DE2357220A1

DE2357220A1 - Surface cracks detecting device - has metal test element for monitoring performance of magnetic test liquids

Info

Publication number: DE2357220A1
Application number: DE2357220A
Authority: DE
Inventors: Eberhard Dickhaut
Original assignee: MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
Current assignee: MTU Aero Engines AG
Priority date: 1973-11-16
Filing date: 1973-11-16
Publication date: 1975-05-28
Also published as: DE2357220B2

Abstract

The reference test piece has a plane surface with a number of cracks of different sizes, of which the smallest is about 0.1 micron wide and about two microns deep, while the largest is more than one micron wide and 200 microns to 1 mm deep; the test element is in the form of a plane disc with a central hole; Production of the element involves a series of well defined stops. Discs of steel with high manganese content are ground to a flat surface and the discs are hardened to about 64 Rockwell hardness; they are again ground; after resting for about two hours the discs are subjected to the browning oxidation process used for finishing gun barrels. Starting material for the discs is 90 MN V8 steel.

Description

Prüfkörper zur Überwachung magnetischer PrüfflüssigkeitenTest body for monitoring magnetic test liquids

Die Erfindung "bezieht sich auf einen metallischen Prüfkörper zur Überwachung magnetischer Prüfflüssigkeiten für die Eißprüfung von Oberflächen.The invention "relates to a metallic test specimen for the monitoring of magnetic test liquids for the ejection test of surfaces.

Bei der Qualitätskontrolle von ferromagnetisehen Werkstücken wird zur Untersuchung der Festigkeit im Hinblick auf Kerbspannungen die Oberfläche auf das Vorhandensein und die Größe von Hissen überprüft. Diese Prüfung erfolgt nach einem magnetischen Verfahren, bei dem das zu untersuchende Werkstück mit einer mit magnetisierbaren Teilchen versetzten Prüfflüssigkeit überzogen wird und dann im Werkstück ein Magnetfeld erzeugt wird, wodurch sich die magnetisierbaren Teilchen in der Prüfflüssigkeitsschicht entsprechend dem Verlauf und der Größe der Risse ordnen. Unter geeignetem Licht können die Risse auf diese Weise sichtbar gemacht werden.For quality control of ferromagnetic workpieces is used to study strength in terms of notch stresses the surface for the presence and size of hoists checked. This test is carried out according to a magnetic method in which the workpiece to be examined with a magnetizable Particles offset test liquid is coated and then a magnetic field is generated in the workpiece, whereby the magnetizable Particles in the test liquid layer accordingly the course and size of the cracks. In this way, the cracks can be made visible under suitable light.

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Dieses Verfahren ist für die Serienkontrolle an sich gut geeignet, da es praktisch keine Veränderungen oder Beschädigungen am zu prüfenden Werkstück verursacht. Es hat aber einen großen Nachteil, der darin besteht, daß die Prüfflüssigkeit altert und verschmutzt und dann nur mehr grobe Risse anzeigt, während feine Risse unentdeckt bleiben. Deshalb ist es erforderlich die Prüfflüssigkeit von Zeit zu Zeit auf ihre Tauglichkeit hin zu untersuchen um sie gegebenenfalls zu erneuern, was dadurch erfolgen muß, daß ein Körper mit bereits früher- aufgezeichnetem genau bekanntem Rißbild, in dem feinste Risse enthalten- sind, mit der Prüf flüssigkeit geprüft wird und dann das bekannte Rißbild mit dem neu hergestellten verglichen wird.This procedure is well suited for series control as it practically does not cause any changes or damage to the workpiece to be tested. It has a major disadvantage, however, which is that the test liquid ages and becomes dirty and then only shows coarse cracks, while fine cracks remain undetected. It is therefore necessary to examine the test liquid from time to time for its suitability in order to renew it if necessary, which must be done by testing a body with a previously recorded, precisely known crack pattern containing the finest cracks fluid is checked and then the known crack pattern is compared with the newly created one.

Hier ergibt sich nun das der Erfindung zugrunde liegende Problem, das darin besteht, daß es solche Prüfkörper, die gleichzeitig Risse verschiedenster Größenordnung, d.h. also alle Arten von feinsten Rissen bis zu groben Rissen in einer Oberfläche enthalten, bisher nicht verfügbar sind.The problem on which the invention is based now arises here, which consists in the fact that there are test specimens that simultaneously Cracks of various sizes, i.e. all types from the finest cracks to coarse cracks in a surface, are not yet available.

