Institute of Fundamental Technological Research

W ramach niniejszej pracy opracowano procedurę nieniszczącą, ilościowej oceny grubości warstw chromowych. Do tego celu wykorzystano metodę prądów wirowych, w zakresie analizy fazoczułej, czyli oceny zmian kąta fazowego impedancji w funkcji grubości warstwy. Taka analiza stosowana jest w przypadku pomiarów grubości warstw konduktywnych w zakresie grubości od kilku do kilkuset mikrometrów, wytworzonych na podłożu konduktywnym. Celem właściwej kalibracji parametrów pomiaru, zaprojektowano i wykonano po dwa zestawy próbek referencyjnych z warstwami chromowymi o grubości 15, 30 i 45 μm na podłożu ze stali stopowej 15HM oraz na staliwie węglowym L-200. Z obydwu zestawów próbek pobrano wycinki do badań metalograficznych, które pozwoliły na bezpośredni pomiar grubości warstwy na przygotowanych zgładach. Wyniki tych pomiarów potraktowano jako wartości referencyjne do dalszych badań. Warstwy chromowe uzyskano w procesie nakładania chromu technicznego metodą galwaniczną, przy parametrach zapewniających uzyskanie założonych grubości. Otrzymane wyniki pozwoliły potwierdzić możliwość ilościowej oceny warstw chromowych z dokładnością do 5 μm, z zastosowaniem komercyjnego urządzenia defektoskopowego przeznaczonego do badań metodą prądów wirowych

warstwy chromowe, pomiar grubości, prądy wirowe

Analizowano możliwości określenia zmian twardości warstw nawęglanych i hartowanych indukcyjnie na podstawie wielkości ilościowo opisujących szum Barkhausena. Badania przeprowadzono na zestawie trzech próbek o stałej grubości warstwy nawęglanej (1,2 mm) o różnych wartościach twardości. Pomiary przeprowadzono dla trzech konfiguracji aparatury MEB-4C Mag-Lab s.c. różniących się częstotliwością prądu magnesującego. Analizowano obwiednię szumu Barkhausena i jej punkty charakterystyczne, energię, RMS, periodogramy FFT oraz rozkłady liczby zdarzeń. Uzyskano interesujące korelacje diagnostyczne mogące posłużyć w rozwiązywaniu zagadnień odwrotnych badań nieniszczących

twardość, szum Barkhausena, zagadnienie odwrotne

Praca dotyczy oceny możliwości identyfikacji zmian twardości warstw nawęglanych i hartowanych indukcyjnie, z wykorzystaniem nieniszczących technik magnetycznych. Badania przeprowadzono na zestawie trzech próbek, ze stali AMS 6414, poddanych procesowi nawęglania, w atmosferze o różnym stężeniu węgla, a następnie hartowaniu oraz na próbce bez warstwy. Próbki z warstwami o różnej twardości (i stałej grubości - 1,2 mm) poddano badaniom technikami nieniszczącymi, z zastosowaniem prądów wirowych i analizy szumów Barkhausena. Badania metodą prądów wirowych polegały na ocenie zmian kąta fazowego uzyskanego w efekcie oddalenia od warstw o różnej twardości. Jednocześnie poddano analizie obwiednie sygnału Efektu Barkhausena. Wyniki tych badań pozwoliły zidentyfikować różnice w twardości próbek ze stali, z warstwą o różnym stężeniu węgla. W celu weryfikacji pomiarów metodami nieniszczącymi wykonano jakościowe i ilościowe badania mikroskopowe oraz rozkłady mikrotwardości na przekrojach próbek.

nawęglanie, warstwy hartowane indykacyjnie, szumy Barkhausena, prądy wirowe, profile mikrotwardości