Способ оценки энергии активации материалов

Способ оценки энергии активации материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение может быть использовано для оценки износостойкости материалов. Целью изобретения является повышение точности оценки энергии активации материала в условиях трения за счет приближения напряженного состояния в материале при испытаниях к напряженному состоянию при трении. Определяют коэффициент трения материала в исследуемой паре трения. Материал испытывают на длительную прочность при отношении касательного и нормального напряжений, равном коэффициенту трения. Энергию активации определяют из экспериментальной зависимости долговечности от температуры и напряжения. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (,5Р 4 G 01 N 3/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4303849/25-28 (22) 31.08.87 (46) 30 .06.89. Бюл . У 24 (71) Куйбышевский политехнический институт им.В ° В,Куйбышева (72) Д.Г.Громаковский, Н .М.Толкачев, M.Н.Дубман, А.Б.Скачек и.В.В,Горбатенко (53) 620.178.16 (088.8) (56) Ппейзман В.В. Долговечность и ползучесть металлов при различных напряженных состояниях. Автореф. канд. наук, Л., 1969, с.5-12. (54) СПОСОБ ОЦЕНКИ ЭНЕРГИИ АКТИВАЦИИ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение может быть исполь. Изобретение относится к трибологии и может быть использовано для оценки износостойкости материалов.

Цель изобретения — повышение точности оценки энергии активации мате" риала в условиях трения путем приближения напряженного состояния в мате риале при испытаниях к напряженному состоянию при трении.

На фиг.1 приведены графики результатов экспериментальной оценки зависимости долговечности с материала БрАЖН 10.4.4 от разрушающего напряжения G „e при фиксированных температурах; на фиг.2 — графики л зависимости при долговечности материала БрАЖН 10.4.4 от температуры Т при фиксированных напряжениях

Q, на фиг.3 — график, иллюстрирующий определение энергии активаÄÄSUÄÄ 14 О 2 А 1

2 зовано для оценки износостойкости материалов. Целью изобретения является повышение точности оценки энергии активации материала в условиях трения за счет приближения напря женного состояния в материале при испытаниях к напряженному состоянию при трении. Определяют коэффициент трения материала в исследуемой паре трения. Материал испытывают на длительную прочность при отношении касательного и нормального напряжений, равном коэффициенту трения., Энергию активации определяют из экспериментальной зависимости долговечности от температуры и напряжения.

3 ил. ции о путем экстраполяции энергии разрушения U(Q „ ).

На фигурах приняты следующие обозначения: 1 — Т = 623 К; 2 — Т =

648 K- 3 — Т = 673 К; 4 — Т =

723 К; 5 -5 „в = 180 МПа; 6 -бэ в =

210 МПа; 7(>Re= 240 МПа; 8 - экв=

270 МПа °

С позиции термофлуктуационной кон- цепции прочности долговечность материала при действии в нем напряжения

G связана с температурой Т материала следующим равенством:

В G) ехр -—

0 RT Ф где 11 8) = Uo — JG - энергия разрушения; энергия активао ции материала;

1490592 коэффициент несовершенства материала;

R — универсальная газовая постоянная; — коэффициент, характеризующий прочностные свойства материала.

При наличии в материале сложного напряженного состояния в качестве

G берется некоторое эквивалентное разрушающее напряжение б з„ . Равенство (1) позволяет на основе зависимости долговечности о от напряжения 0 Ä T полученной при испытаниях на длительную прочность, определить значение U энергии активации материала.

Способ осуществляют следующим об" разом.

Определяют коэффициент трения f материала в исследуемой паре трения.

Проводят испытания материала на длительную прочность. Для этого трубчатый образец материала нагружают осевым сжимающим и скручивающим усилиями таким образом, что отношение сдвигового (скручивающего) 6> и сжимающего (осевого) „ напряжений составляет f и регистрируют долговечность . Испытания повторяют при различных усилиях и температурах Т материала. По экспериментальным результатам строят зависимости 1д от б щ == 6 „+ Зб при фиксированных

2 температурах Т (фйг. 1) . Полученные экспериментальные графики перестраи/ ваются в координатах lg — 1/Т (фиг.2) при фиксированных (з „ . Из последни.< графиков определяют завиI d1 симость U (G „ } = 2,3 R (-- -) /бзкв

1 (фиг.3), экстраполяция которой до

Яз„а= О дает энергию U, активации.

10 выбирают из условия 6з = Й6 „ при эа15 данном значении У чв G„+ 3G< . Мо2 2 мент разрушения фиксируют по кривой деформации, а время от приложения усилий до разрушения квалифицируют .

20 как долговечность при данном напряжении G „ь и температуре Т. Полученное значение энергии активации для

БрАЖН 10.4.4 составляет U 100 кДж/ .

/моль а коэффициента несовершенства

2

25 материала — f 2 кДк мм /моль кг.

Формула изобретения зр

Пример. Определение энергии активации проводят для бронзы

БрАЖН 10.4.4, работающей в паре со сталью ЗОХГСНА. Смазка—

ЦИАТИМ 201. Коэффициент трения составляет f 0,15.

Испытания на длительную прочность проводят на машине И11-4П. Стандартный образец трубчатого типа закрепляют в устройство реверсивного типа, помещают в печь и нагружают сжимающим и скручивающим усилиями. Усилия

Способ оценки энергии активации материалов, заключающийся в том, что образцы материала при различных температурах и сложных напряженных состояниях испытывают на длительную прочность и по зависимости разрушающего напрякения от долговечности оценивают энергию активации, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности оценки энергии активации материала в условиях трения, предварительно определяют. коэффициент f трения исследуемого материала, в качестве сложного напряженного состояния реализуют сжатие и сдвиг, величины напряжений соответственно 5„ и G . которых связаны соотношением Gз = f 6, а разрушающее напряжение > „ определяют по формуле

1490592

Фиг.1

Фиа. 2

1,И 1516 б Ма

s pre

1490592

Й70

80 бО

ЧО чо во т ао гю 2vo 280 ИО G МИа

Фиг. 8

Составитель И.Солдатенков

Редактор С.Лнснна Техред Л.Сердюкова Корректор MË.!àðîøè

Заказ 3748/51 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101