Файл: Дорофеев, А. Л. Индукционная структуроскопия.pdf

точных сжимающих напряжений о 0 с т (рис. 7-10). После цементации и термической обработки их величина у по­ верхности достигает 100 кгс/мм2. Известно, что отпуск при температурах примерно 260°С снижает уровень сжимающих напряжений, а иногда приводит к измене­ нию их знака (растягивающие напряжения при этом достигают 30 кгс/мм-). Максимум сжимающих напряже­ ний получается при содержании углерода в 1,2—1,3%. Шлифовка цементированной поверхности приводит к но­

вым эффектам по распределению напряжений и будет рассмотрена ниже.

Одной из первых " попыток послойного неразрушающего контроля концентрации углерода являлась разра­ ботка опытного образца прибора с проходными катуш­ ками, который был опробован на частотах 15, 3, 0,6 и 50 гц при работе на цементированных цилиндрических образцах из сталей 12ХНЗА и 25 і[Л. 23]. Полученные четыре значения увязывались с данными послойного хи­ мического анализа. Это давало возможность для каж­ дой испытательной частоты получать градунровочные кривые. Прибор укомплектовывался образцами с наи­ большим и наименьшим содержанием углерода для

136

каждой марки стали и одним необработанным образ­ цом. Опытная проверка прибора показала, что ошибка при измерениях цилиндрических образцов-свидетелей с концентрацией углерода менее 1% не превышала 12%.

В экспериментальной работе применяется устройство для послойного контроля содержания углерода с одной накладной катушкой. Структурная схема этого устройст­ ва включает четыре канала, каждый из которых состоит из генератора (соответственно на частоты 1, 4, 25 и 500 кгц), резонансного усилителя, фазочувствнтелы-юго детектора и измерительной системы с индикатором на выходе. В каждом из каналов может быть проведена отстройка от зазора. Суммирующее устройство, изме­ ряющее разницу показаний между каналами, позволяет более точно определять концентрацию углерода на раз­ личной глубине.

Хорошие результаты при оценке содержания углерода в поверхностном слое нормализованных деталей дает применение амплитудно-фазовых структуроскопов (изго­ товленных на основе приборов ДНМ) и резонансных приборов (на основе испытателей электрической прово­ димости ІІЭ).

В ряде случаев эффективность применения высоко­ частотных приборов можно увеличить за счет подмагничпвания детали, что уменьшает влияние поверхностного обезуглероживания. Так, при испытаниях образцов из стали 12XIT3A, обработанных по разным режимам (це­ ментация; цементация и высокий отпуск; цементация, высокий отпуск, закалка и низкий отпуск), четкой связи без подмагнпчивання между показаниями резонансного

между содержанием углерода, твердостью и показания­ ми прибора.

Сопоставление электромагнитных и механических ха­ рактеристик образцов из сталей 17ХН2 и 20ХНЗА с ре­ зультатами измерений на резонансном приборе и на микроомметре свидетельствуют о том, что показания микроомметра, так же как и коэрцитиметра, для каждой из групп образцов неплохо характеризуют глубину це­ ментированного слоя. Если рассматривать результаты измерений на образцах из разных групп, обработанных в карбюризаторах разной активности, то оказывается,

137

зы к другой соответствует довольно резкий перепад кон­ центраций азота в азотированном слое.

Известно, что увеличение содержания азота в стали приводит к увеличению удельного электрического сопро­ тивления. Так, для стали с содержанием углерода 0,08%, азота 0,027% удельное сопротивление равно 10,84Х X I О - 4 ом-м, а для стали, содержащей 0,08% углерода и 0,267% азота, р = 14,34• 10- 4 ом-м.

%N

Рис. 7-11. Распределение фаз по глубине А при азотировании стали 38ХМЮА.

Качество азотирования зависит от продолжительно­ сти и температуры процесса и степени диссоциации аммиака.

С повышением температуры азотирования скорость диффузии азота вглубь сильно возрастает, понижая кон­ центрацию азота на поверхности. Твердость материала становится ниже, что объясняется образованием более крупных нитридных частиц. Глубина слоя становится больше.

Критерием оценки качества азотированных слоев слу­ жат характер структуры диффузионной зоны и глубина

139

(а)и цементированной стали

140