Способ определения механических свойств образцов материалов

Способ определения механических свойств образцов материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной те.хнике, а именно к способам определения локальных остаточных напряжений. Целью изобретения является расп1ирение технологических возможностей за счет определения локальных остаточных микропапряжений в .хрупких металлических материалах. Изготовляют две группы призматических образцов и образцы для испытания на растяжение . Термообрабатывают их. На прпзматических образпах обеих групп вьпюлняют надре; .ы. Образны одной группы нагружают до разруп1еьп1Я и определяют максимальное растигинаюн1ее напряжение б,м,1к. в месте зарождения трещины. .зматические образпь дополнительной ipyrnibi подвергают отпуску . приво,1ЯП1ему к релаксации напряжений без изменения структуры. Испытывают поочередно призматические образцы второй группы до разру1пения и опреде,чякуг разру111аю1пун) нагрузку Р,, и нагрузку общей текч чести, повьинают температуру испытания и пс1П 1тывают образны до такой температуры, когда . Г1рп этой температуре , соответствующей критической температуре хрупкости, испытывают образпь : на растяжение, определяют условный предел текучести ггТ О локальном остаточном напряжении ави судят по соотноп епию: ain,--- Пт QoT --0| ;«.ik,, где Qr.rперенапряже П1е общей текучести. (О со оо v

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1337718

А1 (5D 4 (з О1 N 3 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 )лт -, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4021510/25-28 (22) 17.02.86 (46) 15.09.87. Бюл. ¹ 34 (71) Филиал Северо-Кавказского государственного научно-исследовательского и проектного института нефтяной промышленности (72) В. М Мип1ин и В. И. Саррак (53) 620. 1 72 24. 4 (088.8 ) (56) Мети,(ы испытания, контроля и исс Icдования машиностроительных материалов:

Справочник/11од ред. A. Т. Туманова. Мд

Машиностроение. 1974, т. 2, с. 97- 101. (54) С!1()(. ОБ О!1РЕДЕЛЕ(1ИЯ МЕХА(1ИЧЕСКИХ СВО(т1(:ТВ ОБРАВЦОВ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к измерительной техник(, 3 именно к способам определения локальных остаточных напряжений.

Целью изс)бретения является расширение технологических возможностей за счет определения локальных остаточных микронапряжений н хрупких металлических материалах.

Изготовляют lBp группы призм атическHx образцов и образцы для испытания на р3стяжение Терчообрабатывают их. Иа призмати н ских образцах обс их групп Bl Hloëíÿê)T надр1 )ы Образны очной группы нагружают до разрушения и оп(и д ляк) T чаксичальн<н

Р3С т11ГИВтlК)Н11 « ii<1 ???????????????????? ????,?????? ?? ??1 ?????? ??3?????????? ?????? ???? iii h hi, !1?????????????????????????? ?????????????? ???????????????????????????? 1????iiiii>l подвергают ()Tпуску, принс)дян(«чу к р«лак«31(HH напряж«ний без изменения структуры. Испытывают поочередно призчатические образцы второй группы до разрушения и опр< деляк)т разрунгак)шую нагрузку Р„и на1рузку P обп(ей тек и сти, повын1ают температуру испьпания и испытывают образцы (О такой температуры, когда Р;,=Р ., При этой т«чпсратуре, соответствуK)ll(pI! критической температуре хрупкости, испытывают образцы н3 раСтяжЕНИЕ, ОнрЕдЕЛяК)т уСЛОВНЫй Прсдс.l текучести ст . О локальноч остаточном напряжении о- судят по соотношению: ст

Стт (тллт --л)1 лл,>t ГДЕ Ят т перенапряжение общей текучести.

337718 при I7 I 1ч,i i )с7, 171 1÷àí, = с>н К

Р ...,,. ((7r, 1

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам определения локальных остаточных микронапряжений.

Г1ель изобретения — — расширение технологических возможностей путем определения локальных остаточных микронапряжений в хрупких материалах.

Способ oc) ùåñòâëÿ)oò;ëåäóþùèì обраЗО vI.

И:ьготавливают две группы (основпую и дополнительную) призматических образцов, которые термообрабатыва1от (закаливают) и нано )IT на них надрез и группу образцов для испытания на растяжение, которое также термообрабатывают.

Призматические образцы основной группы нагружак>т 10 разрушения. РегистригХК>т РаЗРУШаКНЦУIO НаГРУЗКУ И ПO ЕЕ ВЕЛИчине и размерам образцов определяют макСИ М и. 1ЬН01 РаСТЯГИ В а К)1ЦЕС На ПРЯiKЕНИС С711чана по формiëa÷: л „„, =„, (1+ (ич, 1) 6 К:6Т внот )нч н)т

Пример. Для определения уровня локального остаточного микронапряжения в стали

18Х2Н4ВА в высокопрочном состоянии изготавливают две группы призматических образцов типа 11(ГОСТ 9454- 78, 55xlOx х 10 мм, надрез глубиной 2,00 мм, угол раскрытия надреза 45, Радиус закругления

0,25 мм) и гладкие образцы МРГ -3 для испытания на настяжение. Образцы термообрабатывак>т по режиму: 950 С, выдержка

10 в печи 30 мин, закалка в воду, выдержка при 20 С 15 мин. Режим термообработки образцов аналогичен термообработке стали для получения высокопрочного исследуемого состояния. Механические испытания проводят на универсальной испытательной

15 машине, например «Инстрон». Призматические образцы с надрезом одной группы нагрмжают сосредоточенным изгибом с базой 40,0 мм со скоростью траверсы 0,5 см/мин до разрушения. Регистрируют величину разрушающей нагрузки. Рассчитывают максимальное локальное напряжение в месте зарождения трещины, вызванное действием нагрузки, приложенной извне, и действием концентратора напряжений 110 указанным формулам.

