Способ определения механических свойств изделий из биметаллов

Способ определения механических свойств изделий из биметаллов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Область использования: испытания материалов и заготовок с определением их механических свойств. Способ определения механических свойств изделий из биметалло, полученных взрывом, включает изгото ление образцов в виде стаканов с фланцами, проведение испытания на отрыв, определение усилия отрыва и накопленной Изобретение касается испытаний матеи может быть использовано для оценки механических свойств взрывосварно4 многослойной трубной заготовки. Известен способ определения механических свойств трубной заготовки, по которому она подвергается сплющиванию. Однако известный способ не дает возмодность определить механические свойства трубной биометаллической взрывосварной заготовки по причине отсутств(1я данных для расчета накопленной в разрушения соединения деформации деформации при отрыве, построение зависимости усилие отрыва - накопленная деформация , а по величине усилия отрыва судят о механических свойствах изделий. Отличительной особенностью изобретения является то, что используют две партии образцов из одинакового сочетания исследуемых металлов, образцы в виде стаканов с фланцами используют в качестве эталонной партии, изготавливают их путем вырезки из соединения двух дисков, полученного взрывом с детонацией в области оси симметрии дисков, затем вторую партию непосредст-. вен но испытуемых образцов в виде труб с наружным диаметром DH, толщиной S и шириной В, выбираемыми из соотношений 0,1 DH S 0,2 Он, 0,2 Он,:Ј В 0,3DH нагружают сплющиванием до появления трещины на границе соединения слоев, определяют в этом месте деформацию сдвига, а усилие отрыва оценивают по ранее найденной зависимости для эталонной партии, используя деформацию сдвига в качестве накопленной деформации при отрыве. 6 ил. и построения диаграммы усилие отрыва - накопленная деформация : Наиболее близким к заявляемому является способ определения механических свойств изделий из биметаллов, полученных взрывом, по которому изготавливают образцы в виде стаканов с фланцами, проводят испытания на отрыв, определяют усил ие отрыва и накопленную деформацию при отрыве , строят зависимость усилие отрыва накопленная деформация, а по величине усилия отрыва судят о механических свойствах изделий. zt « VJ ю ел со со 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 N 3/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО .СССР

{ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОбРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4847968/28 (22) 04.07.90 (46) 15.02.93.Бюл.N 6 (7t) Моско с и MHGTNT t cTBflM M сплавбв N

Научно-производственное обьединение

"Научно-исследовательский и конструкторскрй институт монтажной технологии" (7!) А.В,Котелкин, В,Н,Гульбин, В.Б.Николаев и К,К.Красиков (56) ГОСТ 8695-75. Трубы. Методы испытания на сплющивание.

Планирование стали взрывом, Под ред.А.С.Гельмана, М., Машиностроение, 1978, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ИЗДЕЛИЙ ИЗ БИМЕТАЛЛ0В (57) Область использования: испытания материалов и заготовок с определением их механических свойств. Способ определения механических свойств изделий из биметаллов, полученных взрывом, включает изготовление образцов в виде стаканов с фланцами, проведение испытания на отрыв, определение усилия отрыва и накопленной

Изобретение касается испытаний материалов и может быть использовано для оценки механических свойств взрывосварной многослойной трубной заготовки, Известен способ определения механических свойств трубной заготовки, Ilo которойу она подвергается сплющиванию, Однако известный способ не дает возможность определить механические свойства трубной биометаллической взрывосварной заготовки по причине отсутств !я данных для расчета накопленной в месте разрушения соединения деформации

„„. Ы„„1795338 А1 деформации при отрыве, построение зависимости "усилие отрыва — накопленная деформация", а по величине усилия отрыва судят о механических свойствах изделий, Отличительной особенностью изобретения является то, что используют две партии образцов из одинакового сочетания исследуемых металлов, образцы в виде стаканов с фланцами используют в качестве эталонной партии, изготавливают их путем вырезки из соединения двух дисков, полученного взрывом с детонацией в области оси симметрии дисков, затем вторую партию непосредственно испытуемых образцов в виде труб с наружным диаметром DH, толщиной S и шириной В, выбираемыми из соотношений 0,1

0н <Я <0,2 0н, 0,2 Dg,< В <О,ЗГ4 нагружают сплющиванием до появления трещины на границе соединения слоев, определяют в этом месте деформацию сдвига, а усилие отрыва оценивают по ранее найденной зависимости для эталонной партии, используя деформацию сдвига в качестве накопленной деформации при отрыве. 6 ил. ей и построения диаграммы "усилие отрыва— накопленная деформация";

Наиболее близким к заявляемому является способ определения механических свойств изделий из биметаллов, полученных взрывом, по которому изготавливают образцы в виде стаканов с фланцами, проводят испытания на отрыв, определяют усилие otрыва и накопленную деформацию при отрыве, строят зависимость "усилие отрыва накопленная деформация", а по величине усилия отрыва судят о механических свойствах изделий.

