Определение механических свойств и структуры конструкционных материалов

Неразрушающие методы определения механических свойств и структуры конструкционных материалов основаны на корреляционной зависимости между структурой и механическими свойствами материалов, с одной стороны, и их магнитными и акустическими характеристиками, с другой.

Например, существует связь между твердостью углеродистых и низколегированных сталей и их коэрцитивной силой: чем больше содержание углерода в сплаве, тем выше коэрцитивная сила, которая измеряется коэрцитиметром.

Рис. 7.10. – Зависимость между коэрцитивной силой и твёрдостью:

1 – сталь 30ХВ; 2 – сталь 20Х17Н2

Рис. 7.11. – Зависимость коэрцитивной силы и твёрдости

от температуры отпуска стали ШХ15

Электромагнитный метод (метод вихревых токов) основан на регистрации изменений электромагнитного поля вихревых токов, наводимых возбуждающей катушкой в электропроводящем объекте контроля.

Экспериментально установлено, что удельная электрическая проницаемость стали тем меньше, чем выше в ней содержание углерода и чем больше углерода при закалке перейдет в твердый раствор.

Выявлена связь между удельной проводимостью алюминиевых сплавов и свойствами их после термической обработки.

Измерения электрической проницаемости осуществляется электромагнитными структуроскопами.

Акустические методы контроля физико-механических свойств материалов основаны на связи размеров зерна, модулей упругости, твердости, текстуры, прочности материалов и скорости распространения и коэффициента затухания звуковых волн в испытуемом материале.

Рис.7.12. – Схема измерения механических свойств

материалов акустическим методом

Излучающий 2 и приемный 1 искатели устанавливают на очищенную и смазанную маслом поверхность изделия. Расстояние между искателями обычно составляет 200 мм. Скорость распространения звука определяют по времени его прохождения в материале. Для измерения коэффициента затухания один из искателей устанавливают на расстоянии L1= L0/2. По изменению амплитуды сигнала находят значение коэффициента затухания.

Для измерения твердости абразивного инструмента используют корреляционную связь ее со скоростью распространения ультразвуковых волн в материале, которую определяют резонансным методом.

Рис. 7.13. – Блок-схема прибора «Звук-1М»