Способ диагностики усталостного разрушения детали

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 44583 А 19) 51)5 6 01 М 3/32 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ ТЕЛ ЬСТ лтунов, Л.В. ЛиГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) ГОСТ 5639-65, Сталь. Методы выявления и определения величины зерна. М.: Госстандарт, 1965, с. 28.Авторское свидетельство СССР М 1585724, кл. 8 01 й 3/32, 1988,(54) СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ УСТАЛОСТНОГО РАЗРУШЕНИЯ ДЕТАЛИ Изобретение относится к исследованию сопротивления усталости металлов и сплавов, в частности к способам диагностики усталостного разрушения деталей путем рентгеновской фрактографии усталостных ИЗЛОМОВ,Известны способы диагностики усталостного разрушения деталей, основанные на количественной фрактографии усталостных изломов,Наиболее близким к предлагаемому является способ диагностики усталостного разрушения детали, заключающийся в том, что измеряют характерный размер структурных составляющих материала вне зоны развития трещины, по которому определяют размер пластической зоны в вершине трещины, и определяют зависимость степени микроискажений кристаллической решетки материала участка на поверхности излома в направлении от очага разрушения до максимально удаленного участка фронта(57) Изобретение относится к способам диагностики усталостного разрушения. Цель изобретения - повышение точности диагностики разрушения деталей из жаропрочных никелевых сплавов, Поверхности изломов разрушенных деталей подвергают рентгенографированию. Определяют средний размер зерна материала в плоскости, параллельной плоскости развития трещины, по которому судят о размере пластической зоны в вершине усталостной трещины. О характере разрушения судят по точкам перегиба зависимости степени искажений решетки от удаленности от очага разрушения,трещины от расстояния от этого участка до очага разрушения, по точкам перегиба которой с учетом размера пластической зонь в вершине трещины судят о характеристиках усталостного разрушения,Недостатком известного способа яьляется применимость его только для титановых сплавов с пластинчатой структурой, го накладывает существенные ограничения на его использование с учетом широкой номенклатуры применяемых в машиностроении материалов,Цель изобретения - расширение технологических возможностей путем обеспечения диагностики усталостного разрушения деталей из деформируемых жаропрочных сплавов на никелевой основе.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу диагностики усталостного разрушения детали в качестве характерного размера структурных составляющих материала, соответствующего размеру пластиче 1744583ской зоны в вершине усталостной трещины при ее развитии от очага разрушения до первой точки перегиба, определяют средний размер зерна материала детали в плоскости, параллельной плоскости развития трещины,Способ осуществляют следующим образом.Поверхности изломов разрушенных вследствие усталости образцов или деталей подвергают рентгенографированию с помощью дифрактометра, определяют ширину рентгеновской интерференционной линии В в зависимости от глубины трещины 1. Строят зависимость В - 1, по которой определяют первую точку перегиба и ее проекцию на ось абсцисс,На шлифе, приготовленном в плоскости, параллельной поверхности разрушения, определяют среднюю величину зерна с 1,р методом подсчета количества зерен, приходящихся на единицу поверхности шлифа.С использованием известных формул механики разрушения определяют размах коэффициента интенсивности напряжений, принимая за размер зоны пластической деформации в вершине трещины средний размер зерна:ЛК =ОО,2 ,ДЙГ н (1) где А=О,ОЗ 3,и уровень номинальных напряжений, вызвавших зарождение и распространение усталостной трещины:Ь К О 0,2 43 с2 Гном = р- - р"где У - геометрический фактор детали или образца;11 - длина трещины до первого перегиба на кривой В=%),П р и м е р, Поверхность усталостного излома квадратного образца с односторонним боковым надрезом из деформируемого жаропрочного сплава на никелевой основе, испытанного при температуре 650 С (растяжение при отнулевом цикле), анализировали с помощью оптического бинокулярного микроскопа МБС. По ориентации элементов макрорельефа излома установили место расположения очага разрушения образца. На дифрактометре ДРОН-УМ 1 проводили рентгеноструктурный анализ излома, Рентгеносъемку осуществляли в железном излучении, регистрируя линию (222) й 1, в направлении от очага разрушения по линии максимального удаления от него фронта усталостной трещины, Шаг измерений составлял 0,5 мм, Для усреднениярезультатов сьемку в каждой точке повторяли 5 - 7 раз. По результатам измерений строили зависимость ширины рентгеновских интерференционных линий от глубины тре щины 1, по которой определяли первую точку перегиба, По проекции указанной точки на ось абсцисс определили, что глубина трещины 11 составляет 6,7 мм.На металлографическом шлифе,приго товленном в сечении, параллельном поверхности разрушения, определяли средний размер зерна материала в соответствии с ГОСТ 5639-65, Средний размер зерна составил 0,09 мм, 15 На стандартном образце, вырезанном из исследуемого образца, определяли предел текучести при температуре 650 С (о 3=85 кгс/мм ),Значение геометрического фактора У 20 для 11=6,7 мм составило 6,119.Значение о,м определяли по формуле (2):88нннн нцн нннн = 8,86 кгс/мм . Полученный результат удовлетворительно согласуется с величиной номинального напряжения, при котором был испытан образец (9,12 кгс/мм 2), Формула изобретения Способ диагностики усталостного разрушения детали, заключающийся в том, что измеряют характерный размер структурных составляющих материала вне зоны развития трещины, по которому определяют размер пластической зоны в вершинетрещины, и определяют зависимость степени микро- искажений кристаллической решетки мате риала участка на поверхности излома в направлении от очага разрушения до максимально удаленного участка фронта трещины от расстояния от этого участка до очага разрушения, по точкам перегиба которой с учетом размера пластической зоны в вершине трещины судят о характеристиках усталостногоразрушения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности диагностики разрушения деталей из жаропрочных никелевых сплавов, в качестве характерного размера структурных составляющих материала, соответствующего размеру пластической зоны в вершине усталостной трещины при ее развитии от очага разрушения до первой точки перегиба, определяют средний размер зерна материала детали в плоскости, параллельной плоскости развития трещины,