Розробка методики неруйнівного контролю пружин з використанням магнітного структурного аналізу

Анотація

В статті досліджено взаємозв’язок між твердістю, залишковою деформацією під навантаженням та коерцитивною силою пружин підвіски рухомого складу залізничного транспорту. За результатами випробувань пружин на залишкову деформацію під навантаженням встановлено, що оптимальною структурою пружин є троостит відпуску. Саме структура трооститу відпуску забезпечує оптимальні пружні властивості пружинних сталей в умовах знакозмінних навантажень. Доведено, що для контролю якості пружин замість процедур вимірювання твердості та залишкової деформації можна використовувати процедуру вимірювання коерцитивної сили пружин. Коерцитивна сила, також як і твердість, є структурно чутливим параметром. Впровадження у виробничий процес магнітного структурного аналізу замість вимірювання твердості та випробувань пружин на залишкову деформацію дозволяє суттєвим чином спростити процедуру контролю якості пружин. Встановлено, що наявність на поверхні пружин зневуглецьованого шару практично ніяк не впливає на коерцитивну силу пружин, за умови, якщо товщина зневуглецьованого шару не перевищує значень, регламентованих діючим стандартом. Отже, певне, але не дуже суттєве зменшення коерцитивної сили пружин по відношенню до рекомендованих значень може свідчити про наявність на поверхні пружин зневуглецьованого шару понаднормової товщини. Наявність на поверхні пружин тріщин ніяк не впливає на їхню коерцитивну силу, незалежно від природи тріщин та механізмів їхнього утворення. Коерцитивна сила пружин залежить виключно від їхньої структури, яка визначається режимом термічної обробки. Доведено, що оптимальна твердість пружин та коерцитивна сила, що відповідає цій твердості, можуть бути встановлені лише за результатами попередніх випробувань пружин на залишкову деформацію під навантаженням. Саме залишкова деформація під навантаженням є основною експлуатаційною характеристикою пружин, який визначає можливість або неможливість їхнього використання в тих або інших умовах. Таким чином, результати досліджень дозволяють встановити взаємозв’язок між експлуатаційними характеристиками та структурою пружин і саме на основі цього взаємозв’язку розробити оптимальну методику неруйнівного контролю структури пружин в умовах серійного виробництва.