Способ испытания материала на трещиностойкость

Способ испытания материала на трещиностойкость

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к способам испытания материала на трещиностойкость. Цель изобретения - повышение достоверности за счет исключения влияния задержки роста трещины на результат путем предварительного охрупчивания материала в вершине трещины. Образец материала с концентратором в виде усталостной трещины циклически нагружают до момента перехода трещины в состояние непрерывного роста. В этот момент прикладывают к образцу нагрузку, соответствующую определяемой вязкости, и регистрируют характеристику роста трещины, по которой определяют вязкость разрушения. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 G 01 N 3 32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬП ИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4409891 j25-28 (22) 15.04.88 (46) 070190. Бюл. № 1 (71) Институт проблем прочности AH УССР (72) В. Т. Трощенко, В. В. Покровский, П. В. Ясний и В. 1О. Подкользин (53) 620.! 78 (088.8) (56) Испытание материалов. Справочник под ред. Х. Блюменауэра.— М.: Металлургия, 1979.

Изобретение относится к области испытаний, а именно к способам испытания материала на трегциностойкость.

Цель изобретения - — повышение достоверности за счет исключения влияния задержки роста трещины на результат путем предварительного охрупчивания материала в вершине трещины.

На фиг. 1 показана зависимость вязкости разрушения (К,„.) от числа циклов нагружения (Л ) в процессе нерегулярного роста усталостной трещины; на фиг. 2 — зависимость величины прироста трещины (Л!) от числа циклов нагружения (N) в процессе нерегулярного роста; на фиг. 3 — диаграмма нагрузка (Р) — раскрытие берегов надреза (б) при определении статической вязкости разрушения; на фиг. 4 — зависимость нагрузка (Р) — время (t) при определении динамической вязкости разрушения.

Устройством для реализации способа является нагружатель, соответствуюший типу определяемой вязкости. Для определеЛ0„, 1534373 А 1

2 (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРНАЛА НА ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ (57) Изобретение относится к способа м испытания материала на трегциностойкость.

Цель изобретения — повышение достоверности за счет исключения влияния задержки роста трещины на результат путем предварительного охрупчивания материала в вершине трещины. Образец материала с концентратором в виде усталостной трещины циклически нагружают до момента перехода трещины в состояние непрерывного роста.

В этот момент прикладывают к образцу нагрузку, соответствуюшую определяемой вязкости, и регистрируют характеристику роста трещины, по которой определяют вязкость разрушения. 4 ил. ния динамической вязкости используется маятниковый копер, для определения статической вязкости — статически и нагруж ател ь

Устройство содержит также нагружатель циклической нагрузкой. измеритель длины трещины, например, инструментальный микроскоп.

Способ реализуется следуюгцим образом.

К образцу с концентратором в виде предварительно наведенной усталостной трещины прикладывают циклическую нагрузку, а прекрагцают ее приложение в момент перехода от периода задержки роста трешины к ее Hpпрерывному росту, после чего прикладывают к образцу статическую или динамическую нагрузку и определяют вязкость разрушения.

Усталостная трешина растет дискретно.

В процессе циклического нагружения на стадии задержки роста происходит накопление повреждений (охрупчивание) материала в области вершины трещины, которое в конце этой стадии достигает максимального зна1534373

Формула изобретения

55 чения, поэтому значение вязкости разрушения в этот момент будет минимально.

Контроль за параметрами роста трещины осуществляют с помощью укрепленного нн образце тензометра раскрытия, записывая н3 двухкоординатный самописец диаграмму раскрытие трещины вблизи ее вершины Al— число циклов N. Момент перехода от периода задержки трещины к ее непрерывному росту определяется как момент перехода от горизонтального участка диаграммы к наклон" ному (фиг. 2).

Статическую вязкость разрушения определяют, прикладывая к образцу статическук> нагрузку и записывая диаграмму нагрузка

Р— — размах раскрытие берегоз трещины (), по которой находят критическое значение нагрузки Р„ в момент перехода к нестабильноMy p3çÃ)у ш»HHЮ,(фи г. 3 ), и pассчHTblв3ю

К„. Динамическую Bklçêoñò.. разрушения определяют с помогцью маятникового копра. записывая осциллограмму нагрузка Р -- вр.=мя I, по которой находят нагрузку Рн (фиг. 4), соответствующую моменту, стра гивая трещины, и рассчитывают величину >,„,.

