Способ изготовления образцов для механических испытаний

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 141291 28/00, 6 01 Х 1/00 1)4 В ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБРАЗЦОВ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ(57) Изобретение относится к испытанию материалов, а именно к способам изготовления образцов с острым надрезом для проведения испытании на ударную вязкость, циклических испытаний и т. п., и может быть использовано в различных областях науки и техники. Цель - повышение достоверности результатов испытаний за счет повышения точности выполнения надреза. Образец из испытуемого материала разрезают по две части. На поверхностях реза полученных частей выполняют ступеньки, размеры которых соответствуют размерам надреза, после чего обе части образца соединяют между собой по выступам ступенек с использованием способов, не вызывающих изменения структуры материала образца, например диффузионной сваркой. В результате этой операции ст)пенька превращается в надрез заданных размеров и формы. 4 з. п. ф-лы, с 4 ил.ФИзобретение относится к испытаниям материалов, а именно к способам изготовления образцов с острым надрезом для проведения испытаний на ударную вязкость, циклических испытаний и т. п и может быть ипользовано в различных отраслях науки и техники.Целью изобретения является повышение достоверности результатов испытаний за счет повышения точности выполнения надреза.Иа фиг. 1 представлен образец до разрезки, общий вид; на фиг. 2 - схема реализации способа при выполнении ступени только на одной части образца; на фиг, 3 - то же, при выполнении ступени на обеих частях; на фиг. 4 - образец после соединения частей, общий вид.Способ осуществляют следующим обра 1 ом.Из исследуемого материала вырезают образец требуемых размеров и формы, например, в виде прямоугольного бруска 1 с размерами а, в и с (фиг. 1). Брусок разрезают перпендикулярно одному из ребер на две части 2 и 3. Поверхности реза делают ллоскими, обрабатывая их по определенному классу чистоты с определенной высотой микронеровностей К . Затем на поверхности реза одной (фиг, 2) или обеих частей (фиг. 3) выполняют ступеньку 4, высота которой равна ширине надреза, который необходимо получить, плюс величина К 1 при выполнении ступенек на обеих частях их высоту выполняют в два раза меньше). Поверхность впадины ступеньки обрабатывают с частотой, обеспечивающей получение К не менее, чем 0,5 Кповерхности вьступа.Далее совмещают обе подготовленные таким образом части бруска до восстановления исходной (первоначальной) формы (фиг. 4) и сваривают их в условиях, исключающих плавление материала, но обеспечивающих получение равнопрочного соединения без изменения исходной структуры и свойств, например, диффузионной сваркой. При диффузионной сварке происходит смятие микровыступов на свариваемой поверхности, при этом максимальная величина пластической деформации микровыступов при образовании полного (100%) физического контакта не превышает 50%, что соответствует уменьшению высоты микровыступов на 0,5 К . При получении равнопрочного соединения в плоскости реза ранее образованная ступенька превращается в надрез 5 с регламентированными параметрами - глубиной, шириной, толгциной реза, радиусом при вершине и плоскостностью сс расположения. Меняя количество удаляемого металла (высоту) ступеньки, можно регулировать толщину концентратора. Предлагаемым способом получают концентратор напряжений в образце с регламентированными параметрами щели. Возможно видо формула изобретения 50 55 5 10 15 20 25 30 35 40 изменение способа, которое состоит в том, что перед сваркой двух частей образца на поверхность впадины ступеньки наносят слой материала, например, напылением, который препятствует сварКе в месте его нахождения, удаляемый после выполнения сварки, например, травлением.Пример. Образцы из стали ВСт.ЗспЗ размером 10 р,10 К 56 мм разрезали на две равные части (перпендикулярно боковым граням); образовавшиеся две поверхности протачивали до К=6,0 - 6,2 мкм. После этого образовавшиеся плоские поверхности обрабатывали (обжимали) плоским сапфировым диском с К =0,01 - 0,03 мкм на расстоянии до 2 мм от боковой грани при Т=650 в 6 С, нагрузке 200 кгс (статическое воздействие нагрузки) в течение 30 мин. В результате на поверхности образца в глубину до 2 мм было обеспечено смятие микровыступов до К =2,8 - 3,0 мкм и образовалась ступенька на каждой половине образца. После этого обе части образца были совмещены в приспособлении и сварены диффузионной сваркой при параметрах, обеспечивающих получение качественного равно- прочного соединения: Т=850 С, уд. давление сжатия 2,0 кгс/мм, и времени сварки 20 мин при глубине вакуума 1 - 5 10 мм рт. ст Металлографический анализ зоны соединения показал наличие общих зерен в плоскости контакта, отсутствие непровара, пор, несплошностей и плоскости сварки. Толщина образовавшейся щели - концентратора составила 2,5 - 2,8 мкм.Испытания образцов в количестве 10 шт. на ударную вязкость из стали ВСт, ЗспЗ при +20 С показали следующие значения: 6,9; 7,0; 7,0; 6,0; 6,9; 7,0; 7,0; 7,0; 7,0;7,0 кгс м/см.Полученные данные хорошо согласуются с данными на ударную вязкость для данной стали и толщин 10 - 25 мм.Применение данного способа позволяет значительно повысить точность размеров и формы концентратора в испытуемом образце и тем самым повысить точность получаемых результатов.. Способ изготовления образцов для механических испытаний, при котором из исследуемого материала вырезают образец заданных размеров и формы и выполняют в нем острый надрез, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности результатов испытаний за счет повышения точ. ности выполнения надреза, образец по месту расположения надреза разрезают на две части, а надрез выполняют путем образования на поверхностях реза обеих частей образца ступенек, размеры которых соответствуют размерам надреза, и соединения .;ежду собой частей образца по вьнтупам сгу,е, 1, ) р)и.)во.)ет пенек методами сварки, не вызывающими изменения структуры материала.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ступеньку выполняют только на одной части образца.3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что части образца соединяют между собой диффузионной сваркой. Соста вхан ТехреТираж4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что перед соединением поверхность впадины ступеньки одной из частей образца покрывают материалом, препятствующим проведению диффузионной сварки, а после соединения его удаляют.5. Способ по п. 4, отличающиися тем, что удаление материала производят травленим.