровень твердости. Применение методов опреде- ления твердости по Бринеллю или Роквеллу прин- ципиально невозможно для каждой детали, так как ввиду сложной формы изделия (болт, гайка, шайба) вначале необходимо изготовить из него шлиф, а затем измерить твердость. Для осуществления 100%-го контроля качества метизов необходимо применять неразрушающие методы. Учитывая, что метизы имеют сравни- тельно небольшие размеры, а производство их массовое и поточное, из неразрушающих методов контроля наиболее приемлемыми являются токо- вихревой и магнитный. цель настоящей работы — определение возмож- ности разбраковки метизов по группам твердости в зависимости от уровня коэрцитивной силы. В качестве материала исследования использо- вали метизы производства ОАО «Дружковский метизный завод». При исследовании применили феррозондовый метод, реализуемый структурным импульсным локальным анализатором (сИлА). Накладной феррозондовый датчик имеет рабочую поверхность размером 10×10 мм, информацион- ный параметр – коэрцитивная сила. Математическую обработку полученных ре- зультатов проводили с использованием програм- мы Excel на ПК. Исследование болтов (м20х1,5) и гаек (м20х1,5) по ГОСТ 15526–70 из стали 35. Бол- ты из стали 35 термически обрабатываются на твердость: НВ 241…354 – первая группа и НВ 225…300 – вторая группа. На «сырых» (не об- работанных термически) и термически обрабо- танных болтах измеряли твердость по Бринеллю и коэрцитивную силу на цилиндрической части. На рис. 1, а представлена зависимость между ко- эрцитивной силой и твердостью. Аналитически эта зависимость имеет вид: (НВ)=4·10–4(Нс) 2 – 0,43Нс + 295,33, (1) где НВ – твердость по Бринеллю; Нс – величина коэрцитивной силы; коэффициент корреляции 0,98. гайки из стали 35 проходят аналогичную тер- мическую обработку до получения твердости по стандарту НВ 241…341. На рис. 1, б представлена зависимость между коэрцитивной силой и твердостью для стали гаек. Корреляционное уравнение имеет вид: (НВ)= – 3·10–4(Нс) 2+0,85Нс– 222,71. (2) Коэффициент корреляции 0,98.© А. Б. Максимов, 2013 46 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №1, 2014 На график нанесены уровни твердости по груп- пам. Видно, что с помощью измерения коэрцитив- ной силы возможно отбраковывать болты и гайки из стали 35 на нижних и верхних пределах. Так, для болтов первой группы, удовлетворяющих тре- бованиям гОсТ 15526–70, интервал по значениям коэрцитивной силы составляет (1000…1200) А/м, а для второй группы (950…1150) А/м. Коэрцитив- ная сила стали гаек, удовлетворяющих требовани- ям стандарта, имеет интервал (750…1100) А/м. Исследование болтов (м20×1,5) из стали 45Х (ГОСТ 22353–77) с шестигранной или круглой головкой. Болты из стали 40х термически обраба- тывают на различную твердость по группам: пер- вая – высокопрочные с твердостью НВ 302…388, вторая – с твердостью НВ 286…364), третья – болты башмака гусеницы трактора с твердостью НВ 269…363. Твердость измеряется на цилиндри- ческой части болта. До термической обработки («сырое» со- стояние) болты имеют твердость в интервале НВ 165…190, а значения коэрцитивной силы в интервале 750…900 А/м. Термическая обработка включает закалку в масле с последующим отпу- ском. На рис. 2 представлена зависимость твер- дости от коэрцитивной силы на цилиндрической части болтов после термической обработки и в «сыром» состоянии. Корреляционное уравнение имеет вид (НВ) = – 2·10–4(Нс) 2 + 0,59Нс – 168. (3) Коэффициент корреляции 0,8. Для всех трех групп твердости возможно раз- деление по нижним пределам стандарта. В связи с тем, что в данной партии болтов максимальное значение твердости не превышало НВ 340…345, не удалось установить разделение групп по верх- нему пределу. Для первой группы твердости нижний предел, значения коэрцитивной силы составляет 1150, для второй – 1250, для третьей – 1350 А/м. Исследование шайб пружинных из стали 65Г. шайбы пружинные из стали 65г подвергаются за- калке (температура нагрева под закалку 860 °с) в масле с последующим отпуском при температуре 400 °с на твердость HRCэ 41…51. Результаты экспериментов обобщены в табл. 1. Анализ полученных данных. В основном го- товые изделия имеют определенный интервал со- ответствующих значений механических свойств в соответствии со стандартами. При соблюдении значений