Structuroscopy of Heat-Treated Steel Bars by the Speed of Propagation of Rayleigh Waves

Authors

  • V. V. Murav’ev ИжГТУ имени М. Т. Калашникова; ФТИ УдмФИЦ УрО РАН, Ижевск, Россия
  • A. Y. Budrin ИжГТУ имени М. Т. Калашникова
  • M. A. Sintsov ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

DOI:

https://doi.org/10.22213/2410-9304-2020-2-37-43

Keywords:

Rayleigh wave velocity, steel, heat treatment, bar stock

Abstract

The paper discusses the possibility of assessing the structural state after different types and modes of heat treatment of bars of steel 45 according to the results of measuring the speed of a Rayleigh wave using the multiple shadow method. To ensure the developed methodology, a DEMA flaw detector and a special overhead electromagnetic-acoustic (EMA) transducer with a magnetization system were used. The converter provides the excitation and reception of Rayleigh waves propagating around the circumference of the bar. Samples of bars in the conditions of supply, annealing, normalization, hardening, and tempering were investigated. For the qualitative measurement of the speeds of Rayleigh waves, the diameters of the rods were measured with an accuracy of 0.01 mm. The results of a change in the velocity of a Rayleigh wave in bars at all heat treatment modes are presented. In the delivery state, the speed of the Rayleigh wave in the bar was 3017 m/s. The speed of the Rayleigh wave in the bar after quenching dropped to 2995 m/s. After normalization, the velocity of the Rayleigh wave increased to 3049 m/s. A gradual increase in tempering temperature leads to an increase in wave velocity. The obtained experimental data show that tempering at a temperature of 600°С and normalization at 850°С increase the propagation velocity of a Rayleigh wave in a bar by 55 m/s relative to quenching without tempering, which indicates similar structural states in the surface layers of the samples.

References

Будрин А. Ю. Влияние термической обработки на скорость распространения поперечных волн в стальных прутках // Интеллектуальные системы в производстве. 2019. Т. 17, № 4. С. 12–17.

Акустическая структуроскопия стальных образцов, нагруженных изгибом с вращением при испытаниях на усталость / В. В. Муравьев, О. В. Муравьева, А. Ю. Будрин, М. А. Синцов, А. В. Зорин // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2019. Т. 22. № 1. С. 37–44.

Бабкин С. Э. Измерение скорости звука с помощью меандрового электромагнитно-акустического преобразователя // Инженерная физика. 2017. № 1. С. 50–54.

Артемов В. Е., Паврос С. К. О максимально реализуемой чувствительности контроля методом «многократной тени» // Дефектоскопия. 1982. № 9. С. 28–33.

Бабкин С. Э. Определение коэффициента Пуассона ферромагнитных материалов ЭМА-способом // Дефектоскопия. 2015. № 5. С. 51–55. DOI: 10.1134/S1061830915050022.

Викторов И. А. Звуковые поверхностные волны в твердых телах. М. : Наука, 1981. 287 с.

Муравьева О. В., Соков М. Ю. Влияние глубины залегания дефекта на параметры многократно-теневого электромагнитно-акустического метода контроля прутков // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2016. Т. 68. № 4. С. 46–50.

Стрижак В. А., Хасанов Р. Р., Пряхин А. В. Особенности возбуждения электромагнитно-акустического преобразователя при волноводном методе контроля // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2018. Т. 21, № 2. С. 159–166. DOI: 10.22213/ 2413-1172-2018-2-159-166.

Повышение возможностей бесконтактной дефектоскопии поверхности катаных ферромагнитных металлоизделий / Г. М. Сучков, О. Н. Петрищев, С. В. Хащина, А. В. Десятниченко, Е. Л. Ноздрачева // Контроль. Диагностика. 2013. № 4. С. 31–35.

Толипов Х. Б. Экспериментальная установка для бесконтактного измерения скорости и амплитуды смещений волны Рэлея с малого участка поверхности // Приборы и техника эксперимента. 2015. № 1. 175 с.

Аппаратно-программный комплекс контроля прутков зеркально-теневым методом на многократных отражениях / В. А. Стрижак, А. В. Пряхин, Р. Р. Хасанов [и др.] // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2017. Т. 60, № 6. С. 565–571. DOI: 10.17586/ 0021-3454-2017-60-6-565571.

Генератор зондирующих импульсов для ЭМА-дефектоскопов / Г. М. Сучков, В. В. Федоров, А. В. Десятниченко, С. В. Хащина, М. С. Маслова // Дефектоскопия. 2012. № 9. С. 42–47.

Дефектоскоп «ДЭМА» : интернет-магазин [Электронный ресурс]. URL: https://f–ndt.ru/pro-duktsiya/ultrazvukovyedefektoskopy/defektoskop–dema–p–detail.html (дата обращения: 22.04.2020).

Дефектоскоп электромагнитно-акустический прутков ДЭМА // Международный промышленный форум неразрушающий контроль, испытания – диагностика: [сайт]. 2018. URL: https://expo.ronktd.ru/salon/img/dema-p.pdf (дата обращения: 22.05.2018).

Информационно-измерительная система возбуждения, приема, регистрации и обработки сигналов электромагнитно-акустических преобразователей / В. А. Стрижак, А. В. Пряхин, С. А. Обухов [и др.] // Интеллектуальные системы в производстве. 2011. № 1 (17). С. 243–250.

Бабкин С. Э. Измерение скорости звука с помощью меандрового электромагнитно-акустического преобразователя // Инженерная физика. 2017. № 1. С. 50–54.

Измерение скорости поверхностных волн ферромагнитных материалов электромагнитно-акустическим способом / С. Э. Бабкин, М. Ю. Лебедева, Ю. И. Савченко, О. Н. Вострокнутова // Электротехнические системы и комплексы. 2019. № 4 (45). С. 47–51.

Будрин А. Ю. Влияние термической обработки на скорость распространения поперечных волн в стальных прутках // Интеллектуальные системы в производстве. 2019. Т. 17, № 4. С. 12–17.

Грант РФФИ Бел-а № 20-58-0015. URL: https://kias.rfbr.ru/index.php# (дата обращения: 25.04.2020).

Муравьева О. В., Зорин В. А. Метод многократной тени при контроле цилиндрических объектов с использованием рэлеевских волн // Дефектоскопия. 2017. № 5. С. 3–9.

Петров К. В., Соков М. Ю., Муравьева О. В. Влияние конструктивных особенностей проходного электромагнитно-акустического преобразователя на результаты контроля цилиндрических объектов // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2018. № 2. С. 135–146.

Будрин А. Ю. Влияние термической обработки на скорость распространения поперечных волн в стальных прутках // Интеллектуальные системы в производстве. 2019. Т. 17. № 4. С. 12–17.

Муравьева О. В., Булдакова И. В. Использование корреляционной функции при определении скорости ультразвуковой волны в цилиндрических объектах // Измерения, контроль и диагностика – 2014 : сб. тр. III Всерос. науч.техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. Ижевск : Изд-во ИжГТУ, 2014. С. 217–222.

Published

13.11.2020

How to Cite

Murav’ev В. В., Budrin А. Ю., & Sintsov М. А. (2020). Structuroscopy of Heat-Treated Steel Bars by the Speed of Propagation of Rayleigh Waves. Intellekt. Sist. Proizv., 18(2), 37–43. https://doi.org/10.22213/2410-9304-2020-2-37-43

Issue

Section

Articles