1795338

Однако данный способ не обеспечивает испытания труб, т,к. кривизна вырезанных из нее образцов и, соответственно, поверхности соединения не позволяет проводить такой вид испытания, Целью изобретения являетсл обеспечение испытанил труб.

Поставленная цель достигается тем, что в способе определения механических свойств изделий. из биметаллов, полученных взрывам, llo которому изготавливают образцы в виде стаканов с фланцами, проводят испытания на отрыв, определл от усилие отрыва и накопленную деформацию при отрыве, строят зависимость "усилие отрыва — накопленная деформация", а по величине усилия судлт о механических свойствах изделий, в соответствии с изобретением, используют две партии образцов из одинакового сочетания исследуемых металлов, образцы в виде стаканов с фланцами используют в качестве эталонной партии, изготавливают их путем вырезки из соединения двух дисков, полученного взрывом с детонацией в области симметрии дисков, затем вторую партию непосредственно испытуемых образцов в виде труб с наружным диаметром Он, толщиной S и шириной В, выбираемыми из соотношений 0,1 Р„ S

«О;2 Эл и 0,2 Он «Â =" 0,3 Вл нагружают сплющиванием до появления трещины на границе соединения слоев, определлют в этом месте деформацию сдвига, а усилие отрыва оценивают по ранее найденной зависимости для эталонной партии, используя деформацию сдвига в качестве накопленной деформации при отрыве, На фиг.1 показан общий вид кольцевого образца иэ трубчатого взрывосварного биметалла; на фиг,2 — разрез А-А на фиг,1; на фиг,3 — кольцевой образец с полями изохром (линий равных деформаций) От оптически чувствительного покрытия; на фиг.4— график распределения накопленной деформации / вдоль радиуса (К /Б1„где В;-текущее значение радиуса, Rp — радиус заготовки после деформации) плоского взрывосварного биметаллического диска композиции сплав BT,i-О- сталь 12Х18Н10Т; на фиг.5график распределения усредненных значений напрлженил отрыва cf вдоль радиуса вышеупомянутого диска; на фиг.б — диаграмма" напряжение(усилиеотрыва-наполненнал де формация" взрывосварного биMeòýëëç указанной выше композиции, Способ осуществляют следующим образом, Из биметаллической трубной взрывосварнайзагатавки вырезают кольцевые образцы с наружным диаметром Он, внут10

30 ренним диаметром DB, при толщине образца S=(0,1„,0,2) 0л, и ширине B=-(0,2...03) 0в.

Каждый образец состоит из плакиру ощего слал 2 и плакируемаго 1, соединенных сваркой взрывом по линии контакта 3 (фиг,1). На . Раpиальные плоскости образцов до деформации наносят координатную сетку или оптически чувствительное покрытие 4 (фиг.2), С их использованием по искаженной сетке или по фиксируемым в поляризованном свете на покрытии полям изохром определяют накопленную деформацию, Подготовленный таким образом образец 6 помещают между плоскими плитами 7 и 8 и деформиру от его с нагрузкой Р (сплющивают) с фиксацией полей изохром при использовании покрытия (фиг.3). Спл ощивание проводят до появления трещины (расслоения) биметалла на границе соединения слоев, момент образованил которой фиксируют визуально.

После образования трещины нагрузку снимают.

При использовании l10KpbtTMA HBKoll" ленную деформацию рассчитывают по порядку иэохром m и тарировачному графику для данного покрытия и используемых материалов m — -! (Л).

Координатну!о сетку измеряют, например, с помощью инструментального измерительного микроскопа (типа" УИМ-23"), По данным замеров считают деформаци о па какому-то направлению в логарифмическом виде ! о

5 = — 1n —, к где 4, l — начальный и конечный размеры ячейки координатной сетки.

После чего производят расчет интенсивности деформации сдвига Г приближенно равной накопленной дефармациид по фор

Mуле

Я Г="! n+ г. r+ 4 где Е, å — логарифмическая деформации в радиальном и тангенциальном направленилх, соответственно.

Для определения напряжения (усилия) отрыва слоев в трубчатой взрывосварной заготовке из биметалла стролт диаграмму

"напряжение(усилие) отрыва — накопленная деформация" в следующей последовательности. Из материалов, составляющих слой

55 биметалл.«ескай трубы, изготавлива1от два диска, на внешней стороне которых наносят кольцевые риски, Диски соединвот сваркой взрывом с детонацией в области оси сим,метрии. Расчет накопленной деформации производят по формуле

1795338

50 л = л п, где hD4O, Л Ок — расстояние между рисками др и после взрыва, соответственно.

