Способ определения механических свойств образцов материалов

(19) 5 в 4 й 01 )х)00 фГ . ". .т ".,ФИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ского государ ельского и про ромыдлеости Сдррзк и исслееридлов: в. М.;101. тро. Тума 07(57) Изобретение ной техникс, з ич ления локальных Целью изс) бретен технологических во деления локальных жений н хрупких м относится к изчериецио к способам опредеостаточных напряженийя является расширениезможностей за счет опреостаточных микроцацряталлических магериалах гель ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(56) Мето,ы испытания, кодования чз шиш)строительньСравотк/1 од ред А. Т.Машиностросни, 1)74, т. 2,(54) С 1 ОСОБ О 1 РЕДЕЛЕНИЯ МЕХА)ИЧЕСКИХ СВО 171 СТВ ОБРА;5 ЦОВ МАТЕ- РИАЛОВ Изготовляют лве группы призматических образцов и образцы лля испытания на рзстяжение Терчообраб)дтывают их. Иа приз- мати и ских образцах обсих групп вьцолняк)т налрзт Образцы олнои группы цдгрхжзют до разрушения и о)и лл ляк)т чзксцчдльцос рлтяги вдк)еспряжни. б лл,ллт в ъсте зз. рождения трс. 1 ризчзтические образцы дополнитльной рупы подиргают отпуску, приволяцечу к ргкс ндряж- ний без изменция структурь. Испытывают поочередно призчдтические образцы второй группы ло разрушения и опрс деляк)т разругзк)шую нагрузку Ри на рузку Р обей тек и сти, повыцают температуру спьтая и испытывают образцы до такой температуры, когда Р;=РПрц этой тчпсратуре, соответствук)щей критической температуре хрупкости, испытьвают образцы цз растяжение, определяк)т условный прелс. текучести ст. О локдльноч остт)лоч напряжении г- сулят цо соотношеию: ст с)т Сллт С 1 лл,лл Гд Явт перенапряжение общей текучести.337718 при ст 11, )ст;С 11 чан = Стн Кг ИрИ С 1 гч гнг (Стг,11Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам определения локальных остаточных микронапряжецийПель изобретения -- расширение те- нологических возможностей путем определения локальных остаточных микроцапряжеций в хрупких материалах.Способ осуществляют следующим обра. зом.И:ьготавливают две группы (основную и дополнительную) призматических образцов, которые термообрабатыва 1 от (закаливают) и наносят ца цих налрез и группу образцов лля испытания ца растяткецие, которое также термообрабатывак)тПризматические образцы основной группы нагружакт ло разрушения. Регистриркт разрушакццую нагрузку и ио ее величине и размерам образцов определяют макСИ М а.1 ЬЦОС. РдСТЯГИВа К)1 ЦЕЕ НЗИРЯЖЕЦИЕ 011 чанг ио формлам: 2Пример. Для определения уровня локального остаточного микронаиряжения в стали 18 Х 2 Н 4 ВА в высокопрочном состоянии изготавливают лве группы призматических образцов типа 11(ГОСТ 9454 78, 55 х 10 х х 10 м м, надрез глубиной 2,00 мм, угол раскрытия надреза 45, радиус закругления 0,25 мм) и гладкие образцы МРГ -3 для испытания на настяжение. Образцы термообрабатывакт ио режиму: 950 С, выдержка 10 в печи 30 мин, закалка в волу, выдержкапри 20 С 15 миц. Режим термообработки образцов аналогичен термообработке стали для получения высокоирочного исследуемого состояния. Механические испытания проводят на универсальной испытательной 15 машине, например Ицстрон. Призматические образцы с надрезом одной группы на.гружают сосрелоточенным изгибом с базой 40,0 мм со скоростью траверсы 0,5 см/мин ло разрушения. Регистрируют величину разрушаюьцей нагрузки. Рассчитывают максильальцое локальное напряжение в месте зарождения трещины, вызванное действием нагрузки, приложенной извне, и действием концентратора напряжений по указаннымфсрму)ам25 При расчете берут слелук)ьцие исходныелднные: 1.=40,0 мм В=10 мм; а=2,00 мм;стгг=3 Р 1,(2 В(Н а) ),гле с 11.; - максимальное локальное растя.