Способ определения механических свойств металлических конструкционных материалов

)5 6 01 й 3/00 Ия Изобретение ной технике и мож определения мех рукционных мате Цель изоб механических св остаточных напря изготовлении тол Способ осущеобразец териала жают об- тических пытывают ционного м ний, Нагру жения пласГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБРОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРВ 1206644, кл. б 01 М 3/18, 1986,(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИОННЪХ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано дляопределения механических свойств конструкционных материалов. Цель иэобретения -определение механических свойств с учетом уровня остаточных напряжений, возникающих при изготовлении толстостенныхтруб, Предварительно испытывают образ едуемого конструкционного матебез остаточных напряжений,относится к испытательет быть использовано для анических свойств конст- риалов,ретения - определение ойств с учетом уровня жений, возникающих при стостенных труб.ствляют следующим образом,Предварительно и исследуемого конструк беэ остаточных напряж разец изгибом до дост нагружают его изгибом до достижения пластических деформаций, определяют предел текучести о и регистрируют напряжение 0; растяжения или сжатия при изгибе. соответствующее появлению скачка амплитуды и скачка энергии акустической эмиссии. Затем используют элемент конструкции, полученный при изготовлении толстостенных труб,в виде толстостенного цилиндра, длина которого составляет 2 - 3 наружного диаметра, Материал в составе элемента конструкции нагружают непрерывно кваэистатическим одноосным осевым сжатием до достижения пластических деформаций при напряжениях (1,11,3) о и скорости деформирования (1 2) 10 1/с, регистрируют напряжение д, соответствующее появлению скачка амплитуды и скачка энергии акустической эмиссии и о механических свойствах конструкционного материала с остаточными напряжениями судят с учетом соотношения по/О,деформации, определяют предел текучести а и регистрируют напряжение 00 растяжения или сжатия при изгибе, соответствующее появлению скачка амплитуды и скачка энергии акустической эмиссии в спектре высоких частот (0,52,0) МГц,Затем используют элемент конструкции, полученной при изготовлении толстостенных труб, в виде толстостенного цилиндра, длина которого составляет 2 - 3 наружного диаметра, Материал в составе элемента конструкции нагружают непрерывно квазистатическим одноосным осевым сжатием до достижения пластических1698682 Чтобы подтвердить достоверности полученной оценки на аналогичный образец(из той же трубы) наклеивали тензодатчики в продольном и поперечном направлениях, и разрушающим методом Закса определяли остаточные напряжения в продольном (о о) и поперечном (о оо) направлениях. Разрушающий метод показал на внутренней Составитель М.КузьминРедактор Н.Сильнягина Техред М.Моргентал Корректор Т,Палий Заказ 4387 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издэтельский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 деформаций при напряжениях (1,1.1,3) а и скорости деформирования (1,2) 10 1/с.Нагружение элемента конструкции с остаточными напряжениями осуществляют до появления скачка амплитуды и скачка энергии акустической эмиссии в спектре высоких частот, Регистрируют соответствующееЯнапряжение а и о механических свойствах конструкционного материала с остаточными напряжениями судят с учетом соотношения Оо/сгП р и м е р (реализация способа), Испытывали образцы трубы из стали ЭПразмером 42 х 11 мм и высоой 100 мм. На боковой поверхности образца закрепляли датчик АЭ. Перед установкой образца на плиту испытательной машины (вертикального пресса) торцы покрывали тонким слоем смазки. Диапазон напряжения с 4 задавали в интервале 4 =(1,1-1,3) о где д= 1 ГПА для стали ЭП. Для трубы получили диапазон на нагрузку (117,8 - 139,2) т пи площади сечения образца 1071,28 мм .При осевом нагружении образца на прессе (117,8 - 120,0) т при скорости деформирования е = 0,01 1/с (скорость траверсы 1 мм/с) датчик показал амплитуду сигнала А.= 110 мкв. Запись диаграммы в координатах; "амплитуда сигнала АЭ - осевое усилие сжатия" позволили оценить через тарированный график уровень внутренних напряжений в образце оо, Для этого при чистом изгибе квадратного сечения (20 х 20 мм) балки длиной 300 мм из той же марки стали ЭПопределяли зависимость оо = Я(А). Из этой зависимости получили, что значению амплитуды в исследуемом образце А = =110 мкв соответствует уровень внутренних напряжений оо = 300 МПа,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 поверхности растягивающие напряжения (о го,вах = 820 МПа, оОО,п 8 х 450 МПа), на внешней сжимающие (о о,щп = -250 МПа, Ооо,вь = -200 МПа). Средний уровень (с 77 о,вах+ око,оп)/2 = 285 МПа. Эта величина близка к полученной неразрушающим методом оО = 300 МПа, Поскольку точность метода Закса в пределах 50 5, то предлагаемый способ применим для оценки уровня остаточных напряжений в толстостенных трубах иэ высокопрочных марок сталей., Формула изобретенияСпособ определения механических свойств металлических конструкционных материалов, по которому материал в составе элемента конструкции пластически деформйруют, непрерывно регистрируют амплитуду и энергию сигналов акустической эмиссии в спектре высоких частот и по ним судят о механических свойствах испытуемого материала, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью определения механических свойств с учетом уровня остаточных напряжений, возникающих при изготовлении толстостенных труб, предварительно до нэгружения материала в составе конструкции испытывают на пластический изгиб образец исследуемого конструкцион ного материала без остаточных напряжений до появления скачка амплитуды и скачка энергии акустической эмиссии и регистрируют напряжение оо растяжения или сжатия, соответствующее возникновению указанных скачков, используют элемент конструкции в виде толстостенного цилиндра, длина которого составляет 2-3 наружного диаметра, материал в составе элемента конструкции нагружают непрерывно квазистатическим одноосным осевым сжатием, пластическое. деформирование осуществляют при скорости деформирования (1 - 2) 101/с.и напряжении, равном (1,1 - 1,3) а, где ст - предел текучести конструкционного материала без остаточных напряжений, до появления скачка амплитуды и скачка энергии акустической эмиссии, регистрируют соответствующее напряжение о и о механических свойствах конструкционного материала с остаточными напряжениями судят с учетом соотношения оо/ ц.