Способ определения критических параметров трещиностойкости конструкционных материалов

Способ определения критических параметров трещиностойкости конструкционных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения кри.ических параметров трещиностойкости конструкционных материалов . Цель изобретения - снижение трудоемкости и энергоемкости испытаний листовых материалов. На больших гранях за. ставки листового материала выполняют боковые канавки и термообрабатывают материал в зоне боковых канавок до снятия остаточного напряжения. Нагружают заготовку растяжением до предельных деформаций материала. Вырезают из заготовки образец для испытания на трещи нестойкость и между боковыми канавками выполняют надрез. Нагружают образец до скачкообразного развития трещины из вершины надреза и по результатам испытания определяют критические параметры трещиностойкости. 3 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

SU» 1753336 А1 (51)5 G 01 N 3 /00

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ CCCP

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 .: : :: . " : . 2 (21) 4764749/28 .:..:, лов. Цель изобретения — снижейие трудоем(22) 05.12.90 — .::: -::- : .:кости и энергоемкости" йспытаний листовых (46) 07.08.92, Бюл, I+ 29 --::::::,: . материалов. На больших гранях за отовки (71) Самарский авиационный институт им, -листового материала выйолняют боковые акад, С,П.Королева канавки и термообрабатывают материал в (72) Б.В,Курилкин, Н,И.Гадалин, Е.П,Смеля- . зоне боковых канавок до снятия остаточноков, 1О.Л.Тарасов и В,И.Мягких : - ro напряжения. Нагружают заготовку растя(56)Авторскоесвидетельство СССР -.— жением до предельйых деформаций

М 1017956, кл. G 01 N 3/00, 1983. : материала. Вырезают из заготовки образец (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРИТИЧЕ-: для испытания на трещиностойкость и межСКИХ ПАРАМЕТРОВ ТРЕЩИНОСТОЙКО- ду боковыми канавками выполняют надрез. . СТИ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ Нагружают образец до скачкообразного (57) Изобретение относится к испытатель-:" развитиятрещиныиэ вершины надрезаипо ной технике и может быть использовано для результатам испытания определя1от критиопределения кри ических параметров тре- ческие параметры трещиностойкостй. 3 ил., щиностойкости конструкционных материа- 1 табл.

Изобретение относится к области испы-. Наиболее близким по технической сущтаний материалов, а именно к способам on- ности к предлагаемому является способ определения критических .параметров ределения сопротивления упрочненного трещиностойкости конструкционных мате- ..: наклепом матерйала распространению трериалов.: .: .. щины, позволяющий определять К с констИзвестен способ определения Klc мате- рукционных материалов по результатам риалов по результатам испытаний образцов: испытаний образцов с надрезами. вырезан с боковыми канавками. В этом способе бо- ..ных из зоны сдеформированных образцов ковые канавки используются для увеличе- -" беэ надрезов. ния стесненности деформации материала у : .: Однако указаннйй способ определейия вершины трещины и для улучшения условий критических параметров трещиностойкости обнаружения начального прироста трещи- материалов связан с трудностями фиксироны, необходимого для определения К с ма-: вания места и образования шейки на заготериала..: товке образца при ее деформировании, с г1едостаткамиуказанногоспособа явля- . довольно существенными изменениями хаются необходимость использования для рактерных размеров образца в зоне шейки, корректного определения Kic крупногаба- сискажениемдействительныхзначенийК . ритных образцов и, как следствие этого, no- . материала, вызываемых его наклепом при требность в экспериментальных установках механической обработке рабочей зоны оббольшой мощности. разца, с необходимостью использования

1753336 при исследованиях крупногабаритных образцов, Цель изобретения — определение критических параметров трещиностойкости (Кгс) конструкционных материалов на образцах, имеющих малые размеры, с использованием установок сравнительно невысокой мощности, что позволит снизить трудоемкость испытани й, На фиг.1 показана заготовка экспериментального образца, общий вид; на фиг, 2сечение А-А на фиг,1 (возможная форма боковых канавок);на фиг.3 — экспериментальный образец, общий вид, Способ заключается в следующем.

Заготовки образцов с боковыми канавками (фиг.1 и 2) отжигаются для снslTHA ВНр ренних напряжений; вызванных наклепом поверхйостиых слоев материала s процессе их механической обработки, а затем термообрабэтываются по режимам, оговоренным в технических условиях нэ исследуемый мэ- териа л, Из партии заготовок произвольно отбираются образцы-свидетели (3-5 шт,), которые растягиваются до разрушения с записью рабочих диаграмм, По характеру разрушения материала образцов-свидетелей и диаграмм разрушения при растяже- нии фиксируются интервал разрушающих нагрузок и характерные особенности йоведения материала в момент, предшествую- щий его разрушению. Затем по полученным предельным нагрузкам-и отмеченйым особенностям процесса разрушения материала готовится экспериментальная партия эагото Во к.

Следует отметить, что для материалов с др=15-25% (др — равномерная составляющая полной деформации материала) следует"прймейять канавки V- или R-образной формы, для материалов с др <15% — канавки

R- или П-обраэйой формы (фиг.2).

