Способ выявления растягивающих напряжений

Способ выявления растягивающих напряжений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано в металлургии для выявления внутренних растягивающих напряжений при непрерывном литье из алюминиевых сплавов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет возможности обнаружения внутренних напряжений и их интенсивности Жидкий металл наносят на поверхность образца полосой по линии, проходящей через его центр, выдерживают в течение времени, разного инкубационному периоду, производят механическое разрушение образца по линии нанесения жидкого металла, а по длине и глубине следа проникающего металла определяют наличие и интенсивность внутренних растягивающих напряжений в плоскости разрушения. 1 ил 1 табл. ел С

„„Ы „„1747957 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 1 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ1 2 (21) 4774975/10 в металлургии для выявления внутренних (22) 28,12.89 растягйвающих напряжений при непрерыв(46) 15,07.92. Бюл. М 26 . ном литье из «люминиевых сплавов. Цель (71) Ступинский металлургический комби-. изобретения — расширение функциональнат ных возможностей за счет возможности об(72) А.Ф.Куликов, Т,В,Зарезаева и Б.А.Мы- наружения внутренних напряжений и их сякин интенсивности. Жидкий металл наносят на (533 531.781(088.8) поверхность образца полосой по линии, (56) Патент Франции проходящей через его цейтр, выдерживают

М 2188822, кл. 6 01 1 1/00, 1974, в течение времени, ра зного инкубационноРостокер У, и др, Хрупкость под дейст- му периоду, производят механическое ра3 вием жидких металлов. M,: Изд-во ино- рушение образца по линии"нанесения странной литературы, 1962, с. 69, фото 12,: жидкого металла, а noäëèíå и глубйне следа (54) СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ РАСТЯГИВАЮ- проникающего металла определяют налиЩИХ НАПРЯЖЕНИЙ В МЕТАЛЛАХ; чие и интенсивность внут»рейних ра»стягива-,: (57) Изобретение. относится к силоизмери- ющих напряжений в плоскости разрушения, тельной технике и может быть использовано 1 ил, 1 табл, (Л л

1 °

Изобретение относится к спосо»бам из- ругой модели и специальных полярископов, мерения сил, механических напряжений и что ограничив»зет"ис»пользование способа в может быть использовано в металлургии, в производственных условиях. Использова част ости, для выявления внутренних рас- ние способа g,ëÿ выяеления остаточных тягивающих термических напряжений в внутренних термических найряжений пракслитках непрерь вного литья из алюминие- тически невозмохМо, . -: — " " " " О вых сплавов.,-.... Известен также способ измерения на- (Л

Известен оптический способ измере- пряжений на "сйеци»альИЯГ фМрйвЯйх м»а -" ния напряжений, основанный на фотоуп- шинах путем разрушейия образцов. ругости прозраных материзлрв, который, Недостатком данного способа измере осуществляют при нормальном падении . ния напряже»ний"я»вля»ется невозможность лучей с помощью полярископов с кругсвой получения картйны внутренних напряжеполяризацией и вращающегося анализато- ний в образце по его сеченйю, поэтому этот ра илг прямолинейно поляризованного ана- способ также" невозможно прйменить для, лизатора на два положения, затем: определенйя внутреннт »х*ост»атбч»йыхте»рм»и- . осуществляют измерение при наклонном ческих напряжей»ий. падении лучей по одному направлению a, Наиболее близким к предлагаемому по любой наклонной плоскости. технической сущности является способ выНедостатком указанного способа явля- явления, поверхностных радиальных и конется необходимость изготовления фотоуп- центрических гастягиаающих напряжений

1747957

4 путем нанесения на поверхность изделия жидких металлов, в частности ртути, Однако известный способ обеспечивает возможность оценки направления действующих растягивающих напряжений 5 лишь на поверхности изделия. По направлейию развития трещин на поверхности изделия можно выявить места растягивающих напряжений и их характер, но при этом исключается возможность определения вели-. 10 чин внутренних напряжений, а тем более соотношений. между растягивающими и сжимающими напряжениями по сечению изделия. Способ исключает возможность определения глубины распространения 15 внутренних напряжений в изделии. Кроме того, при использовании известного способа искажается картина напряжений при вы-" . явлении поверхностных трещий. так как при этом напряжения перераспределяются и 20 меняется первоначальная картина распределения напряжений.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет обнаружения внутренних напряжений и их 25 интенсивности.

Выявление внутренних растягивающих напряжений предлагаемым способом обес. печивает воэможность корректировки режимов скоростей лйтья непосредственно на 30 производственном участке.

Предлагаемый способ пб. сравнению с известным обеспечивает возможность выявления внутренйих напряжений, которые возникают в результате резкого охлажде- 35 ния при непрерывном литье слитков из алю- миниевых сплавов, что дает достаточно точные результаты в производственных .услови гх.

Необходимость выдержки жидкого ме- 40 талль на поверхностй изделия в течение некоторого времени объясняется скоростью проникновения жидкого металла внутрь иэделия. B качестве жидкого металпа используют галлий, ртуть или сплавы этих 45 металлов при температуре не ниже температуры их плавления. Это время выдержки называется инкубационным периодом; При. времени выдержки изделия с нанесенным на него жидким металлом меньше инкуба- 50 ционного периода металл не успевает,пронйкнуть" в изделие и границы его про- никновения в изломе йе наблюдается, Если время выдержки соответствует инкубационному периоду, то жидкий металл проникает 55 вглубь изделйя и хорошо видей в изломе невооруженным глазом. Время выдержки, превышающее ийкубационный периор не-: целесообразно, так как практически эеСь жидкий металл эа инкубационный период внедряется в изделие и процесс останавливается.

