Способ испытаний металлов и сплавов на прочность

Способ испытаний металлов и сплавов на прочность

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технике испытаний , а именно к способам определения механических характеристик металлов и сплавов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей способа путем определения помимо прочностных характеристик также концентрации газа в сплаве. Способ исключает растяжение образцов с записью диаграммы нагрузка - абсолютное удлинение и обработку результатов, испытание проводят при двух температурах П и Т2 значения которых лежат не выше температур структурных превращений, регистрируя при этом нагрузку на образцы,-и фиксируют по диаграммам соответствующие этим температурным значениям напряжения и начала сброса нагрузки на образец, а среднюю концентрацию газа определяют по формуле, приведенной в тексте описания. ел С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТичЕСкИх

РЕСПУБЛИК (s»5 G 01 N 3/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4886008/28 (22) 11.09.90 (46) 15.09.92. Бюл. N. 34 (71) Самарский авиационный институт им. акад. С.П, Королева (72) О.К.Колеров, А.Н.Логвинов и В.И.Трегуб и В.Д.Юшин (56) ГОСТ 1497-84. Механические свойства металлов, (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ МЕТАЛЛОВ И

СПЛАВОВ НА ПРОЧНОСТЬ (57) Изобретение относится к технике испы. таний, а именно к способам определения механических характеристик металлов и сплавов. Целью изобретения является расИзобретение относится к технике механических испытаний, а именно к способам определения механических характеристик металлов и сплавов.

Известен способ определения механических свойств металлов и сплавов, включающий растяжение объектов с записью диаграммы нагрузка — абсол ютное удлинение и рбработку результатов испытания, Недостаток такого способа сотоит в отсутствии возможности определения содержания газов в испытуемых металлах и сплавах.

По общей совокупности признаков наиболее близким к предлагаемому является способ механических испытаний на растяжение (ГОСТ 1497-84), включающий растяжение стандартных образцов с записью диаграммы нагрузка — абсолютное удлинение и обработку результатов испытаний.

Однако и этот способ не обладает возможностью определения содержания газов.

Я3 1762176 А1 ширение функциональных воэможностей способа путем определения помимо прочностных характеристик также концентрации газа в сплаве. Способ исключает растяжение образцов с записью диаграммы нагрузка — абсолютное удлинение и обработку результатов. испытание проводят при двух температурах Т1 и Тг значения которых лежат не выше температур структурных превращений, регистрируя при этом нагрузку на образцы,.и фиксируют по диаграммам соответствующие этим температурным значениям напряжения и начала сброса нагрузки на образец. а среднюю концентрацию газа определяют по формуле, приведенной в тексте описания.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей способа путем определения концентрации газа в испытуемых образцах, Это достигается благодаря тому, что в способе испытаний металлов и сплавов, включающем растяжение стандартных обр1з- Ос,. цоа с записаю диаграммы нагрузка — аосопютное удлинение и обработку результатов. испытание проводят при двух температурах

Т и Т, значения которых лежат не выше фаЪ зовых превращений для сплавов в равновесном состоянии и не выше температуры возврата для холоднодеформированных металлов и сплавов, регистрируя при этом нагрузку на образце и фиксируют по диаграммам соответствующим этим температурам значения напряжения и начала сброса нагрузки на образец, а среднюю концентрацию газа определяют по формуле

1762176

С (JI rJ2 Ы r>P (66 G х R, ) exp (In (rsvp/

0 60 V

О1 (J2 х)ОР (660 хRo ) вхр j)n (сг1/рг) ((» хТ1)l(Тг — Тг))) где V — объем моля газа в нормальных условиях;

No — число Авогадро; р — плотность испытуемого материала;

G — его модуль сдвига, 5 е= (Ro-R1)/йойо — радиус атома металла или основы сплава;

R> — радиус атома газа.