Das hat bisher dazu geführt, daß als Prüfkörper Werkstücke verwendet wurden, die zufällig im Lauf der Zeit bei der Serienprüfung entdeckt wurden und sich aufgrund entsprechend feiner Risse für diesen, Zweck als geeignet erwiesen. Diese Methode ist allerdings sehr wenig befriedigend, da nicht nur unter Umständen teuere Werkstücke zweckentfremdet werden, sondern beiSo far, this has led to workpieces being used as test specimens that were discovered by chance over time during series testing and are accordingly finer Cracks proved suitable for this, purpose. However, this method is very unsatisfactory, not only under certain circumstances expensive workpieces are misused, but with

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vielen Prüfstationen selbst "bei langer Prüftätigkeit kein geeignetes Werkstück, mit genügend feinen Rissen zu finden ist, was zur Folge hat, daß die Prüfflüssigkeit nicht in genügend sorgfältiger Weise überwacht wird und somit unter umständen Serienschäden an Werkstücken viel zu spät entdeckt werden. 'many test stations even "with long testing activity no suitable workpiece with enough fine cracks can be found what has the consequence that the test liquid is not in enough careful This is monitored in a manner that means that, under certain circumstances, serial damage to workpieces can be discovered far too late. '

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Mangel abzustellen und einen geeigneten Prüfkörper zur Überwachung magnetischer Prüfflüssigkeiten zu schaffen.The invention is based on the object of eliminating this deficiency and to create a suitable test body for monitoring magnetic test liquids.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein gattungsgemäßer Prüfkörper auf.einer ebenen Fläche eine Vielzahl von Rissen unterschiedlicher Größe aufweist, wovon die kleinsten eine Breite von.etwa Λ/Λο M< und eine Tiefe von etwa 2 t* , die größten eine Breite von mehr als Λ f* und eine Tiefe von 2oo /jbis zu 1 mm aufweisen.This object is achieved according to the invention in that a generic test specimen has a large number of cracks of different sizes on a flat surface, the smallest of which have a width of about Λ / Λο M < and a depth of about 2 t * , the largest have a width of more than Λ f * and a depth of 2oo / j up to 1 mm.

Ein Prüfkörper mit solchen Rissen, die sich in ihrer Größe etwa um eine Zehnerpotenz oder noch mehr unterscheiden ist in bester Weise dazu geeignet, die Qualität von magnetischen Prüfflüssigkeit en zu überwachen, da er ein Rißbild ergibt, das gleichzeitig dicke undounnste Rißlinien aufweist, deren Konturschärfe als bester Nachweis für die Brauchbarkeit der magnetischen Prüfflüssigkeit dient. Ein weiterer Vorteil eines solchen Prüfkörpers bestehtA test specimen with such cracks that differ in size by about a power of ten or even more is best Way suitable to the quality of magnetic test liquid en to monitor, since it gives a crack pattern that simultaneously has thick and unsound lines, the sharpness of which as serves as the best proof of the usefulness of the magnetic test liquid. There is another advantage of such a test body

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darin, daß er eine relativ kleine Prüf ob er fläche aufweisen kann, so daß die optische Überprüfung vereinfacht ist und daß er darüber hinaus sehr kostensparend hergestellt; werden kann.in the fact that it has a relatively small test whether it can have an area, so that the visual inspection is simplified and that he is about it also manufactured very cost-effectively; can be.

In Ausgestaltung der Erfindung soll der Prüfkörper die Form einer ebenen Scheibe mit einer zentralen Bohrung aufweisen. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil besonders billiger Herstellbarkeit, da es sich um ein Drehteil einfacher Gestaltung handelt.In an embodiment of the invention, the test body should have the shape of a flat disk with a central bore. This design has the advantage of being particularly cheap to manufacture, since it is a turned part of simple design.

Die Anordnung einer zentralen Bohrung, die ebenfalls leicht einzubringen ist, ermöglicht das Aufstecken des Prüfkörpers auf einen Dorn, der als stromführender Leiter der Erzeugung eines Magnetfelds im Prüfkörper dient.The arrangement of a central hole, which is also easy to make, enables the test body to be attached to a mandrel, which serves as a current- carrying conductor to generate a magnetic field in the test body.

Im weiteren bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines oben näher bezeichneten Prüfkörpers und ist durch folgende der Eeihe nach durchzuführende Verfahrensschritte gekennzeichnet:The present invention also relates to a method for the production of a test specimen described in more detail above and is to be carried out by the following in sequence Process steps marked:

1. Scheiben aus stark manganhaltigem Stahl werden eben geschliffen; 1. Discs made of steel with a high content of manganese are ground flat;

2. die Scheiben werden auf eine Härte von etwa 64- HEc (Rockwell) gehärtet;2. The disks are hardened to a hardness of about 64-HEc (Rockwell);

3. die Scheiben werden erneut geschliffen;3. the disks are ground again;

4-, nach einer Wartezeit von etwa 24 Stunden werden die Scheiben brüniert.4-, after waiting about 24 hours, the slices will be burnished.