параметров технологических режимов большинство изделий удовлетворяет требовани- ям стандарта, однако часть образцов имеет более высокий уровень твердости, а часть – меньший уровень твердости, чем предусмотренные стан- Т а б л и ц а 1 . Значения твердости и коэрцитивной силы для шайб из стали 65Г характеристика состояние изделий «сырое» закаленное закалка+отпуск при 400 °с Твердость HRCэ <41 >51 41…51 Коэрцитивная сила Нс, А/м 1200…1650 >2100 1650…2100 Рис. 1. Зависимость HB от коэрцитивной силы Hс для болтов (а) и гаек (б) из стали 35 (числа на графике – нижний и верх- ний пределы твердости по стандарту) Рис. 2. Зависимость твердости HB от коэрцитивной силы Hс для болтов из стали 40х 47ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №1, 2014 дартом. По исследованной группе изделий отбра- ковка по уровню твердости составляла порядка 9 %, причем практически одинаково как для групп с пониженной твердостью, так и с повышенной. Исследования показали, что зависимость уров- ня твердости исходных изделий до термической обработки («сырое» состояние) в зависимости от значений углеродного эквивалента соответствует нормальному распределению. Установлено, что изделия, изготовленные из стали с углеродным эк- вивалентом на нижнем пределе для данной марки стали при термообработке по существующим ре- жимам имеют уровень твердости несколько ниже нижней границы требований стандарта. В то же время образцы из стали с углеродным эквивален- том на верхнем пределе как правило после тер- мической обработки по существующим режимам технологии имеют более высокий уровень твердо- сти, чем верхняя граница требований стандарта. На основании этих данных был сделан вывод, что для повышения выхода годной товарной про- дукции необходимо исходные изделия (в «сыром» состоянии) разделить на три группы в зависимо- сти от значений углеродного эквивалента: «мяг- кие», «нормальные» и «твердые» (табл. 2). Режи- мы термической обработки необходимо назначать дифференцированно для каждой группы изде- лий. Например, для «мягких» изделий необходи- мо понизить температуру отпуска или, не изменяя температуру отпуска, уменьшить его время. Для «твердых» изделий необходимо повысить темпе- ратуру отпуска или увеличить его время. Наиболее приемлемым с технологической точ- ки зрения является изменение времени отпуска. Применение дифференцированного подхода при назначении режимов термической обработки изделий невозможно без использования неразру- шающего контроля. Для повышения качества товарной продукции можно использовать систему управления каче- ством [3]. На рис. 3 представлена принципиаль- ная блок-схема системы управления качеством. система позволяет после каждой технологиче- ской операции контролировать уровень твердости изделий и своевременно отбраковывать изделия, не удовлетворяющие заданным свойствам. Изде- лия, не удовлетворяющие требованиям стандарта, либо переводятся в другую группу товарной про- дукции, либо назначаются на повторную термиче- скую обработку. Применение НК после каждой термической обработки позволяет контролировать процессы и работу оборудования для нагрева и охлажде- ния изделий. При параллельном поштучном измерении твердости и коэрцитивной силы отбраковка изде- лий в первом случае составила 9 %, а во втором 10. Причем, отбраковка по нижнему и верхнему пределах практически одинакова в обоих случаях. При партионном контроле измерения твердости брак составляет 7 %. Таким образом, применение неразрушающего поштучного контроля изделий уменьшает риск потребителя на 3 %. Т а б л и ц а 2 . Распределение сталей по группам в зави- симости от величины углеродного эквивалента Марка стали Значения углеродного эквивалента «мягкие» «нормальные» «твердые» сталь 35 0,45…0,47 0,48…0,55 0,56…0,58 сталь 40х 0,60…0,62 0,63…0,76 0,77…0,80 сталь 65г 0,86…0,88 0,89…0,97 0,98…1,00 Рис. 3. Блок-схема системы управления качеством: И – исходные изделия; НК – неразрушающий контроль; З – закалка; О – отпуск; Т – «твердые» изделия; М – «мягкие» изделия; Н – нормальные изделия; Б – брак; ТП – товарная продукция 48 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №1, 2014 Выводы Установлена возможность разделения метизов по группам твердости с помощью коэрцитиметра сИлА. Рекомендованы интервалы коэрцитивной силы для групп твердости в соответствии со стан- дартом для болтов и гаек из сталей 35 и 40х и пру- жинных гаек из стали 65г. Для повышения выхода годной продукции рекомендовано дифференцировать детали в «сы- ром» состоянии на «мягкие», «нормальные» и «твердые» в зависимости от значений углеродного эквивалента марки стали. Показано, что поштучный контроль метизов снижает возможность получения потребителем нестандартной продукции. 