П реднарительно из стали 15Х2МФА (и> ==1!00 МПа; n; — 115 МП31 изготавливали серию компактных образцов для испытаний на ннецентренное растяжение тол шиной 19 мм и серию плоских образцов с боковым надрезом для испытания ))а трехточечный изгиб толщиной 1? мм. Каждый образец устанавливали в захватах испытательной мап>ины и подвергали циклическом) нагру>кению с целыс инициирования усталостной трещины длиной l. После этого < обеих сторон образца на одинаковом расстоянии от торцовой поверхности и симметрично относительно и, оскости трещины наносили конические IVHK!. Крепление тензометра на образце осущ»стнлялось зя счет упругой деформации элементов вилки, Длину трещины определяли на полированной поверхности образца с помощью оптического микроскопа МБС-1 с погре.пностьк) не выше 0,014 мм. При расчете КИ:;1 использовали. среднк>ю длину тре)цины (замер производился ня инструментальном микроскопе в трех сечениях после разрушения образца, с погрешностыс не нып)с 0,01 мм).

Образцы с исходной усталостной трещиной устанавливали н захвать. сервогидранлической испытательной мап)ины. В лунках закрепляли тензометр раскрытия с датчиком.

К образцу прикладывали циклическую ):ягрузку, при этом макси)мальный коэффициент интенсивности напряжений цикла ссставлял 25 МПа-,/м, коэффициент асимметрии R=O,! и частота нагружения ) Гц.

Одновременно HH днухкоординатном пр.боре записывалась диаграмма 6 (раскрытие берегов трещины) - / (время), ио которой

40 контролировали текущие пар>яметры роста трещины. Циклическое нагружение прекращалн в точке перехода от горизонтального участка диаграммы к наклонному (фиг. 2).

Пример I. Компактный образец, подготовленный описанным выше способсм, помещали н захваты сервогидравлической испытательной машины и разрушали его приложением статической нагрузки. Раскрытие берегов тре:цины фиксировали с помощью тензодатчика раскрытия.

Параметры испытания записывались одновременно на магнитный диск v>IIIHÇÂÌ и на днухкоординатный прибор (в форме диаграммы Р— о). Максимальная нагрузка

Р, фиксировалась дополнительно Н3 цифровом индикаторе.

Критическую нагрузку Р„рассчитнllную с помощью миниЗВМ, срян):))ня,lll с;-,,;))>р»деленной по диаграмме р--h и по показаниям цифрового индикатора, и определяли вязкость разрушения К, по величин» 33грузки и дл и не трещин ы l.

Пример 2. Плоский образец, подгoTok)ленный описанным выше способом, устанавливали н3 опоры маятникового копра и ))роволили испытания (по схеме трехточ»чного изгиба) на динамическую вязкость разрушения. При этом на электронно-лу ченом осциллографе фиксировали осциллограмму наГРУзка 1 — БР»мЯ ), llo кото!)>)I l)l)P» I(. IHли максимальную нагрузку Р,, соотнс".ствуюшую стрягиванию трен.ины. По нагрузке Р„ и длине трегцины 1 р )». ч ITI> .нади kl)klà÷:Iческую вязкость разрушения К„,.

Использование предлагаемого изобрет»ния поз;o1ÿñò по сравнению с изнестчым повысить достоверность Определ»ния характеристик трешиностойкости -;a с;ег провед»ния стгтич»скоп> или динами .»ского .;Ягружения в момент наименьшей устойчивости испытуемого Образца.

Способ испытания материала на трещиностойкость, заключающийся н том, что к образцу с концентратором в ниде предварительно наведенной усталостной трещины прикладывают нагрузку и регистрируют характеристику роста тре)цины, по которой определяют вязкость разрушения, отличаюи ийся тем, .то, с целью повышения достоверности за счет учета влияния предварительного îxpyí÷. IH3íHÿ мят»риала k) B»plHHHå трещины, к образцу до приложения нагрузки прикладывают циклическую нагрузк:, при этой нагрузке регистрируют рост трещины и снимают циклическую нагрузку в момент перехода трещины в состояние непрерь)нного роста.!

534373

1534373

ЦкН (ocT tt tt t .l t>,1 !!оспе. I08

Рсннктор Е. 11;IIIII Тварей И. Вере Корректор Т. Мадец

Заказ 38 Тиран 493 11одпнсное

ВНИИ Г1И Госспнр«гзи нного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ (:С:i Ð ! 3035, Москва, Ж вЂ”:Б. Раугиская наб., д. 4(5

1!роизволствс нно-из за с.н ский комбинат « 1!атент», г. Ужгород, x,гк Гагари t, б !