Определить наличие и интенсивность внутренних растягивающих напряжений можно только по излому, для чего изделие разрушают, Полную. картийу проникновения металла получают при условии разрушения очно по линии нанесения жидкого металла, поэтому необходимо наносить жидкий металл полосой, ширина которой больше. толщины разрушающего инструмента копра или пресса.

Осмотр, излома дает четкую картину проникновения жидкого металла по месту действия растягивающих напряжений. На.личие мест проникновения жидкого металла на изломе собтветствует местам возникновения растягивающих напряжений, Таким образом устанавливается граница между растягивающими и сжимающими напряжениями.

Измерение глубины проникновения жидкого металла позволяет выявить интенсивность растягивающих напряжений, На основании измерений строится эпюра действия растягивающих напряжений (см. чертеж), на которой большей глубине проникновения жидкого металла соответствует большее напряжеййе, На чертеже показана схема распределения внутренних растягивающих напряже- . ний и поперечного излома круглого темплета, полученных в ходе эксперимента.

Предлагаемый способ выполняют в следующей последовательности: изготовление темплетов из слитков; нанесение жидкого металла, например галлия,.на торцовую поверхность темплета, при этом температура окружающей среды не должна быть выше температуры плавле- . ния галлия; выдержка г ри этой температуре, время которой определяется инкубационным периодом (инкубационный период определя-. ется опытным путем): механическое разрушение темплета, . например на йрессе, по линии нанесейного на поверхность жидкого металла; осмотр излома, ф6тографирование (no необходимости), замер глубины проникновения жидкого металл а; построение эпюры и определение мест возникновения и интенсивности растягивающих напряжений: корректировка режимов скоростей литья слитков.

fl р и м е р. Из круглых слитков1Й65300 мм сплавов Д16. Д1, АК6 и АМГЗ, отлитых

1747957

Определение времени выдержки жидкого галлия на поввркности темплетов оеред разру1оением на пресса

Сплав Beses вм е жки темплетов после нанесения галлия о момента меканнч когоо s ение ч

Количество темплетов ого

030

О 10

Д гб

Проникновение галлия, дестаточное для измерение

Следов галлия а изломе не было

Проникновенна аллия, достаточное для измерения

Слабое проник новение renew. недостаточное дл» намерения

Проникновение галлия, доста- точное для измерения

То же

Следов галлия в изломе не быпе

Проникновение галлия. достаточное для измерения

То же

Картина првкттгчески не меняется

Проникновение галлия. достаточное для измерения

То же

АМГЭ

Ten:e .

Слабое проникновение галлия, недостаточное для измерения

То же полунепрерывным способом, были выреза- поверхности темплетов приведены в таблины темплеты высотой 40 мм. це, На торцовую поверхность каждого тем- ИзЪолыучтенных результатов следует, что плета наносили полоски галлия в виде чертьг инкубационный период для различных шириной 3-5 мм, проходящей через центр 5 сплавов разный, поэтому время выдержки темплета. После выдержки темплетов при является критерием для определения глубикомнатной температуре(более 30 С) в тече- ны проникновения жидкого металла, а сление 0,1-3 ч их подвергли разрушению на довательно, и анализа мест возникновения . прессе 0,6 тс по полоскам галлия. Получен- и интенсивности растягивающих напряженые изломы на темплетах были осмотрены 10 ний, и сфотографированы для выявления места и Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я" глубины проникйовения галлия. По месту Способ выявления растягивающих напроникновения галлия были определены пряжений в металлах, включающий нанесеточки начала действия растягивающих на- ние на поверхность образца жидкого пряжений, а по глубине определяли:: ин- 15 металла, по изменению поверхностного тенсивность их действия, -: слоя которого определяют наличие напряжений, о тли ч а ю щи и с я тем, что, с целью

В результате проведенных экспери- расширения функциональных возможноментов было установлено, что местополо- стей зв счет возможности обнаружения жение точек начала растягивающих 20 внутренних напряженйй и их йнтенсивнонапряжений зависит от скорости литья и сти; жидкий металл наносят полосой по лидиаметров слитков. Максимальная интен- нии, проходящей через цгентр образца, сивность напряжений наблюдалась в цент- выдерживают его в теченйе времени, равноре и по параболическому закону убывала к го инкубационному периоду, затем произкраю темплета. Проведенный эксперимент 25 водят механическое разрушение образца по полностью соответствует теоретическим линии нанесения жидкого металла, подлине представлениям о характере действия рас- и глубине следа проникающего в образец тягивающих напряжений: - - металла определяют соответственно нали. Результаты эксперимента по определе- чие и интенсивность внутренних растягиванию времени выдержки жидкого галлия на 30 ющих напряжений в плоскости разрушения, 1747957

След ароми ш го

Составитель А.Куликов

Техред M.Моргентал

Корректор О.Кравцова

Редактор А.Огар

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

Заказ 2496 .. Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям йри ГКНТ СССР .

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