Методичка по магнитному контролю. Руководство по разработке технологической карты по магнитопорошковому контролю, приведены тесты для подготовки к сдаче экзаменов по магнитному контролю
 Скачать 3.16 Mb.
|
|
Назовите основные дефекты литья. Основными дефектами литья являются усадочные раковины, неметал- лические включения, неслитины, ликвации, газовые поры, горячие и холодные трещины, рыхлоты, флокены и др. 80 Усадочные раковины– это пустоты, образующиеся вследствие нарушения процесса усадки металла в отливках. Они могут образоваться, например, в случае неравномерного охлаждения отливки при недостаточном ее питании в процессе кристаллизации. Усадочные раковины обычно образуются в верхней части отливки, которую удаляют. Неметаллические (шлаковые) включения могут возникнуть из-за нарушения технологии плавки (заливка неспокойным металлом, неудовлетворитель- ная очистка форм). Неслитины– это тонкие прослойки окислов между зернами металла. Они могут образоваться, например, из-за нарушения режима разливки: прерывистой струи металла при его заливке в форму, при встрече струй недоста- точно нагретого металла. Ликвация – это неоднородность химического состава сплава в различных зонах слитка. В местах ликвации прочность металла занижена. Это приводит иногда к разрушению металла. Газовые раковины возникают в процессе кристаллизации металла отливки. Причины – плохая газопроницаемость формовочной земли, высокая температура заливки металла в форму и т. д. Горячие трещины – это обычно хорошо видимые разрывы поверхности отливки, распространяющиеся по границам кристаллов и имеющие неровную окисленную поверхность, на которой при увеличении видны дендриты. Они появляются в отливках при затруднении кристаллизации металла в процессе его охлаждения, в случае нерациональной конструкции отливок и при неравно- мерном охлаждении отливки в местах перехода от больших к малым сечениям (под влиянием термических и усадочных напряжений). Трещины образуются в процессе кристаллизации металла вследствие действия растягивающих напряжений, превышающих прочность наружных слоев слитка. Горячие трещины представляют собой извилистые окисленные разрывы металла. Характерными признаками горячих трещин являются их неровные (рваные) края и значительная ширина. Холодные трещины – это очень тонкие разрывы поверхности отливки, имеющие обычно чистую, светлую или с цветами побежалости зернистую поверхность. Они образуются из-за внутренних напряжений или механического воздействия и возникают в слитке после его затвердевания. Разрушение отливки может произойти при относительно низкой температуре. Образуются транскристаллические холодные трещины со светлыми неокисленными поверхностями. В отличие от горячих трещин холодные распространяются по зернам, а не по их границам, преимущественно в местах концент- рации напряжений. Плены – это пленки на поверхности или внутри отливки, состоящие из окислов. Иногда они имеют включения формовочного материала. Плены 81 возникают в результате химического взаимодействия составляющих расплавленного металла с атмосферой и материалом формы. Продукты реакции при этом образуют на поверхности тугоплавкую и плотную пленку. Рыхлоты (скопление усадочных пор) – это дефекты, образующиеся в результате уменьшения объема металла при его затвердевании. Они представ- ляют собой несплошности металла неопределенных очертаний. Рыхлоты чаще всего бывают при крупнозернистой структуре металла. Флокены представляют собой тонкие разрывы металла округлой или овальной формы. Они располагаются в средней зоне слитков, у поверхности поковок и прутков. Обычно флокены появляются при повышенном содержании в сталях водорода, который при охлаждении жидкого металла и фазовых превращениях стремится выделиться из-за уменьшения растворимости. Пузыри представляют собой округлые, овальные или продолговатые полости в металле. В зависимости от расположения в слитке разли- чают внутренние, подкорковые (имеющие вид тонких извилистых каналов) и поверхностные пузыри. Пригар – это неравномерные утолщения из формовочной или стержневой смеси. Обычно они располагаются в местах соприкосновения смеси с наиболее горячими участками литейной формы. Дефектом является и несоответствие материала отливки заданному химическому составу. Это может произойти вследствие ошибок при расчете шихты, нарушении технологии плавки, вследствие чего изменяют- ся свойства сплава. К дефектам литья относятся и отклонения геометрических размеров отливки от заданных в чертежах. Назовите дефекты механической обработки. Основные дефекты механической обработки – прижоги, шлифовочные и отделочные трещины, надиры, риски, надрезы, забоины и др. Прижоги – это дефекты, образующиеся при локальном перегреве металла. Наличие прижогов устанавливается при металлографическом анализе по белым, нетравящимся участкам на поверхности шлифа. Трещины отделочные представляют собой тончайшие разрывы поверхностного слоя металла. Такие дефекты наиболее характерны для металла повышенной твердости. Шлифовочные трещины – это зоны небольшой площади с сеткой трещин или в виде отдельных линий на поверхности изделия. Эти дефекты появляются вследствие сильного нагрева и последующего охлаждения поверхностного слоя металла, обладающего малой теплопроводностью, высокой твердостью и хрупкостью при механической обработке. Такие дефекты имеют глу- бину от 0,01 до 2 мм. 82 Следует отметить, что дефекты металла, допустимые для одних условий работы, могут быть недопустимы для других. Например, риски от резца допустимы для статически нагруженной детали и недопустимы для деталей, подверженных