Деформацию в месте соединения опре- 5 деляют из выражения

/ с — К т грет,/ — деформация на торце и в месте сОединения, соответственно;

К вЂ” коэффициент пересчета. 10

Коэффициент пересчета рассчитали как

Ь D,3 /0(In 0pl0L где Оо, DT< — начальный и конечный диамЬр торцевой части биметалла;

0р О» — соответственно, начальный и конечный диаметр в области соединения, По результатом расчета строится rpa- 2p фикА =Л (Rйк)>

Образцы фланцем устанавливают в матрицу и пуансоном производят их нагружение на отрыв, определяют напряжение (усилие) отрыва и накопленную деформацию при отрыве, строят зависимость "усилие 3р (напряжение) отрыва — накопленная деформация" (фиг,б), используя график о=cr (Ri/Вк) (фиг,5) и график (фиг.4).

По этой зависимости, зная деформацию разрушения в кольцевом образце из трубча- 35 того взрывосварного биметалла, определяют соответствующее ей напряжение (усилие) отрыва, характеризующее прочностные свойства заготовки такой формы. Это диаграмма служит для определения напря- 40 ж ния (усилия) отрыва для всего сортамента трубчатого взрывосвэрного биметалла того же сочетания.

Пример осуществления способа. С использованием сварки взрывом получена 45 партия из пяти непосредственно испытуемых кольцевых биметаллических образцов

Формула изобретени я

Способ определения механических свойств изделий из биметаллов, полученных взрывом, по которому изготавливают образцы в виде стаканов с фланцами, проводят испытания на отрыв и определяют усилие отр ва и накопленную деформацию при отрыве. отличающийся тем, что, с целью из заготовок с характеристиками, которые указаны в таблице. Размеры образцов:

Он=67 мм, 08=48 мм, В=15 мм. Толщина плакируемого слоя из стали 12Х18Н10Т составляет 9,5 мм. Такую же величину имеет внутренний слой из сплава ВТ1-О. На торец каждого образца нанесли оптически чувствительное покрытие и деформировали на прессе между плоских плит до появления в месте соединения слоев трещины. Далее с использованием полярископэ получили картину изохром (фиг.3), по которой определили накопленную деформацию при разрушении, равную 0,06.

Для построения диаграммы "Напряжение (усилие) отрыва — накопленная деформация" изготовили два диска диаметром 500 мм из стали 12Х18Н10Т и сплава ВТ1-0 толщиной 20 и 8 мм, соответственно. На поверхность диска из сплава титана нанесли концентрические риски с шагом 20 мм. Диски соединили между собой сваркой взрывом с детонацией в области оси симметрии, После замеров расстояния между рисками и диаметров торцевой области и зоны соединения построили график =Я (R(/R ) (фиг.4), Из различных участков полученного диска вырезали образцы эталонной партии для испытания биметалла на отрыв, по 4 образца с каждого уровня по радиусу (вдоль кольцевой риски). Образцы испытали на отрыв, определили усилие (напряжение) отрыва и накопленную деформацию при отрыве (0,057) и получили график o=o (Rt/R<) (фиг.5). По графикам распределения деформаций и напряжений вдоль радиуса построили диаграмму o =o (h) (фиг.6), на которую нанесли значение накопленной деформации при разрушении кольцевого биметаллического образца основной партии и по координатам кривой определили напряжение (усилие) отрыва слоев, равное 460 МПа, Таким образом, данное изобретение обеспечивает испытание и определение механических свойств труб из биметаллов. обеспечения испытаний образцов труб, используют две партии образцов иэ одинакового сочетания исследуемых металлов; образцы в виде стаканов с фланцем используют в качестве эталонной партии, изготавливают их путем вырезки соединения двух дисков, полученного взрывом с детонацией в области оси симметрии дисков, затем вторую партию непосредственно образцов в ви1795338

A-A

Фиг. 2 де труб с наружным диаметром DH толщиной

Sишириной В,,выбранными из соотношения 0,10н S 0,20л, 0,20н5 В 0,30н, и нагружают сплющиванием до появления трещины на границе соединения слоев, onределяют в этом месте деформацию сдвига, а усилие отрыва определяют по найденной ранее зависимости для эталонной партии, используя деформацию сдвига в качестве накопленной деформации при отрыве.

1795338 Риг, б

Составитель Е.Никитина

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор Т.Вэшкович

Редактор

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

Заказ 425 Тираж Подписное

ВНИИГ1И Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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