اندازه گیری فراصوتی عمق لایه سخت شده قطعات فولادی سخت کاری شده به روش کربن دهی

چکیده: مقاومت و استحکام قطعاتی که در معرض بارگذاری های چرخه ای و خستگی متناوب قرار دارند – مانند میل لنگ و چرخ دنده - با استفاده از سخت کاری های نفوذی افزایش می یابد. تعیین عمق لایه سخت شده از فرایندهای کنترلی است که معمولا لازم است بعد از سخت کاری انجام شود. از این رو، در این مقاله به مطالعه اندازه گیری این متغیر کنترلی و پراهمیت به روش نامخرب فراصوتی خواهیم پرداخت. روش فراصوتی که در این پژوهش به کار گرفته خواهد شد، روش مورد استفاده، آزمون فراصوتی غوطه وری مبتنی بر پراکندگی برگشتی است که در آن از کاوندMHz ۲۵ برای اندازه گیری عمق لایه های سخت شده با ضخامت کم استفاده می شود. قطعه سخت شده از جنس فولاد با استاندارد ۷۱۳۱/۱ DIN است که تحت عملیات سخت کاری کربن دهی قرار گرفته است. سیگنال های دریافتی با اعمال فیلترهای پردازش سیگنال، شامل حذف نوفه و آشکارسازی پژواک مرز لایه سخت شده، تحلیل می شوند و نتایج به دست آمده با نتایج حاصل از اندازه گیری عمق لایه به روش مخرب مقایسه می شود. نتایج حاصل از اندازه گیری بر روی ۹۶ نقطه نشان داد که عمق لایه سخت شده در نمونه مورد بررسی در بازه ۷۶/۰ تا ۲۴/۱ میلی متر قرار دارد و عمق موثر لایه سخت شده آزمون مخرب حدود ۸۶۷/۰ میلی متر است که با نتایج آزمون فراصوتی تطابق خوبی دارد. همچنین، استفاده از کاوند MHz ۲۵ امکان آشکارسازی پژواک ناشی از مرز بین لایه مارتنزیتی و مغز فریت–پرلیتی را فراهم کرد و اندازه گیری نامخرب لایه های سخت شده با ضخامت کمتر از ۱ میلی متر را امکان پذیر ساخت. بنابراین، از روش پیشنهادی می توان به عنوان روشی کارآمد برای کنترل کیفیت قطعات سخت کاری شده در صنایع مختلف استفاده کرد. ‍ ‍ ‍

کلیدواژه ها:

آزمون نامخرب فراصوتی ، پراکندگی برگشتی ، سخت کاری سطحی ، روش غوطه وری ، پردازش سیگنال