циклическим нагрузкам. Назовите основные дефекты, возникающие в процессе пластической деформации металла. Основные дефекты, появляющиеся при пластической деформации, – это волосовины, флокены, расслоения, заковы, закаты, зажимы и др. Волосовины – это нарушения сплошности в виде тонких вытянутых вдоль направления деформаций закатов с прослойкой включений. В деформированном металле газовые пузыри и загрязнения вытягиваются вдоль направления деформации и образуют нитевидные дефекты. Они имеют сплошной или прерывистый вид длиной от 1 до 100 мм и более. Заковы – нарушения сплошности и формы металла в виде расслоений и складок. Заковы представляют собой нарушение сплошности на поверхности заготовки, проникающее на большую глубину. На поверхности металла образуются расплющенные складки. Заковы начинаются с поверхности кованых элементов и распространяются на глубину до 5 мм. Площадь заковов составляет от нескольких до десятков квадратных миллиметров, они располагаются преимущественно на больших плоскостях. Причиной образования заковов является неправильный режим ковки. Закаты являются нарушением сплошности и формы металла в виде расслоений и складок. Они возникают в результате загиба и развальцовки кромки, образующейся при переполнении предыдущего калибра (дефект калибровки или неправильного поступления прутка во время прокатки). Другой причиной образования закатов является локальное разрушение прокатных заготовок в местах расположения раковин. Зажим – это заштампованная складка, появляющаяся в результате неправильного заполнения фигуры штампа металлом. Плены прокатанного металла представляют собой сравнительно тонкие плоские отслоения на его поверхности. Чаще всего плены имеют вид «языка», у которого уширенный и утолщенный конец составляет одно целое с основным металлом. Размеры плен бывают разные: от мелких и едва заметных чешуек до 100 мм и более в толстых листах. Толщина плен колеблется от десятых долей миллиметра до 3...5 мм и более. Причинами плен может быть неудовлет- ворительное качество металла слитков (пузырчатость и плохая раскисленность металла), а также нарушение режимов прокатки (неправильная насечка валков, неудовлетворительная калибровка). Трещины. Они могут быть одиночными и групповыми, разноориенти- рованными и вытянутыми в одном направлении. В зависимости размеров 83 проката, причин и условий возникновения их глубина может дости- гать 10...15 мм, а длина – нескольких метров. Рванины представляют собой разрывы или надрывы металла разно- образного очертания с рваными краями. Они чаще всего располагаются по кромкам листов. Как правило, рванины возникают в листах проката из высоколегированных сталей с крупнозернистой структурой. Внутренние разрывы – это сравнительно крупные нарушения сплошности внутренней части заготовки, периодически повторяющиеся по длине. Они наблюдаются при прокатке высоколегированных сталей. Разрывы возникают под действием растягивающих сил вследствие неодинаковой деформации наружных и внутренних слоев прокатываемого металла, имеющего малую пластичность. Те разрывы, которые образуются на начальной стадии прокатки в результате дальнейшей деформации могут вызвать расслоения металла. Какие дефекты возникают в процессе термической и химико- термической обработки? Основные дефекты термической и химико-термической обработки деталей возникают из-за несоблюдения режимов: скорости нагрева и охлаждения детали, температуры, времени выдержки. Такими дефектами могут быть термические и водородные трещины, обезуглероживание и науглероживание металла. Термические трещины – это различные по величине и ориентации несплошности, появляющиеся при резком нагреве и охлаждении (закалочные трещины), когда вследствие перепада температур по сечению объекта, а также структурных напряжений в металле возникают термические напряжения. Водородные трещины – микротрещины на поверхности детали, возни- кающие вследствие насыщения поверхностного слоя водородом под действием кислот, щелочей при травлении и электрохимической обработке. Обезуглероживание и науглероживание – это изменение химического состава и структуры металла при его нагревании. Они приводят к охрупчиванию поверхностных слоев металла и образованию трещин. 84 3. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ МАГНИТНОГО КОНТРОЛЯ Классификация методов и средств магнитного контроля. Первичные магнитные преобразователи и индикаторы магнитных полей. Виды, способы и схемы намагничивания объектов. Способы размагничивания объектов. Демагнетизаторы. Контроль размагниченности. Образование поля рассеяния дефекта при намагничивании объекта контроля. 3.1. Классификация методов и средств магнитного контроля Что такое магнитный неразрушающий контроль? Согласно ГОСТ 24450–80, магнитный неразрушающий контроль – это неразрушающий контроль, основанный на регистрации магнитных полей рассеяния, возникающих над дефектами, или на определении магнитных свойств объекта контроля. По каким признакам производят классификацию методов неразрушающего контроля? Классификацию методов неразрушающего контроля производят: – по характеру взаимодействия физических полей с объектом контроля; – по первичному информативному параметру физического поля; – по способу получения первичной информации. Как классифицируют методы магнитного контроля? Методы магнитного контроля классифицируют следующим образом. По характеру взаимодействия физических полей с объектом контроля: магнитный; по первичному информативному параметру физического поля: коэрцитивной силы, намагниченности, остаточной индукции, магнитной проницаемости, напряженности, эффекта