После выполнения операцйи пластиче ского деформирования из заготовок выре заются эксперйментальные образцы без доработки рабочйх поверхностей по разме рам tp, тк и В на расстоянии, равном 2 В от зоны боковых канавок (фиг.3), Далее нэ образцах вйполняется надрез (Ч-образныл или шевронного типа) и наводится усталостйэя трещина (фиг.3), после чего образцы:испытываются по схеме трехточечного изгиба.

Исследования показали, что для определения KIc материалов с др< 25% можно использовать образцы с размерами: t<-4-6 мм, В12-16 мм и L— = 60 мм, fl р и м е р. Испытания проводились на образцах из сплава АМГ6М (то=5 и 10 мм, др З-25%) с боковыми канавками R-образной формы, Экспериментальные образцы, вырезанные из предельно деформированных заготовок, имели размеры: В=12 мм и

L=60 мм, Результаты испытаний приведены в таблице.

Проведенная статическая обработка полученных результатов показала, что группы значений Ка для сплавов АМГ6Мл,5 и

АМГ6Мл,10 относятся к одной генеральной совокупности, т.е, Ка предельно деформированного cflllBBB АМГ6М не зависит от толщины образцов. Кроме того, полученные значения Kcj практически не зависят от длины трещин (0,35

20 сплава АМГ6М. Сопоставление полученных значений Kic для АМГ6М с литературными данными показывает, что Kic сплава в исходном (недеформированном) и предельно деформировайном состояниях одинаков. жет быть использован для определения К с конструкционных материалов.

Применение предлагаемого способа определения критических параметров тре30 щиностойкости по сравнению с используемыми на практике Методиками существенно упрощает процесс определения Kic матери- алов, позволяет снизить расход материалов и использовать при испытаниях установки

35 сравнительно невысокой мощности Формула изобретения

Способ определения критических параметров трещиностойкости конструкционных

40 материалов, по которому призматическую заготовку материала с симметрично расположенными на боковых гранях канавками нагружают растяжением до предельных деформаций материала, вырезают иэ заготовки

45 образец для испытания нэ трещиностойкость с надрезом между боковыми канавками, выращивэют трещину из вершины надреза, нагружают образец до скачкообразного развития трещины и по результатам испыта50 ния определяют крйтические параметры трещиностойкости, отличающийся тем, что, с целью снижейия трудоемкости и энергоемкости испытаний листовых материалов, боковые канавки выполняют на больших гранях

55 заготовки и термообрэбатывают материал в зоне боковых канавок до снятия остаточных напряжейий перед нагружением заготовки, а надрез выполняют после нагружения заготовки.

25 Таким образом, предлэга мый способ мо1753336

Критические значения коэффициента интенсивности напряжений предельно деформированного сплава АМГ6М

3/2 кГс/мм

1к

Примечание тк тк/то, ро,кГс

Материал

АМГбМл.5

101,40

95,01

102,79

1- 1 »/В

95 84

91,67

98,90

91,89

97,23

98,34

104,04

106,95

99,17

97,23

102,23

104,18

100,84

108,80

100,16

283,59

АМГ6Мл.10

216.13

267,38

261,59

277,80

325,39

246,23

243,54

262,29

253,81

261,59

360.03

325,26

358,13

365,08

301,29

349,98

310,61

343,09

305,10

367,39

345,86

372,94

П р и м е ч а н и е:Рд и Kg — соответственно расчетные значения нагрузки и коэффициента интенсивности напряжений.

2

4

6

8

11

12

13

14

16

17

18

3

5 б

8

11

12

13

14

16

17

18

19

21

22

0,729

0,737

0,749

0,752

0,754

0,758

0,760

:0,762

0,764

0.766

0,767

0,768

- 0,770

0,772

0,774

0,776

0,784

0,789

0,713

0,723

0,728

0,738

0,761

0,770

0,774

0,776

0,779

0.782

0,784

0,785

0.787

0.790

0,799

0,816

0,819

0,822

0,827.

0, 54

0.866

0,874

0,886

0.499

0,504

0,484

0,517

0.513 . 0,500

0,516

0,502

0.507

0,489

0,496

0,499

0.511

0.501

0,492

0,506 .

0,47,7

0,487

0,443

0,559

0,466

0,479

0.464

0,397

0,477

0,532

0,477

0,478

0,456

0,365

0,422

0.362

0,391

0,475

0.440

0;448

0,434 0,479

0,441

0,463

0,447

110,88

104,92

108,49

107,42

102,13

105,41

105,60

102,93

107,79

107,27

107.90

104,34

104,27

108,98

105,36

110;35

103,06

100,31

1О8,53

116,43

107,93

106,03

109,67

107,60

105,45 . 110,73

107,50

109,23

105,41

109,67

107,28

109,25

110,48

109,55

110,52

105,61

107,68

108,29

11374

113,97

115,27

1753336

9ccr, f

Составитель Б. В.Курилкин

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор А. Ворович

Редактдр В.Данко

Заказ 2762 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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