Методика и устройство магнитной твердометрии термообработанных изделий из углеродистых сталей

Исследована возможность контроля твердости закаленных и отпущенных среднеуглеродистых сталей по магнитным свойствам вещества. На основании регрессионного моделирования и экспериментальных исследований установлено, что намагниченность коэрцитивного возврата является оптимальным параметром магнитной твердометрии большого класса углеродистых сталей после средне- и высокотемпературного отпуска. Установлено, что на чувствительность контроля оказывает влияние содержание углерода в стали. Показано, что для достоверного определения твердости в широком интервале ее изменения необходимо применение двухпараметрового метода. Основным параметром контроля должна быть намагниченность (индукция) коэрцитивного возврата, а дополнительным – коэрцитивная сила. Показано, что предложенный способ магнитной твердометрии может быть практически реализован с помощью модернизированного приборов СИМТЕСТ-2.10 и СИМТЕСТ-3 при локальном намагничивании объектов с помощью приставного преобразователя. Особенностью устройств является то, что плавное изменение магнитного состояния испытуемых изделий достигается без разрыва составной замкнутой цепи “намагничивающее устройство - изделие”. Измерение магнитного потока в изделиях производится с помощью специального отверстия-преобразователя в магнитопроводе намагничивающего устройства. Измерение внутреннего магнитного поля производится малогабаритным датчиком Холла, помещаемым на поверхность намагничиваемого участка изделия. Все это позволяет использовать указанные приборы для измерения относительных значений магнитных свойств вещества. Разработка предлагается для внедрения на предприятиях машиностроения. Имеются результаты модельных и экспериментальных исследований, модернизированная мобильная аппаратно-программная система СИМТЕСТ-2.10, СИМТЕСТ-3, разработано необходимое программное обеспечение, проведены лабораторные испытания. Предлагаемая методика и приборы в сравнении с известными средствами контроля позволяют контролировать твердость не в отдельном узком диапазоне, а практически во всем диапазоне ее изменения в результате закалки и отпуска. За счет большой глубины промагничиваемого слоя методика не чувствительна к поверхностному обезуглероживанию. Прямых зарубежных аналогов не имеется. В сравнении с используемыми отечественными и иностранными механическими и ультразвуковыми твердомерами предлагаемая методика менее чувствительна к состоянию контролируемой поверхности, дает информацию о более глубоких слоях материалов, а аппаратура контроля по стоимости сопоставима с механическими и значительно дешевле ультразвуковых твердомеров.