1. Гаркунов Э. С. Контроль качества отпущенных изделий из среднеуглеродистой стали с использованием пристав- ных электромагнитов // Дефектоскопия. – 1987. – № 2. – с. 30–32. 2. Максимов А. Б. Определение механических свойств арма- турной стали неразрушающим методом // Металлургиче- ская и горнорудная пром-сть. – 2008. – № 3. – с. 70–73. 3. Максимов А. Б., Гофман Л. Д., Кибалов А. А. система управления качеством производства остряковых рельсов // Нові матеріали і нові технології в металургії та маши- нобудуванні. – 2008. – № 1. – с. 125–128. The possibility of by the piece control of metallic products using non-destructive method under industrial conditions was investigated. Magnetic flux-gate method measuring the values of steel coercive force with the help of structure pulse local analyzer (SPLA) was used. Examined objects are M20x1.5 bolts from steel 35 and 40Kh and spring washer from steel 65G. The products were quenched in oil with further tempering. Regression equations, combining product hardness (HRCe) with coercive force value were proposed. Correlation factor made not less than 0.8. The ranges of coercive force values, in which steel hardness can meet the standard requirements, were determined. It is shown that reduction of product rejection on hardness requires consideration of a carbon equivalent value. Relationship between carbon equivalent and hardness was determined. Differentiation of tempering temperature depending on the carbon equivalent was proposed. A principle scheme of quality control at manufacture of metallic products was developed. It includes product NDT before heat treatment, consideration of level of the steel carbon equivalent and final NDT. Ref.3, Tables 2, Figures 3. K e y w o r d s : non-destructive testing, flux-gate transducer, metal products, steel hardness, correlation equation, heat treatment, delivery control Поступила в редакцию 03.03.2013 Вниманию специалистов! Во втором квартале 2014 г. запланирована к изданию книга «Практические рекомендации Института электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины по ремонту сваркой магистраль- ных трубопроводов без вывода из эксплуатации» / Л. М. Лобанов, В. И. Махненко, А. С. Ми- ленин. — Киев, Международная ассоциация «сварка», 2014. (8 п. лист.). Рекомендации посвящены вопросам оценки несущей способности магистральных газо- и не- фтепроводов с обнаруженными характерными технологическими и эксплуатационными дефек- тами формы и несплошности материала, а также типичным методам ремонта сваркой без вывода из эксплуатации. В частности, обобщены основные аспекты актуальных отечественных и зару- бежных нормативных документов, современные подходы механики разрушения и численного анализа напряженно-деформированного состояния сварных конструкций, новейшие разработки специалистов Института электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины. В результате сформу- лированы практические инженерные алгоритмы, позволяющие оценивать фактическую степень повреждённости участков магистральных трубопроводов на основе данных технической диагно- стики, планировать ремонт дефектных трубопроводных элементов без вывода их из эксплуата- ции с позиций эффективности и безопасности проведения работ, прогнозировать ресурс эксплу- атации участков трубопровода после ремонта. Для инженерного персонала организаций, эксплуатирующих магистральные трубопроводы, специалистов неразрушающего контроля и технической диагностики трубопроводных систем, преподавательского состава высших учебных заведений соответствующего профиля, научных работников, занимающихся вопросами прочности сварных конструкций и методами восстанов- ления их несущей способности. Заказы на книгу направлять в редакцию журнала ТД и НК.

Неразрушающий контроль качества метизов с помощью коэрцитиметра «СИЛА»

Institution

Ähnliche Einträge