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Es hat sich, gezeigt, daß hei der Einhaltung dieser Verfahrensschritte sich sicher jeweils Risse der eingangs"erwähnten Größenklassen ergeben und zwar folgt die Ausbildung der groben Risse mit einer Breite von mehr als 1 iA aufgrund der hohen örtlichen Schleiftemperaturen beim dritten Verfahrensschritt, d.h. also beim zweiten Schleifvorgang. Die feinen Hisse mit ein,er Breite von etwa Λ/Λο & sind Spannungskorrosionsrisse, die beim Brünieren entstehen. It has been shown that if these process steps are adhered to, cracks of the size classes mentioned at the beginning will certainly result, namely the formation of the coarse cracks with a width of more than 1 iA due to the high local grinding temperatures in the third process step, ie during the Second grinding process The fine teeth with a width of about Λ / Λο & are stress corrosion cracks that occur during the burnishing.

Ein weiterer Vorteil dieses erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß gewissermaßen natürlich gewachsene Risse erzeugt werden, die in ihrer Ausbildung den Rissen, die bei üblichen IPertigungsprozessen entstehen vergleichbar sind.Another advantage of this method according to the invention is that, to a certain extent, naturally grown cracks are produced, the cracks in their formation that occur in normal manufacturing processes are comparable.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß als Ausgangsmaterial für die Prüfkörper 9o MN V8-Stahl dient. Es hat sich gezeigt, daß dieser stark mangahhaltige mit Vanadium legierte Stahl bei der erfindungsgemäßen Behandlung eine besonders reiche Rißbildung ergibt.In a further embodiment of the invention, it is proposed that the starting material for the test specimens 9o MN V8 steel serves. It has been shown that this vanadium alloyed steel, which contains a lot of manga, is a factor in the treatment according to the invention particularly rich cracking results.

In der beigefügten Zeichnung ist in der I?ig. 1 ein erfindungsgemäßer Prüfkörper aufgezeichnet, bei dem das Rißbild mittels eines noch guten Prüfmittels sichtbar gemacht ist, während in Fig. 2 der gleiche Prüfkörper gezeigt ist, der mit einem bereits weitgehend verbrauchten und nicht mehr tauglichen PrüfmittelIn the attached drawing is in the I? Ig. 1 an inventive Test specimen recorded in which the crack pattern is made visible by means of a still good test medium, while in Fig. 2 shows the same test body with a test device that has already been largely used up and is no longer suitable

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behandelt wurde. Die feinen, beim Brünieren entstandenen Spannungskorrosionsrisse" sind dabei mit 1 bezeichnet, während deix groben Schleifrissen das Bezugszeichen 2 zugeordnet ist.was treated. The fine ones created during the burnishing Stress corrosion cracks "are denoted by 1, while the reference numeral 2 is assigned to the coarse grinding cracks.

Die Untersuchung des Prüfmittels selbs- erfolgt in der Weise, daß der Prüfkörper mit der Prüf flüssigkeit lcurz bespühlt wird. Nach einer kurzen Wartezeit, die dazu dient, überschüssige Prüfflüssigkeit ablaufen zu lassen, wird der Prüfkörper mit seiner zentralen Bohrung 3 auf einen Kupferdorn gesteckt, der an eine Wechselspannung angeschlossen wird, die eine magnetische Feldstärke von etwa 24 A/cm erzeugt. Bei guter Prüfflüssigkeit ergibt sich dann ein Rißbild, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, d.h. ein Rißbild, in dem auch die feinsten Spannungskorrosionsrisse 1 zu sehen sind, während bei verbrauchter Prüfflüssigkeit nur mehr die groben Schleif risse 2 im Kißbild zu sehen sind, die feinen Spannungskorrosionsrisse dagegen weitgehend unsichtbar bleiben.The inspection of the test equipment itself takes place in such a way, that the test body is briefly rinsed with the test liquid. After a short waiting time, which is used to allow excess test liquid to run off, the test body is also used its central bore 3 is placed on a copper mandrel, which is connected to an alternating voltage, which is a magnetic Generated field strength of about 24 A / cm. With a good test liquid The result is then a crack pattern as shown in Fig. 1, i.e. a crack pattern in which even the finest stress corrosion cracks 1 can be seen, while when the test liquid is used up only the coarse grinding cracks 2 can be seen in the kiss pattern, the fine stress corrosion cracks, on the other hand, remain largely invisible.

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Claims

Patent claims

1J Metallic test body for monitoring magnetic test liquids for crack testing of surfaces, characterized in that it has a large number of cracks of different sizes on a flat surface, of which the smallest (1) have a width of about 1 / 1ο / ^ and a depth of about 2 lo , the largest (2) have a width of more than Λ al and a depth of 2oo α up to 1 mm.

2. Test body according to claim 1, characterized in that

it has the shape of a flat disc with a central bore.

3. A method for producing a test body according to claim 1 or Claim 2, characterized by the following of. Process steps to be carried out one after the other:

1. Discs made of steel with a high content of manganese are ground flat;

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2. the disks are hardened to a hardness of about 64-HRc (Rockwell);

3. the disks are ground again;

4-, after a waiting time of about 2J- hours, the panes are burnished.

Procedure. according to claim 3j, characterized in that as the starting material for the test pieces 9o MN V8 steel serves.

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