Способ контроля прочности изделий из хрупких материалов

(5 И ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ детельство СССР 01 М 29/14, 1989, ТРОЛЯ ПРОЧНОСТИ ИЗКИХ МАТЕРИАЛОВ е относится к акустиконтролю прочности. Цель вышение точности. Изоатривает нагружение изй влажности воздуха о 0щее нагружение осуществм через 1 ч после снятияузки,при относительн 90%, а последую ляюг не менее ч предыдущей нагСпособ осущ твляют следующим оораСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) С ПОСО Б КО НДЕЛИЙ ИЗ ХРУП(57) Изобретениэмиссионному коизобретения - побретение предусм Изобретение относлтся к неразрушающему контрсяю акустика-эмиссионным методом и является усовершенствованием способа по основному авт,св, К. 1663535.Известен способ, согласно которому нагружают эталонные образцы до разрушения, регистрируя скорость счета стабильной акустической эмиссии перед разрушением. Изделия контролируются нагружением с величины нагрузки, соответствующей стабильной скорости счета М, Если при первом нагружении не появилась акустическая эмиссия, то изделие разгружают и нагружают вновь до появления сигналов акустической эмиссии, По максимальной нагрузке при этом судят о прочности изделия,Недостатком известного способа является низкая точность контроля,Цель изобретения - повышение точности контроля за счет создания условий испытаний изделий, снижающих паразитное снижение прочности от нагружений.Посгавленная цель достигается тем, что первое нагрукение изделия осуществляют, 1742711 А делия до возникновения стабильной скорости счета акустической эмиссии, регистрацию соответствующей нагрузки и определение по ней разрушающей нагрузки при последующем монотонном нагружении, Для устранения паразитного уменьшения прочности в результате такого нагружения предложено осуществлять его при относительной влажности воздуха 60 - 90% и выдерживать изделия в разгруженном состоянии не менее 1 ч. Экспериментально доказано, что при ссблюдении этих условий значительно возрастает точность контроля керамических изделий Разрушают эталонный образец, регистрируя стабильную К. Первое нагружение изделия осуществляют с нагрузки, соответствующей измеренной стабильной М. причем при влажности 60 - 90%. После чего изделие разгружают и выдерживают не менее 1 ч. Затем осуществляют последующие нагружания.Опыты показывают, что при монотонном нагружении до разрушения. например при изгибе керамического изделия, на завиФсимости М от времени нагружения незадолго перед разрушением имеет место плато, соответствующее развитию превалирующего дефекта с постоянной скорость, Еслл керамическое изделие нагружать до стаЕбильной М. то после выдержки в разгруженном состоянии соседняя разрушающая1742711 Составитель Т, СтепанянцРедактор В. Петраш Техред М,Моргентал Корректор Т, Палий Заказ 2281 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж. Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 нагрузка оказывается в 1,5 - 2,0 раза выше, чем у контрольной выборки, не подвергавшейся нагружению. Такое повышение разрушающей нагрузки происходит со скоростью Р, затухающей во времени т по экспонентеР = Р,ехр(- тlТ),и реализуется наполовину уже в первые сутки, а через 1 ч выдержки в разгруженном состоянии эффект упрочнения перекрывает снижение разрушающей нагрузки в результате выдержки под нагрузкой при АЭ со стабильной Й. Упрочнение, по видимому, обусловлено темчто при нагрузке, соответствующей стабильной Й, влага окружающей атмосферы получает доступ к устью превалирующего дефекта, притупляет в процессе выдержки без нагрузки кончик трещины и тем самым снижает развитие дефекта при повторном нагружении, Экспериментально установлено, что эффект упрочнения набл юдается при нагружении в атмосфере с относительной влажностью 60 - 90, оптимальное значение которой для конкретного материала можно определить в предварительных опытах.При реализации способа предварительно нагружают по 4 образца при разных значениях относительной влажности З/ окружающего воздуха до возникновения стабильной К, регистрируют соответствующие нагрузки Р и выдерживают образцы каждой выборки в разгруженном состоянии различное время т. например 1, 3. 6 и 10 ч. Затем снова образцы нагружают до стабильной К и регистрируют соответствующие нагрузки Р 2, Значение З/, при котором отношения Рг/Р 1 максимальны, является оптимальным. Контрольное нагружение изделия не обязательно производить при оптимальном значении З/. Важно лишь с учетом результатов испытаний образцов назначить время выдержки в разгруженном состоянии такое, которое гарантирует преобладание эффекта упрочнения над деградацией при контрольном нагружении,Проверку способа проводили на турбинных керамических лопатках из А 120 з, которые испытывали на изгиб по трехточечной 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 схеме нагружения силой на границе пера и основания лопатки, Для регистрации АЭ использовали прибор АФ. Сначала 10 лопаток нагрузили при З/ = 65до возникновения стабильной М, зарегистрировали соответствующие нагрузки Р, разгрузили и без промежуточной выдержки е разгруженном состоянии снова нагрузили до разрушения, зарегистрировав нагрузки Рг, при которых возникала стабильная Й, и разрушающие нагрузки Рр. Отношения Рг/Р 1 составляли 0,97 - 0,99 т,е, деградация прочности при контрольном нагружении составляла 1 - 3 , Отношение р = Рр/Р 1 составляло 1,05 - 1,12, а в соеднем 1,09, что позволяет предсказать Рр с точностью +.5%, умножив Р 1 на р = 1,09, Затем по 4 лопаткиЭнагрузили до стабильной М при З/ = 65/ З/-= 72 д, З/ = 83 . разгрузили их, выдержали в разгрукенном состоянии 1, 3. 6 и 10 ч и снова, регистрируя АЭ. нагрузили до разрушения, Наибольшие отношения Р 2/Р 1 (1,02; 1,04; 1,06; 1,08) оказались при З/ .в . =-72, а при З/ = 65% отношение Р 2/Р 1 превысило 1 лишь после 10 ч выдеркки в разгруженном состоянии, П ри З/ = 72% нагрузили до стабильной М еще 12 лопаток, выдержали их в разгруженном состоянии 5 сут и, регистрируя АЭ, довели до разрушения.Предлагаемый способ контроля прочности дает представление о прочности непосредственно после контроля и гарантирует дальнейшее увеличение прочности во времени. Этот способ сокращает разброс разрушаю цих нагрузок за счет резкого увеличения наименьших, что повышает надежность конструкций с большим количеством керамических элементов,Формула изобретения Способ контроля прочности изделий из хрупких материалов по авт.св. М 1663535, о т л и ч а ю щ и й с я тем. что, с целью повышения точности. первое нагружение изделия осуществляют при относительной влажности воздуха 60 - 90, а последующее нагружение осуществляют не менее чем через 1 ч после снятия предыдущей нагрузки.