гивающее напряжение;ст - предел текучести;Я перенапряжение обсцей текучести;ст номинальное напряжение (безучета концентрации иругих напряжений);Кт - коэффициент концентрации упругинапряжений;пн - номинальное напряжение начала общей текучести;Р рдзрушаюсцая нагрузка;расстояние между опорами,В толщина образца;Н высота образца;д глубина надреза.,Чсиолцительнук группу иризматическиобразцов и группу образцов лля испытаниянд растяжение, прошедших термообработку,иолвергдкт отпуску, иривсляьцельу к релаксации остаточнынапряжений без изменения структуры. Затем начинают испытывать лош)лцительную группу призматическихобразцов ло разршения, фиксируя разрушакщую цдгрузку Р и нагрузку Р обсцейтекучести, иоцижакт температуру, снова испытывают слелукцций образец и так до выявлс ния критической температуры хрупкости,ири которой Р=Ргн Нгл На образца дорастяжения оирелеляют условный прелел текучести сттири определенной критическойтемпературе хрупкости, а о локальном остаточном напряжении стан судят по соотношению:чтиСтан = Стт Оггт (ч)11 чанг . К =3 47; о.=600 МГ 1 а; Я =28; стн=1 с)5 ст; Р= 910 кг; ст =1790 МПа;ст,1.н=2458 МГа.30Призматические образцы лругой группыи образцы МРГ 3 с целью релаксации остаточых микронаиряжений без изменения структуры стали после закалки полвер 1 ают отпуску: 100 С 2 ч.35 Призматические образцы с надрезомиспытывают трехточечным изгибом аналогичным образом ири комнатной температуре, ОцрсдЕЛяЮт ра ЬруваЮцгЮ НаГруЗКу Р И Нагрузку обсцей текучести Рсттснижают температру испытания лля слелуюшего образца и повторяют процедуру испытания, ступенчато понижая температуру ло установлсция критической температуры .хрупкости, ири которой Р=Р .При установленной критической температуре хрупкости (Т.1 =95) определякт условный прелел текучести (ст) ио результаталь испытаний ца растяжение тре гладких образцов МРГ -3 ири скорости траверсы испытательной машины 0,5 см/мин. Опреле.ленная таким образом величина условного50 ирелела текучести стт(Тнн)=1600 МПа.Критическое максимальное локальное растягивающее напряжение определяют по формулест =ст (Т.) Ягг.Величина критического максимального55 локального растягиваюьцего напряжения, вместе действия которого происходит зарождение трещины, является структурной характеристикой материала и не зависит от133773вида напряженного состояния, геометрии образца и надреза. Установлено что гт. = =1600(МПа) 2,18=3488 МПа.Величину локального остаточного микро- напряжения определяют как разность критического максимального локального растягивающего напряжения гтопределенного по результатам испытаний образцов после низкого отпуска, приводящего к релаксации локальных остаточных микронапряжений без изменения структуры стали, и макси О мального локального растягивающего напряжения гт.-, определенного по результатам испытания образцов в свежезакаленном состояниигт-=гт, - гтнз. =1030 МПа. 15Величина локального остаточного микро- напряжения в стали 18 Х 2 Н 4 ВА после термообработки и отдыха 15 мин и-=1030 МПа. Формула изобретения20 Способ определения механических свойств образцов материалов, по которому18изготавливают призматические образцы с надрезом, термообрабатывают их, нагружают до разрушения и определяют максимальное растягивающее напряжение гт в месте зарождения трещины, отличающиг 1 ся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем определения локальных остаточных микронапряжений в хрупких металлических материалах. изготавливают дополнительную группу призматических образцов с надрезом и группу образцов для испытания на растяжение, подвергают эти группы образцов термообработке и релаксации остаточных напряжений без изменения структуры, определяют на дополнительной группе призматических образцов критическую температуру хрупкости, при которой разрушающая нагрузка равна нагрузке общей текучести, а на группе образцов для испытания на растяжение условный предел текучести о."ф при этой температуре, а о локальном остаточном напряжении судят по соотношениюпв /-ъи =гттув 1 - стчан,где Я- перенапряжение обгцей текучести.(.оставитель Г. Ротниплий Редактор 71 11 иолинская Текред И. Верее Корргктор М. Шнроши Заказ 4118 Тираж 776 11 одписное ВНИИ 11 И Гос 1 дарственного комитета О:СР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж -35, Раз гиская наб, д 45 11 роиаводственно-олиграфическое предприятие, г Ужгород, 1 л. 11 роектная, 4