Устройство для определения твердости материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 17392 51)5 6 01 й 3/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,ОКА/42, 1971. на ка,Устройство содержит тор 2, соосный с ним узе дентора, вцполненн цилиндрической пружины орпус нагруж й в изготовле 1, инденения ини,В,Киц РЕЛЕ НИЯ борам для в по твер;ение экстройства. дентором,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДТВ Е РДОСТИ МАТЕ РИАЛОВ57) Изобретение относится к приисследования свойств материалодости. Цель изобретения - расширплуатационных возможностей усУстройство содержит корпус с ин Изобретение относится к испытательной технике, а именно к приборам для исследования свойств материалов по твердости.Известно устройство для определения твердости материалов, содержащее корпус, размещенные в нем индентор, соосный с ним.узел нагружения индентора, датчик нагрузки и узел регистрации геометрических параметров отпечатка.Недостаток устройства - узкие эксплуатационные возможности, обусловленные низкой точностью нормирования и дискретностью приложения нагрузки, создаваемой узлом нагружения индентора. Это сужает возможности устр(1 йства по номенклатуре испытуемых материалов (сложность испытаний высокопластичных материалов и хруп. ких тонких пленок), рабочему ходу индентора и плавности приложения нагрузки. соосный с ним узел нагружения индентора, выполненный в виде цилиндрической пружины, изготовленной из материала с памятью формы, связана с системой нагрева путем пропускания по ней электрического тока и размещена в кожухе, образованном телескопически складываемыми полыми цилиндрами, основания которых жестко соединены соответственно с корпусом и индентором и электрически изолированы опорными тарелями пружины, наименее ма-. териалоемкое сечение которой снабжено задатчиком температуры, одновременно используемым в качестве датчика нагружения. 1 3;и. Ф-лы, 2 ил. ВаЦель. изобретения - расширение эксплуатационных возможностей устройства,Указанная цель достигается тем, что й узел нагружения индентора выполнен в ви- Сде жестко связанной одним концом с корпу- ( р сом цилиндрической пружины из материала с памятью формы с сечением проволоки. монотонно увеличивающимся в направле- "ф .нии индентора, при этом:датчик нагрузки 0 представляет собой датчик температуры, Оь связанный с витком цилиндрической пружинц, сечение проволоки в котором наименьшее,На фиг,1 схематично изображен узелгружения индентора, общий вид; на фиг.2его температурно-силовая характеристи 1739263иэ материала с памятью формы, например, из отечественного сплава ТН 1. Сечение проволоки пружины 3 монотонно увеличивается в направлении индентора 2, Кроме того. пружина 3 снабжена системой.электропитания, представляющего собой источник 4 тока, токоподводы 5 и ключ б, Верхняя 7 и нижняя 8 опоры пружины 3 изготовлены из материала с высокими электро- и тепло- изоляционными свойствами. 8 целях безопасности привод индентора 2 закрыт кожухом, выполненным в виде телескопически склады ваемых обечаек 9 и 10. Наименее материалаемкий участок пружины 3 снабжен датчиком 11 температуры (например, термопарой, рабочий спай которой зачеканен в проволоку пружины), выведенным на регистрирующий прибор 12, при этом датчик температуры одновременно служит датчиком нагрузки.Перед использованием устройства снимают его температурно-силовую характеристику (фиг.2), для чего демонтируют с индентора 2 испытательную головку, устанавливают на рабочем столике (не доказан) образцовый динамометр и подводят егО до соприкосновения с индентором, при этом пружина 3 остается в ненапряженном состоянии (точка а, фиг.2), Затем производят нагрев пружины 3 путем пропускания по ней электрического тока, замкнув ключ б. О температуре нагрева судят по прибору 12, В процессе нагрева (участок ав) вплоть до температуры Ан(температура начала обратного мартенситного превращения в материале пружины 3), пружина 3 остается в ненапряженном состоянии, а при последующем нагреве (участокс) до температуры А (температура конца обратного мартенситного превращения материала пружины) она генерирует усилия от 0 до Рмакс При этОм обеспечивается, плавность нарастания нагрузки в процессе нагрева за счет монотонного увеличения сечения пружины 3, так как обратное мартенситное превращение первоначально протекает в наименее материалоемких витках пружины, имеющих более высокое электросопротивление, что способствует постепенному нарастанию волны деформации в направлении индентора.После нагрева выключают электропитание пружины 3. Начинается ее естественное охлаждение, в процессе которого нэ участке сб значение усилия не изменяется. В интервале температур М,-М 4 (температура соот 50 ра2.Устройство по п.1, о т л и ч э ю щ е е с ятем, что датчик нагрузки представляет собой датчик температуры, связанный с витком цилиндрической пружины, сечениепроволоки в котором наименьшее. 102025303540 ветственно начала и конца прямого мартен- ситного превращения в материале пружины) усилия воздействия пружины 3 на индентор 2 уменьшаются от Рилакс до 0 (участок бе). По результатам одновременной регистрации температуры и нагрузки определяется температурно-силовая характеристика устройства (еЬсбе), нагрузочнымучастком которой является участок Ьс, а разгрузочным - участок бе (при необходимости нагрузка может быть снята соответствующим перемещением рабочего столика устройства). Пунктирами показаны участки температурно-силовой характеристики (нагрузка Ы и разгрузка дц) привода, пружина которого выполнена иэ проволоки одинакового сечения (фиг,2);Устройство применяют следующим образом.Испытуемый образец при комнатной температуре размещают на рабочий стол и подводят под индентор 2, снабженный рабочей головкой. Задаются требуемым усилием, например Рь которое необходимоприложить к индентору, По температурносиловой характеристике определяют температуру нагрева Т; пружины 3. Подают электропитание на пружину и производят ее нагрев.Предложенное устройство имеет широкие эксплуатационные возможности по диапазону режимов нагружен ия, что расширяет номенклатуру испытуемых материалов и образцов. Формула изобретен ия 1. Устройство для определения твердости материалов, содержащее корпус, размещенные э нем индентор, соосный с ним узел нагружения индентора, датчик нагрузки и узел регистрации геометрических параметров отпечатка, о т л и ч э ю щ е е с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей, узел нагружения индентора выполнен в виде жестко связанной однимконцом с корпусом цилиндрической пружины из материала с памятью формы с сечением проволоки, монотонно увеличивающимся в направлении индентотвенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, у Прои ина аквз 1998 . Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5