КОНТРОЛЬ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ И ОЦЕНКА ВЕЛИЧИНЫ ВНУТРЕННИХ МИКРОНАПРЯЖЕНИЙ В СТАЛИ Р6М5 С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРОМАГНИТНО-АКУСТИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ.

Соломеин Максим Николаевич,

Уральский Государственный Университет

Задворкин Сергей Михайлович,

Институт Машиноведения УрО РАН

Научный руководитель: Горкунов Эдуард Степанович, доктор технических наук, профессор, чл.-корр. РАН, директор института Машиноведения УрО РАН

г.Екатеринбург, Россия

Известно [1, 2], что ЭДС сигнала электромагнитно-акустического (ЭМА) преобразования в термообработанных углеродистых и низколегированных сталях линейно увеличивается с уменьшением микронапряжений. Представляет интерес проведение аналогичного исследования для высоколегированных сталей, которые имеют более сложную структуру.

На термически обработанных образцах стали Р6М5 двух плавок различного химического состава определялись ЭДС E и частота f резонансного ЭМА сигнала. Химический состав плавок различался, в основном, содержанием хрома - в образцах первой плавки его было в 1,5 раза меньше, чем во второй, а также вольфрамом.

На рис.1, 2 показаны зависимости E, f и искажений кристаллической решетки e , определенных рентгеновским методом, от температуры закалки (Tзак) и отпуска (Tотп). Как видно, эти зависимости схожи для обеих плавок, их отличает лишь уровень значений E, f и e . Это позволяет использовать E и f как параметры контроля качества термической обработки только в пределах одной плавки. С другой стороны, зависимость E и f от химического состава дает принципиальную возможность с помощью этих характеристик сортировать заготовки и изделия, прошедшие одинаковую термообработку, по составу.

Зависимости E(Tзак) имеют минимум, а e (Tзак) - максимум. Возрастание E и уменьшение e при высоких Tзак связаны с ростом зерен. Такого поведения E(Tзак) и e (Tзак) не наблюдалось при исследовании сталей У8 и ШХ15 [2], где Tзак не превышала 950° С. В то же время f монотонно уменьшается с ростом Tзак, поэтому для контроля качества закалки можно использовать только этот параметр.

Зависимости E(Tотп), f(Tотп), e (Tотп) монотонны. На кривых E(Tотп) и f(Tотп) хорошо заметны особенности, связанные с распадом остаточного аустенита и выделением карбидных фаз.

Из рис.3, где видно, что f(Tзак) и f(Tотп) хорошо коррелируют с изменением содержания карбидов в стали Р6М5 при различной термообработке. Данные по содержанию карбидов представлены только для первой плавки [3, 4].

Как и в случае углеродистых и низколегированных сталей, ЭДС ЭМА сигнала линейно уменьшается с ростом деформации решетки. (см. рис.4). Резонансная частота также монотонно уменьшается с ростом e . Однако эта зависимость более сложна, чем E(e ). Однозначность зависимостей исследованных параметров ЭМА сигнала от искажений кристаллической решетки позволяет использовать их для оценки микронапряжений в термически обработанных сталях различных классов и назначения.

 

[1] Комаров В.А. Квазистационарное электромагнитно-акустическое преобразование в металлах. - Свердловск: УНЦ АН СССР, (1986), 235 с.

[2] Горкунов Э.С., Задворкин С.М., Родионова С.С., Соломеин М.Н., Царькова Т.П. //Дефектоскопия, 9, (1999), с. 38.

[3] Геллер Ю. А. Инструментальные стали. -М.: Металлургия, (1983), 528 с.

[4] Кузнецов И.А., Магомадова Е.А., Родионова С.С. //Дефектоскопия, 10, (1990), с. 37.

e-mail: asf@asf.e-burg.ru