Предлагаемый способ осуществляют . следующим образом, . 10

Перед испытанием стандартных объектов на растяжение по ГОСТУ 1497-48 выбирают две температуры не выше фазовых превышений для материала обьекта в равновесном состоянии. Так для углеродистых 15 сталей выбранные температуры должны быть ниже 727 С, т,е, ниже начала структурных превращений, для частого железа — ниже 911 С температуры аллотропического превращения. В случае холоднодеформиро- 20 ванных объектов значения температур долгде V — объем модуля газа при.нормальных условиях; No — число Авогадро; p — плотность испытуемого материала; G — его модуль сдвига; а = (Ro — й1)/Ro, Ro — радиус 25 атома металла или основы сплава и R>— радиус атома газа.

Пример. В соответствии с предпола- . гаемым изобретением определяли содержание водорода в сплаве алюминия АМг6. 30

Образцы из него, изготовленные согласно ГОСТУ 1497-84, отжигали при 350 С для приведения материала в равновесное состояние и испытывали на растяжение при

20 и 60ОС (соответственно 293 и 333 К). 35

Испытание при Tz = 333 К осуществляли, помещая образцы в контейнер с регулируемым обогревом.

Значения напряжений начала сброса, определенные по диаграммам растяжения, 40 составляли для комнатной температуры — cJ< = 10,0 кгlмм, для 333 К = о2:= 6,0 кг/мм .

Подставив полученные значения (J> и 0 и соответствующие величины Т1 и Тг 45 в выражение (1), определяют Со водорода в образцах. Эта величина составила 0,28 см /100 г, жны также лежать ниже температуры возврата испытуемого материала, Например, для углеродистых сталей — зто ниже 250—

300 С, для железа — не выше 100ОС. Минимальная разность Л Т выбранных температур должна соответствовать условию

О1 — o2 = Л (J 10.0 д ) где д — абсолютная ошибка определения нап ряжения начало сброса. При несоблюдении этого условия понижается точность определения газосодержания.

После выбора двух температур проводят растяжение образцов, регистрируя нагрузку по диаграмме растяжения.. Фиксируют соответствующие выбранным температурам значения начало сброса нагрузки на образец и по ним определяют напряжение щ ищ.

Среднюю концентрацию газа в образцах находят по выражению

Значения других величин, входящих в выражение (1) и обозначенных в нем сооТветствующими символами, даны ниже.

V = 22.4 л Nо= 6,022 10 р=2,7 Г/см ст= 2700 кг/мм

Ro=1,43 10cM RI =0,46 10см е= 0,66

Таким образом, предлагаемый способ, позволяя определить содержание газов в металлах и сплавах при их испытании на растяжение, расширяет тем самым возможности известного способа механических испытаний, выбранного в качестве прототипа, . Кроме того, процедура определения содержания газа по предлагаемому способу является менее трудоемкой, чем в таком известном способе газового анализа, как вакуум плавление.

Формула изобретения

Способ испытаний металлов и сплавов на прочность. заключающийся в том, что прикладывают к образцу растягивающую нагрузку, определяют напряжение от этой нагрузки и определяют прочностные характеристики, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных воэ1762176

С

CM ОР (68 0 е йо ) ехр (Ь (oq/о ) ((Tg + Т() (Тг Tq))$ 100 г ала;

Š= (Ro — Ri)/Ro, I

Составитель В.Лазарева

Техред М.Моргентал Корректор Н,Ревская

Редактор

Заказ 3254 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 можностей путем определения помимо прочностных характеристик также и концентрации газов в сплаве, испытания проводят при двух температурах Т> и Т, значения которых лежат не выше темперагде V — объем моля газа в нормальных условиях;

Np p— число Авогадро;

p — плотность испытуемого материала;

6 — модуль сдвига испытуемого материтур структурных превращений, регистриру50 ют нагрузку на образец, напряжение определяют при каждой температуре в момент начала сброса нагрузки и определяют среднюю концентрацию газа С по формуле

Й вЂ” радиус атома металла или основы

55 сплава;

R — радиус атома газа; о1 — значение напряжения начала сброса нагрузки при температуре Т1, oz — значение напряжения начала сброса нагрузки при температуре Tz,