Assessment of hardened layer thickness for 40HNMA steel using eddy current method

• Autorzy: Kukla D. , Grzywna P. , Kopeć M. , Kowalewski Z.

Identyfikatory

DOI

10.15199/28.2016.5.10

Warianty tytułu

PL

Ocena grubości warstw hartowanych na stali 40HNMA z zastosowaniem metody prądów wirowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Materials and semi-manufactured products for aviation equipment are usually subjected to increasingly rigorous demands for the quality control. In many cases, like hardened or carburized wheels or rollers assembled in the gear motors, the control procedures enforce necessity of the selective testing of details coming from production lines using destructive techniques. The main aim of diagnostic investigations carrying out on series of final products is to assess qualitatively and quantitatively the layers obtained due to carburizing and induction hardening. Unfortunately, such processes increase the fabrication costs significantly, especially in the case of complex manufacturing technology applied and small-lot production as well. In order to reduce them the attempts for application of non-destructive testing methods are taken for evaluation of either the layers quality or the products subjected to surface treatments. This paper presents the eddy currents method used for the thickness evaluation of the carburized and induction-hardened layers on the basis of the impedance signal variation. The signal was obtained as a result of the so-called ‘lift off’ effect. A methodology for the quantitative thickness evaluation of the carburized and induction-hardened layers has been elaborated under a range of technological parameters. The measurements ranges were defined in the framework of which an identification of the hardened layer was possible using the commercial defectoscope and reference specimens of the fixed thickness. Tests were carried out on specimens made of the ASM6414 steel and subjected subsequently to carburization and induction hardening. The impedance parameters were measured for selected values of frequency. The results were verified on the basis of metallographic investigations as well as the microhardness measurements captured in the form of profiles taken from specimens’ cross-sections of different layer thickness.

PL

Praca prezentuje możliwości wykorzystania metody prądów wirowych (Eddy Current — ET) do oceny grubości warstw nawęglanych i hartowanych indukcyjnie na podstawie zmian parametru sygnału impedancji. Sygnał ten uzyskiwano w wyniku pojawiania się tzw. efektu oddalenia (lift off). Opracowano metodykę ilościowej oceny grubości warstw hartowanych indukcyjnie otrzymywanych przy różnych parametrach technologicznych. Mając do dyspozycji komercyjny defektoskop diagnostyczny oraz zestawy próbek referencyjnych o ustalonej grubości warstwy, zdefiniowano zakresy pomiarowe, w ramach których jest możliwa ocena grubości warstwy zahartowanej. Badania prowadzono na serii próbek ze stali 40 HNMA poddanych nawęglaniu i hartowaniu indukcyjnemu. Obejmowały one pomiary parametrów impedancji dla wybranych częstotliwości pomiarowych. Wyniki zostały zweryfikowane na podstawie badań metalograficznych oraz pomiarów mikrotwardości w postaci profili wykonanych na przekrojach próbek o różnej grubości warstwy.

Słowa kluczowe

EN

eddy current; hardening; carburizing; layers; non-destructive technique

PL

prądy wirowe; hartowanie; nawęglanie; warstwy; badania nieniszczące

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 37, nr 5
• Strony: 263--266
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., fig., tab.

Twórcy

autor

Kukla D.

• Institute of Fundamental Technological Research, Polish Academy of Sciences

autor

Grzywna P.

• Institute of Fundamental Technological Research, Polish Academy of Sciences

autor

Kopeć M.

• Institute of Fundamental Technological Research, Polish Academy of Sciences

autor

Kowalewski Z.

• Institute of Fundamental Technological Research, Polish Academy of Sciences

Bibliografia

• [1] Koo D.-S., Chun Suk H.: Inspection of the defect in an irradiated fuel rod using the probe of a differential encircling coil type. Key Engineering Materials 270-273 (2004) 2239÷2243.
• [2] Lewińska-Romicka A.: Pomiary grubości powłok, warstw wierzchnich, taśm i folii metodą prądów wirowych. Czasopismo Internetowe Badania Nieniszczące 2 (2005).
• [3] Dybiec Cz., Nakonieczny A., Włodarczyk S.: Prądy wirowe jedną z metod pomiarów grubości i przewodności elektrycznej warstw przewodzących nakładanych na metale i niemetale. Czasopismo Internetowe Badania Nieniszczące 3 (2005).
• [4] PN-EN 1330-5: Badania nieniszczące. Terminologia. Część 5: Terminy stosowane w badaniach metodą prądów wirowych. Kwiecień (2001).
• [5] Jasiński J., Stokłosa H., Jasiński J.: Warstwa wierzchnia stali hartowanej indukcyjnie po badaniach zmęczeniowych. Inżynieria Materiałowa 33 (5) (2012) 413÷415.
• [6] Szlagowska-Spychalska J., Spychalski M., Kurzydłowski K. J.: Pomiar grubości warstw zahartowanych indukcyjnie z wykorzystaniem zjawiska prądów wirowych i metody elementów skończonych. Inżynieria Powierzchni 1 (2011) 22÷30.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.