Способ определения механических свойств металлических конструкционных материалов

Способ определения механических свойств металлических конструкционных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения механических свойств конструкционных материалов. Цель изобретения - определение механических свойств с учетом уровня остаточных напряжений, возникающих при изготовлении толстостенных труб. Предварительно испытывают образец исследуемого конструкционного материала без остаточных напряжений, нагружают его изгибом до достижения пластических деформаций, определяют предел текучести г и регистрируют напряжение оь растяжения или сжатия при изгибе соответствующее появлению скачка амплитуды и скачка энергии акустической эмиссии. Затем используют элемент конструкции, полученный при изготовлении толстостенных труб,в виде толстостенного цилиндра, длина которого составляет 2-3 наружного диаметра. Материал в составе элемента конструкции нагружают непрерывно квазистатическим одноосным осевым сжатием до достижения пластических деформаций при напряжен иях(1,1...1,3)7г и скорости деформирования (1...2) 1/с, регистрируют напряжение о , соответствующее появлению скачка амплитуды и скачка энергии акустической эмиссии и о механических свойствах конструкционного материала с остаточными напряжениями судят с учетом -лсоотношения (70/(7 . (Л С

CQIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»>s G 01 N 3/00

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4619595/28 (22) 09,11.88 (46) 15.12,91. Бюл. ¹ 46 (71) Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности (72) С,В,Сериков, Н.А,Махутов, B.Â.ßóôìàí и Н.В.Гасенко (53) 620,17(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1206644, кл. 6 01 N 3/18, 1986, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИОННЪ|Х MATEРИАЛОВ (57) Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для оп ределен ия меха нических свойств конструкционных материалов. Цель иэобретения— определение механических свойств с учетом уровня остаточных напряжений, возникающих при изготовлении толстостенных труб, Предварительно испытывают образец исследуемого конструкционного материала без остаточных напряжений, Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения механических свойств конструкционных материалов, Цель изобретения — определение механических свойств с учетом уровня остаточных напряжений, возникающих при изготовлении толстостенных труб.

Способ осуществляют следующим образом, Предварительно испытывают образец исследуемого конструкционного материала беэ остаточных напряжений, Нагружают образец изгибом до достижения пластических

„„5U„„1698682 A l нагружают его изгибом до достижения пластических деформаций, определяют предел текучести о и регистрируют напряжение

0; растяжения или сжатия при изгибе. соответствующее появлению скачка амплитуды и скачка энергии акустической эмиссии.

Затем используют элемент конструкции, полученный при изготовлении толстостенных труб,в виде толстостенного цилиндра, длина которого составляет 2 — 3 наружного диаметра, Материал в составе элемента конструкции нагружают непрерывно кваэистатическим одноосным осевым сжатием до достижения пластических деформаций при напряжениях (1,1...1,3) о> и скорости деформирования (1 ...2) 10 1/с, регистрируют напряжение <т, соответствующее появлению скачка амплитуды и скачка энергии акустической эмиссии и о механических свойствах конструкционного материала с остаточными напряжениями судят с учетом соотношения np/о, деформаций, определяют предел текучести о и регистрируют напряжение сг, растяжения или сжатия при изгибе, соответствующее появлению скачка амплитуды и скачка энергии акустической эмиссии в спектре высоких частот (0,5...2,0) МГц, Затем используют элемент конструкции, полученной при изготовлении толстостенных труб, в виде толстостенного цилиндра, длина которого составляет 2 — 3 наружного диаметра, Материал в составе элемента конструкции нагружают непрерывно квазистатическим одноосным осевым сжатием до достижения пластических

1698682

Чтобы подтвердить достоверности полученной оценки на аналогичный образец(из той же трубы) наклеивали тензодатчики в продольном и поперечном направлениях, и разрушающим методом Закса определяли остаточные напряжения в продольном (<тzo) и поперечном ((T op) направлениях. Разрушающий метод показал на внутренней

Составитель M.Êóçüèèí

Редактор H.ÑèëüÍÿrèíà Техред M.Моргентал Корректор Т,Палий

Заказ 4387 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 деформаций при напряжениях (1,1...1,3) а и скорости деформирования (1...2) 10 1/с.

Нагружение элемента конструкции с остаточными напряжениями осуществляют до появления скачка амплитуды и скачка энергии акустической эмиссии в спектре высоких частот, Регистрируют соответствующее

Э)( напряжение (т и о механических свойствах конструкционного материала с остаточными напряжениями судят с учетом соотношения (То/0

Пример (реализация способа). Испытывали образцы трубы из стали ЭП-836 размером 42х11 мм и высо ой 100 мм. На боковой поверхности образца закрепляли датчик АЭ. Перед установкой образца на плиту испытательной машины (вертикального пресса) торцы покрывали тонким слоем смазки. Диапазон напряжения с4 задавали в интервале 4 =(1,1-1,3)о,, где сг = 1 ГПА для стали ЭП-836. Для трубы получили диапазон на нагрузку (117,8139,2) т пои площади сечения образца

1071,28 мм .

При осевом нагружении образца на прессе (117,8 — 120,0) т при скорости деформирования о = 0,01 1/с (скорость траверсы

1 мм/с) датчик показал амплитуду сигнала

А = 110 мкв. Запись диаграммы в координатах; "амплитуда сигнала АЭ вЂ” осевое усилие сжатия" позволили оценить через тарированный график уровень внутренних напряжений в образце (To. Для этого при чистом изгибе квадратного сечения (20х20 мм) балки длиной 300 мм из той же марки стали

ЭП-836 определяли зависимость о, = f(A).

Из этой зависимости получили, что значению амплитуды в исследуемом образце А =

=110 мкв соответствует уровень внутренних напряжений oo = 300 МПа.

50 поверхности растягивающие напряжения (0 zo,msx = 820 МПа, Оoo,max = 450 Mila), на внешней сжимающие (а «,mi> = -250 МПа, Ооо,еь = -200 МПа). Средний уровень ((г«,вах + ozo,min)/2 = 285 МПа. Эта величина близка к полученной неразрушающим методом а о = 300 МПа. Поскольку точность метода Закса в пределах 50 j, то предлагаемый способ применим для оценки уровня остаточных напряжений в толстостенных трубах иэ высокопрочных марок сталей.

Формула изобретения

Способ определения механических свойств металлических конструкционных материалов, по которому материал в составе элемента конструкции пластически деформйруют, непрерывно регистрируют амплитуду и энергию сигналов акустической эмиссии в спектре высоких частот и по ним судят о механических свойствах испытуемого материала, отличающийся тем, что, с целью определения механических свойств с учетом уровня остаточных напряжений, возникающих при изготовлении толстостенных труб, предварительно до нагружения материала в составе конструкции испытывают на пластический изгиб образец исследуемого конструкционного материала без остаточных напряжений до появления скачка амплитуды и скачка энергии акустической эмиссии и регистрируют напряжение оо растяжения или сжатия, соответствующее возникновению указанных скачков, используют элемент конструкции в виде толстостенного цилиндра, длина которого составляет 2-3 наружного диаметра, материал в составе элемента конструкции нагружают непрерывно квазистатическим одноосным осевым сжатием, пластическоедеформирование осуществляют при скорости деформирования (1 — 2) 10 1/с и напряжении, равном (1,1 — 1,3) а,, где сгт — предел текучести конструкционного материала без остаточных напряжений, до появления скачка амплитуды и скачка энергии акустической эмиссии, регистрируют соответствующее напряжение а и о механических свойствах конструкционного материала с остаточными напряжениями судят с учетом соотношения ao/ о .