25 При расчете берут следук)щие исходные данные: 1 =40,0 мм В=10 мм; a=2,00 мм; с>а=3P(.>(2В (Н а ) ), где 17I I» — максимальное локальное растягивающее напряжение;

>7 — П РЕДЕЛ тЕКУЧЕСтИ; с,>, перенапряжение обьцей текучести;

I7 номинальное напряжение (без учета концентрации упругих напряжений);

К. — коэффициент концентрации упругих напряжений;

I7, ° — номинальное напряжение начала общей текучести;

Р разрушаюьцая нагрузка;

Расстояние vlE æ 7ó опорами;

В толщина образца;

H высота образца; и глубина надреза. ,Чополнительнук> группу призматических обра ьц1>в и группу образцов для испытания на Растяжение, прошедших термообработку, подвергак>т отпуску, приводящему к Релаксации остаточных напряжений без изменения структуры. Затем начинают испытывать дош)лнительную группу призматических образцов до ра ьрх шения, фиксируя разрушак>щую нагрузку P и нагрузку Р общей текучести, понижак>т температуру. снова испытывают следукнций образец и так до выявлс ния критической температуры хрупкости, при которой Р = Р H). Ha образцах до растяжения определяют условный предел текучести ь7. при определенной критической температуре хрупкости, а о локальном остаточном напряжении 17- судят по соотношению: ч llp

С>нн = С>т Qr)T Q I I чам .

К =3 47; с>.=!600 МГlа; Q .=2 18; пн

=1,95> 17; Р=1910 кг; с7 =1790 МПа; (7I1.;. =2458 МГ!а.

Призматические образцы другой группы и образцы МРГ 3 с целью релаксации остаточых микронапряжений без изменения структуры стали после закалки подвер1ают отпуску: 100 С 2 ч.

35 Призматические образцы с надрезом испытывают трехточечным изгибом аналогичным образом при комнатной температуре, определяют разрушающую нагрузку Р и нагрузку общей текучести Ратснижают температх ру испытания для следующего образца и повторяют процедуру испытания, ступенчато понижая температуру до установлс ния критической температуры .хрупкости, при которой Р=Р .

При установленной критической темпе45 Ратурс хрупкости (Т.1 =95) определяк)т ус ловный предел текучести (ьт ) 110 результатам испытаний на растяжение треi гладких образцов МРГ -3 при скорости траверсы испытательной машины 0,5 см/мин. Определенная таким образом величина условного

5О предела текучести с77(Т.а) =1600 МПа.

Критическое максимальное локальное растягивающее напряжение определяют по формуле с>ч= (7 (ТнР ) . Яоа.

Величина критического максимального

55 локального растягиваюьцего напряжения, в месте действия которого происходит заРождение трещины, является структурной характеристикой материала и не зависит от

13377

3 вида напряженно о состояния, геометрии образца и надреза. Установлено что гт. =

=1600(МПа) . 2,18=3488 МПа.

Величину локального остаточного микронапряжения определяют как разность критического максимального локального растягивающего напряжения гт„определенного по результатам испытаний образцов после низкого отпуска, приводящего к релаксации локальных остаточных микронапряжений без изменения структуры стали, и макси- 1О мального локального растягивающего напряжения сты. -, определенного по результатам испытания образцов в свежезакаленном состоянии гт-=гт,— - гт1 нз. =1030 МПа. 15

Величина локального остаточного микронапряжения в стали 18Х2Н4ВА после термообработки и отдыха 15 мин и-=1030 МПа.

Формула изобретения

Способ определения механических свойств образцов материалов, по которому

18 изготавливают призматические образцы с надрезом, термообрабатывают их, нагружают до разрушения и определяют максимальное растягивающее напряжение гт 1. .„ в месте зарождения трещины, отличатощиг1с.ч тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем определения локальных остаточных микронапряжений в хрупких металлических материалах. изготавливают дополнительную группу призматических образцов с надрезом и группу образцов для испытания на растяжение, подвергают эти группы образцов термообработке и релаксации остаточных напряжений без изменения структуры, определяют на дополнительной группе призматических образцов критическую температуру хрупкости, при которой разрушающая нагрузка равна нагрузке общей текучести, а на группе образцов для испытания на растяжение условный предел текучести о. при этой температуре, а о локальном остаточном напряжении судят по соотношению Ð г а= гт.. с...— ст,. ., где Q- перенапряжение общей текучести. (.оставителн Г. Ротниплий

Редактор 71 11иолинская Техред И. Верее Корргктор М. Шнроши

Заказ 412П 38 Тираж 776 11одписное

ВНИИ11И Гос1дарственного комитета О:(:Р по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж -35, Раз гиская наб, д 4I5

11роизводственно-полиграфическое предприятие, г Ужгород, 1.л. 11роектная, 4