Оцінка якості матеріалу неруйничним методом

Abstract

UK: Вступ . Для оцінки якості металу неруйнівними методами застосовуються різні підходи. До них відносяться ультразвукова, рентгенівська, оптична та електронна мікроскопія, а також математичний прогноз. Останні відрізняються можливістю вдосконалювати отримані моделі шляхом коригування аргументів (в даному випадку досліджуваних параметрів технології). Особливо гостро ця проблема постає при оцінці критеріїв якості суцільних металевих виливків, до яких належать чавунні валки. Матеріали та методи. В якості матеріалу для дослідження був обраний сортовий прокат СПХН для вивчення впливу його хімічного складу на механічні властивості (твердість HB; міцність на розрив σ B ; міцність на вигин σ згін). Структура робочого шару чавунних бочок (до 50 мм від поверхні) складалася з перлітової матриці (70…85 %), ледебуритового евтектичного цементиту (13…28 %) та пластинчастого графіту (до 2, 5 %). Результати експерименту.За допомогою матриці планування експерименту отримано математичні моделі прогнозування обраних критеріїв якості чавуну залежно від впливу на них елементів хімічного складу. З метою підвищення результатів прогнозу механічних властивостей у роботі використано симбіоз експертних та експериментальних оцінок. Застосування такого підходу дозволило знизити вартість проведення механічних досліджень, що є актуальним для розглянутої періодичної технології. Значення рядків матриці планування, де було недостатньо експериментальних оцінок механічних властивостей, замінювали експертними оцінками. У рядках 6 і 13−16 матриці наведено експертні оцінки. Коефіцієнти парної кореляції отриманих рівнянь регресії змінюються в межах 0,71…0,83,Висновки. Досліджено вплив елементів хімічного складу (вуглецю, кремнію, марганцю, фосфору, сірки, хрому та нікелю) катаного чавуну виконання СПХН на його механічні властивості: σ B , σ згін та HB. Для їх оперативного прогнозу рекомендується застосовувати отримані рівняння оцінки механічних властивостей на підприємстві ДЗПВ м. Дніпро.

EN: Abstract. Introduction. Different approaches are used to assess the quality of metal by non-destructive methods. These include ultrasound, X-ray, optical and electron microscopy, and mathematical prediction. The latter differ in the ability to improve the obtained models by adjusting the arguments (in this case, the studied parameters of technology). This problem is especially acute when assessing the quality criteria for solid metal castings, which include cast iron rolls. Materials and methods. As a material for the study, high-grade rolled cast iron of СПХН was selected to study the effect of its chemical composition on mechanical properties (HB hardness; tensile strength σB; flexural strength σзгин). The structure of the working layer of cast iron barrels (up to 50 mm from the surface) consisted of a pearlite matrix (70… 85 %), ledeburite eutectic cementite (13… 28 %) and plate-shaped graphite (up to 2,5 %). The results of the experiment. Using the matrix of experimental planning, mathematical models of forecasting the selected quality criteria of cast iron depending on the influence of elements of chemical composition on them are obtained. In order to increase the results of the forecast of mechanical properties, a symbiosis of expert and experimental evaluations was used in the work. The application of this approach has made it possible to reduce the cost of conducting mechanical examinations, which is relevant for the considered periodic technology. The values of the rows of the planning matrix, where there were not enough experimental estimates of mechanical properties, were replaced by expert estimates. Rows 6 and 13−16 of the matrix provide expert assessments. The pairwise correlation coefficients of the obtained regression equations vary in the range of 0,71…0,83, which allows them to be used for practical purposes to predict and adjust the mechanical characteristics in the process of manufacturing cast iron rolls. Conclusions. The influence of elements of chemical composition (carbon, silicon, manganese, phosphorus, sulfur, chromium and nickel) of rolled cast iron of SPHN performance on its mechanical properties: σB, σзгин and HB is investigated. It is recommended to apply the obtained equations of estimation of mechanical properties at the enterprise ДЗПВ of Dnipro for their operative forecast.