Способ диагностики усталостного разрушения детали

Способ диагностики усталостного разрушения детали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к способам диагностики усталостного разрушения. Цель изобретения - повышение точности диагностики разрушения деталей из жаропрочных никелевых сплавов. Поверхности изломов разрушенных деталей подвергают рентгенографированию. Определяют средний размер зерна материала в плоскости, параллельной плоскости развития трещины, по которому судят о размере пластической зоны в вершине усталостной трещины. О характере разрушения судят по точкам перегиба зависимости степени искажений решетки от удаленности от очага разрушения.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s 6 01 N 3/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4844739/28 (22) 28.05.90 (46) 30.06.92. Бюл. N 24 (72) Б.П. Кузьмичев, А.Е, Колтунов, Л.В. Лимарь и В.Б, Попова (53) 620.178(088.8) (56) ГОСТ 5639-65, Сталь. Методы выявления и определения величины зерна. M.: Госстандарт, 1965, с. 28.

Авторское свидетельство СССР

М 1585724, кл. 6 01 N 3/32, 1988, (54) СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ УСТАЛОСТНОГО РАЗРУШЕНИЯ ДЕТАЛИ

Изобретение относится к исследованию сопротивления усталости металлов и сплавов, в частности к способам диагностики усталостного разрушения деталей путем рентгеновской фрактографии усталостных изломов, Известны способы диагностики усталостного разрушения деталей, основанные на количественной фрактографии усталостных изломов, Наиболее близким к предлагаемому является способ диагностики усталостного разрушения детали, заключающийся в том, что измеряют характерный размер структурных составляющих материала вне зоны развития трещины, по которому определяют размер пластической зоны в вершине трещины, и определяют зависимость степени микроискажений кристаллической решетки материала участка на поверхности излома в направлении от очага разрушения до максимально удаленного участка фронта (57) Изобретение относится к способам диагностики усталостного разрушения. Цель изобретения — повышение точности диагностики разрушения деталей из жаропрочных никелевых сплавов, Поверхности изломов разрушенных деталей подвергают рентгенографированию. Определяют средний размер зерна материала в плоскости, параллельной плоскости развития трещины, по которому судят о размере пластической зоны в вершине усталостной трещины. О характере разрушения судят по точкам перегиба зависимости степени искажений решетки от удаленности от очага разрушения. трещины от расстояния от этого участка до очага разрушения, по точкам перегиба которой с учетом размера пластической зонь в вершине трещины судят о характеристиках усталостного разрушения, Недостатком известного способа яьляется применимость его только для титановых сплавов с пластинчатой структурой, . о накладывает существенные ограничения на его использование с учетом широкой номенклатуры применяемых в машиностроении материалов, Цель изобретения — расширение технологических возможностей путем обеспечения диагностики усталостного разрушения деталей из деформируемых жаропрочных сплавов на никелевой основе.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу диагностики усталостного разрушения детали в качестве характерного размера структурных составляющих материала, соответствующего размеру пластиче1744583 ской зоны в вершине усталостной трещины при ее развитии от очага разрушения до первой точки перегиба, определяют средний размер зерна материала детали в плоскости, параллельной плоскости развития трещины, Способ осуществляют следующим образом.

Поверхности изломов разрушенных вследствие усталости образцов или деталей подвергают рентгенографированию с помощью дифрактометра, определяют ширину рентгеновской интерференционной линии В в зависимости от глубины трещины

1. Строят зависимость  — I, по которой определяют первую точку перегиба и ее проекцию на ось абсцисс.

На шлифе, приготовленном в плоскости, параллельной поверхности разрушения, определяют среднюю величину зерна б,р методом подсчета количества зерен, приходящихся на единицу поверхности шлифа.

С использованием известных формул механики разрушения определяют размах коэффициента интенсивности напряжений, принимая за размер зоны пластической деформации в вершине трещины средний размер зерна:

ЛК =ао,г,/%Г. (1) где А=0,033, и уровень номинальных напряжений, вызвавших зарождение и распространение усталостной трещины:

Л К т0,2 4с

|7ном = Yli =р — () где Y — геометрический фактор детали или образца;

11 — длина трещины до первого перегиба на кривой B=f(l), Пример. Поверхность усталостного излома квадратного образца с односторонним боковым надрезом из деформируемого жаропрочного сплава на никелевой основе, испытанного при температуре 650 С (растяжение при отнулевом цикле), анализировали с помощью оптического бинокулярного микроскопа МБС-200. По ориентации элементов макрорельефа излома установили место расположения очага разрушения образца. На дифрактометре ДРОН-УМ1 проводили рентгеноструктурный анализ излома. Рентгеносъемку осуществляли в железном излучении, регистрируя линию (222) Ni, в направлении от очага разрушения по линии максимального удаления от него фронта усталостной трещины. Шаг измерений составлял 0,5 мм, Для усреднения результатов сьемку в каждой точке повторяли 5 — 7 раз. По результатам измерений строили зависимость ширины рентгеновских интерференционных линий от глубины тре5 щины I, по которой определяли первую точку перегиба, По проекции указанной точки на ось абсцисс определили, что глубина трещины I< составляет 6,7 мм.

На металлографическом шлифе,приго10 товленном в сечении, параллельном поверхности разрушения, определяли средний размер зерна материала в соответствии с

ГОСТ 5639-65. Средний размер зерна составил 0,09 мм, 15 На стандартном образце, вырезанном из исследуемого образца, определяли предел текучести при температуре 650 С (o3 =85 кгс/мм ), Значение геометрического фактора Y

20 для 11=6,7 мм составило 6,119.

Значение о „, определяли по формуле (2):

88 дпч-от ",=

= 8,86 кгс/мм .

Полученный результат удовлетворительно согласуется с величиной номинального напряжения, при котором был испытан образец (9,12 кгс/MM ), Формула изобретения

Способ диагностики усталостного разрушения детали, заключающийся в том, что измеряют характерный размер структурных составляющих материала вне зоны развития трещины, по которому определяют размер пластической зоны в вершинетрещины, и определяют зависимость степени микроискажений кристаллической решетки мате40 риала участка на поверхности излома в направлении от очага разрушения до максимально удаленного участка фронта трещины от расстояния от этого участка до очага разрушения, по точкам перегиба которой с учетом размера пластической зоны в вершине трещины судят о характеристиках усталостногоразрушения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности диагностики разрушения деталей из жаропрочных никелевых сплавов, в качестве характерного размера структурных составляющих материала, соответствующего размеру пластической зоны в вершине усталостной трещины при ее развитии от очага разрушения до первой точки перегиба, определяют средний размер зерна материала детали в плоскости, параллельной плоскости развития трещины,