Способ определения внутренних напряжений в полых цилиндрических деталях

(51)5 6 01 В 5 ГОСУДАРСТВЕННПО ИЗОБРЕТЕНИПРИ ГКНТ СССР КОМИТЕТИ ОТКРЫТИЯ ИЗО ЕТЕНИЯ ОПИ КОМУ СВ ЕЛЬСТВУ В ргическии убопрокат.Лещенко,Хаустов ипряжен УТРЕН- ИЛИНДласти испыу полых ци- еременнМ 1(71) Днепропетровский металлуинститут и Днепропетровский трный завод им. Ленина(56) Авторское свидетельство СССМ 896375, кл. б 01 В 5/30, 1980.Биргер И,А. Остаточные наМ Машгиз, 1963, с, 126 - 127.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯНИХ НАПРЯЖЕНИЙ В ПОЛЫХРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЯХ(57) Изобретение относится к обтаний изделий, имеющих формлиндров с постоянной или и Изобретение относится к области испытания изделий, имеющих полую цилиндрическую форму и выполненных из одного или несколько материалов Известен способ определения остаточных напряжений в цилиндрических деталях, включающий надреэку детали на сходные образцы в радиальном и осевом направлениях измерения изгибных деформаций, упругие деформации при фиксации нвдреэанных концов, удаление кольцевых слоев, температурное воздействие на деталь перед освобождением надрезанных концов от фиксации.Наиболее. близким по технической сущности к данному способу является способ толщинои стенки по периметру сечения и вдоль оси. Цель изобретения - повышение точности за счет уменьшения погрешностей., вносимых разрезанием, После каждой операции механического воздействия на образцы производят их 1 - .3-кратную термоциклическую обработку, охлаждая до -70-150 С со скоростью 20100 С/с. затем нагревая охлажденные образцы до + 1040 С со скоростью 2050 С/с, При этом нагрев и охлаждение образцов производят в средах с неодинаковой теплопроводностью. Число циклов термациклической обработки поддерживают одинаковым после всех последовательных операций механического воздействия, а отношение скаростей нагрева и охлаждения между последовательными операциями механического воздействия поддерживают постоянным, 1 табл. определения внутренних напряжений, - фвключающий вырезку из детали участкафиксированной длины, измерение геомет- фърических размеров вырезанного участка иопределение по полученным данным внут- уренних напряжений в детали.Однако этот способ не обладает достаточной точностью проведения исследований, не уменьшает трудоемкостьэксперимента и не снижает погрешности,возникающие в процессе его, что является анедостатком способа.Цель изобретения - повышение точности эксперимента за счет уменьшения погреш.н остей.Сущность изобретения заключается вследующем, 1772595После каждого разрезания детали осуществляют 1 - 3-кратную термическую обработку .участка детали, в процессе термообработки измеряют температуру поверхности участка детали, при термообработке участок детали охлаждают до температуры -150 11- 70 С со скоростью 20 - 100 С/с и затем нагревают до температуры + 1012 5 + 40 С со скоростью 20-50 С/с, Участок детали термообрабатывают после вырезания его из детали и после его разрезания равное число раз и поддерживают равное отношение скорости охлаждения и скорости нагрева. Нагрев и охлаждение осуществляют в средах С неодинаковой твплопроводностью, Каждый полн ый цикл термообработки снимает неравномерность наведенных предшествующей механической обработкой технологических внутренних напряжений, снижая пиковые значения до среднего уровня, или существенно снижает их величину. Ожидаемый эффект достигается после максимум 3 циклов, Более, чем три цикла обработки не дают сколько-нибудь заметного дополнительного эффекта снижения разброса напряжений, при этом существенно повышается трудоемкость эксперимента. Чередование равномерного нагрева и охлаждения сопровождается чередованием равномерных деформаций всестороннего сжатия-расширения. Начальное охлаждение производят для того, чтобы не допустить возможное перераспределение напрякений за Счет развития микротрещин, имеющего место при растяжении неоднородном). Предельные значения температур охлаждения -150т 1 5 - 70 С обусловлены тем, что при значениях менее -70 С упругое сжатие недостаточно для последующего выравнивания и перераспределения напряжений. Верхняя граница температуры нагрева +40 С обеспечивает достижение наибольшей скорости нагрева 50 С/с, а нижняя граница температуры нагрева изделий+10 С способствуетдостижению наибольшего эффекта при термообработке. Скорость нагрева менее 20 С/с не способствует. выравниванию уровня остаточных напряжений, снижает .эффективность эксперимента. Нагрев же охлажденных образцов со скоростью более 50 С/с не улучшает эффективность эксперимента и усложняет реализацию способа.П р и м е р. Определение внутренних напряжений производили в трубах из сталиШХдиаметром 120 мм и толщиной стенки 9,5 мм, полученных горячей деформацией на трехвалкавом раскатном стане. Трубу разрезали на кольца шириной 15-20 мм, которые после измерения диаметра разрезали вдоль образующей. Сравнивали величину внутренних напряжений в партиях из 5 колец по известному и усовершенствованному способам, Параметры режима резания 10 в обоих случаях были одинаковы, Охлаждение с заданными диапазонами скоростей и до заданных температур производили в смесях жидкого азота с жидкими углеводородами (бензин, ацетон. спирт). Нагрев про 15 изводили в средах водорастворимах полимеров с различной температурой. Количественно параметры режимов контролидовакий разброса внутренних напряженийприведены в таблице. Формула изобретения 1. Способ определения внутренних напряжений в полых цилиндрических деталях, заключакицийся в том, что из детали вырезают участок фиксированной длины, измеряют геометрические размеры вырезанного участка и по полученным данным определя 30 ют внутренние напряжения в детали, о т л ич аю щи й с я тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения погрешностей, вносимых резанием, после каждого разрезания детали осуществляют (1-3)-х кратную термоабрабатку участа детали, в процессе термаобработки измеряют температуру поверхности участка детали, при термообработке участок детали охлаждают до температуры511- 70 С соскоро 40 стью 20-100 С/с и затем нагревают до температуры +10 12 +40 С соско 45 ростью 20-.50 С/с. 2, Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что нагрев и охлаждение производят в средахс неодинаковой теплопроводностью.3. Способ по пп, 1 и 2, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что участок детали термообрабатывают после вырезания его из детали и после его разрезания равное число раз.4. Способ по пп. 1 - 3, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что при термообработке после вырезания и после разрезания участка детали поддерживают равное отношение скорости охлаждения к скорости нагрева. ровали с помощью терммапар и регистрирующих приборов,20 Режимы обработок и результаты иссяе1772595 Составитель С.ГитинаТехред М,Моргентал Корректор З.Лончакова Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 3836 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5