Баркгаузена; по способу получения первичной информации: магнитопорошковый, индукционный, феррозондовый, магнито- графический, магниторезистивный, пондеромоторный, эффекта Холла. Как классифицируют средства неразрушающего контроля? Средства неразрушающего контроля классифицируют по техническому исполнению и по видам контролируемых параметров. По техническому исполнениюсредства неразрушающего контроля (НК) подразделяются на три основных класса: автономные, комплексные системы и автоматические линии, комплексные системы для активного контроля. Автономные средства предназначены для контроля одного параметра объекта. Комплексные системы и автоматические линии используют для определения 85 нескольких параметров объекта. Для управления технологическим процессом по результатам контроля применяют комплексные системы активного НК. По видам контролируемых параметров средства неразрушающего конт- роля подразделяются на: – дефектоскопы – устройства, предназначенные для определения целостности объекта контроля; – приборы для контроля размеров; – приборы для контроля физико-химических и физико-механических параметров; – приборы технической диагностики (для предсказания отклонения качества объекта контроля от установленного уровня). 3.2. Первичные магнитные преобразователи и индикаторы магнитных полей Что такое индикатор? Индикатор – это прибор или вещество, с помощью которого определяется наличие какой-либо величины (например, магнитного поля) в определенном диапазоне значений. Таким образом, индикатор только устанавливает наличие величины, но не характеризует величину количественно. Дайте определение понятия измерительного преобразователя. Что такое магнитный преобразователь? Измерительный преобразователь – это средство измерения, предназна- ченное для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки или хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем. В частности, магнитные преобразователи – это устройства для преобразования магнитных величин (индукция, поток) в эквивалентный сигнал другой физической при- роды – электрической, механической, световой. Измерительный преобразо- ватель имеет вход, на который подается преобразуемая величина X (входная величина). Выходная величина преобразователя Y (преобразованная величина) связана с входной зависимостью Y = f (X), которая называется функцией преобразования. Функция преобразования качественно отражает связь между выходной и входной величинами измерительного преобразователя. Для отражения количественной связи между ними вводят градуировочную характеристику – зависимость между значениями величин на входе и выходе, составленную в виде таблицы, графика, формулы. 86 На каком законе основан принцип действия индукционного преобразователя? Принцип действия индукционного преобразователя основан на законе электромагнитной индукции, согласно которому в катушке, помещенной в изменяющееся магнитное поле, наводится ЭДС, величина которой зависит от напряженности магнитного поля и скорости его изменения. Если магнитное поле переменное, то скорость его изменения задается источником поля. При постоянном магнитном поле его изменение в пространстве, занимаемом преобразователем, осуществляется вращением или перемещением последнего. Как устроен индукционный преобразователь? Индукционный преобразователь представляет собой каркас из изоли- рующего материала, на котором размещена электрическая обмотка. Для увеличения чувствительности в преобразователях применяют ферромагнитные сердечники, однако в этом случае амплитудная характеристика преобразователя в области больших напряженностей полей становится нелинейной. Какие преобразователи называются полемерами, а какие градиентометрами? Преобразователи, реагирующие на величину напряженности поля, называются полемерами, а на его градиент – градиентометрами. ЭДС, наводимую в индукционном преобразователе-полемере гармоническим по- лем mx H sint, определяют по формуле 0 WS mx H cost = m E cost, где 0 – магнитная постоянная; – частота поля; W – число витков преобразователя; S – сечение преобразователя в направлении, нормальном оси x; mx H – ампли- тудное значение тангенциальной составляющей напряженности магнитного поля; WS – постоянная преобразователя. Выражение иn K = 0 WS определяет чувствительность индукционного преобразователя-полемера. ЭДС на выходе преобразователя-градиентометра зависит от разности средних напряженностей поля 1 m H и 2 m H в катушках: m E Е m = иn K ( 1 m H – 2 m H ). Какие преобразователи называются пассивными, а какие активными? Неподвижные измерительные преобразователи называются пассивными, а подвижные – активными. Пассивные преобразователи применяют для изме- рения переменных полей, активные – постоянных. Примерами активных индукционных преобразователей являются сканирующие, вращающиеся, вибрирующие преобразователи. 87 Что собой представляют сканирующие индукционные преобразователи? Сканирующие индукционные преобразователи перемещаются со ско- ростью V относительно объекта контроля. Выходной величиной сканирующего индукционного преобразователя является мгновенное значение ЭДС измерительной обмотки: 0 ( ) , x x dH e t wSV dx где 0 магнитная постоянная; w – число витков обмотки; S – сечение индукционной катушки в плоскости, перпендикулярной оси катушки; x H – x-составляющая напряженности магнитного поля. Чтобы получить на выходе сигнал, пропорциональный напряженности приложенного поля, используют интегрирующее устройство (баллистический гальванометр). Итак, сканирующий индукционный преобразователь вместе с интегратором является полемером, а без него – градиентометром. |