اندازه‌گیری فراصوتی عمق لایۀ سخت‌شدۀ قطعات فولادی به روش پراکندگی برگشتی تماسی

سخت‌کاری یکی از روش‌های بهبود خواص سطح در قطعات فولادی از جمله محور‌ها و چرخ‌دنده‌ها است. یکی از پارامترهای کنترلی که باید در این فرایند اندازه‌گیری شود، عمق لایۀ سخت‌شده است که به روش‌های مخرب یا غیرمخرب قابل اندازه‌گیری است. در این مقاله، تکنیک اندازه‌گیری عمق سختی به روش فراصوتی پراکندگی برگشتی با به‌کارگیری کاوند تماسی پیاده‌سازی و از آن برای اندازه‌گیری عمق سختی قطعات فولادی استفاده‌ شده است. اندازه‌گیری‌ها بر ‌روی چهار محور فولادی با عمق‌های سختی متفاوت انجام‌شده است. سیگنال‌های فراصوتی اندازه‌گیری‌شده بر روی این چهار قطعه پس از یکسوسازی با فیلترهای هموارکننده پردازش شده‌اند. مقایسۀ نتایج حاصل از آزمون غیرمخرب پراکندگی برگشتی با نتایج آزمایش‌های مخرب میکرو ویکرز نشان ‌می‌دهد که این روش توانایی و دقت بالایی در اندازه‌گیری عمق سختی دارد. بررسی‌ها نشان می‌دهد که بیشینۀ خطای اندازه‌گیری به روش فراصوتی پراکندگی برگشتی کمتر از 4% بوده است. باتوجه‌به غیرمخرب و قابل حمل‌بودن، این روش می‌تواند گزینۀ مناسبی برای کنترل کیفیت نمونه‌های سخت‌کاری شده به روش القایی باشد.

Case depth measurement of steel components by contact ultrasonic backscattering technique

Surface hardening is one of the common methods to improve the surface properties of steel components such as axles and gears. One of the control parameters measured in this process is the case depth, which can be measured by either destructive or nondestructive methods. In this paper, the ultrasonic nondestructive backscattering technique is utilized to measure the case depth of steel shafts. Measurements are carried out on four steel shafts with different case depths by using contact ultrasonic testing method. The ultrasonic signals collected from these shafts are rectified and filtered by smoothing filters. Comparison of the results of the ultrasonic tests with those of the destructive tests confirms the capability and high precision of the ultrasonic backscattering technique in measuring the case depth. The maximum error in ultrasonic backscattering measurements was less than 4%. Due to its nondestructive and portable nature, this technique can be a good choice for quality control induction hardened components with a case depth of 2 mm or more.