Способ определения эффективного структурного параметра материала

(2 (2 (4 оц н м ехниение кости х р способам рных пана трещи- материала и структурна основе ств матендартных являются ого, а не метода, а ергетичееееееЪ 4890087/2513;09,9007,02,93, Бюл. М 5Бишкекский политехнический институт Ю.В, Сапрыкин, А. Тороев и С,Д. Акимо) Андрейкив А.Е. Методы и средства нки трещиностойкости конструкционх материалов. - Сб, научных трудов, Киев: укова думка, 1981, с, 62 - 73,Сапрыкин Ю.В. и др, Определение граупругопластических зон в изломе консткционных сталей рентгеновским одом. - Заводская лаборатория, 1989, т. %5, с. 37 - 40.) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВГО СТРУКТУРНОГО ПАРАМЕТРА МАТЕ- АЛА Использование: количественная кая экспертиза изломов и опред актеристик трещиностойкости (вя рушения) конструкционных стале Изобретение относится кределения размеров структуметров, эффективно влияющихстойкость и энергоемкостьи разрушении.Известен способ определенияго параметра расчетным путем,рактеристик механических свойала, устанавливаемых при стаханических испытаниях.Недостатками этого способаименение косвенного. расчетнямого физико-механическогокже значительные трудовые, э.ЯХ 1793344 ность изобретения: способ включает формирование усталостного излома в призматическом образце конкретной толщины при заданной начальной скорости роста усталостной трещины, После чего производят многократные рентгеносьемки на определенную глубину с конкретного участка поверхности излома, чередующиеся с химическим стравливанием с излома микро- слоев металла известной толщины. Строят зависимость: физическая ширина дифракционной линии - (Д - расстояние от поверхности разрушения для ограниченной глубины излома и по величине и, которой в конце первого наиболее крутого спада зависимости р = т(п 1) соответствует точка перегиба этой зависимости, определяют величину эффективного структурного параметра материала Ьсп - 2 Ь с учетом ее кратности среднему размеру кристаллического зерна (с 4). ские и материальные затраты на реализацию, особеннодля конструкционных материалов низкой и средней прочности,Известен способ рентгенографического определения размера 2 Ьдзоны предразрушения потолщине пд =и (размер 2 пА этой эоны в направлении нормали к поверхности трещины может совпадать или не совпадать с величиной йсл = 2 й эффективного структурного параметра материала) микрослоя материала под поверхностью излома с наибольшим градиентом зависимости В = (1) интегральной ширины дифракционной линии от текущей глубины излома Ьь являющийся наиболее близким к изобретению потехнической и методической сущности ивключающий получение усталостного излома, прицельно-локальные рентгеносъемки споверхности разрушения при углах сканирования В60 и глубине эффективно рассеивающего слоя Ьэфф, 1 10 м,чередующиеся с химическим стравливани-.ем микрослоев материала толщиной.ЛЬ ==1/2 Ьэфф при условии, что 1/2 Ьзфф510м, с точностью контроля за толщиной Л Ь невыше й 1 мкм, построение зависимости В == ф) и нахождение из нее глубины изломаЬд = Ь, которой соответствует интегральная ширина дифракционной линии Вдф(0,7-0,8)Вр, где Вр - интегральная ширинадифракционной линии при рентгеносъемни-ке непосредственно с поверхности разру-.шения;Недостатками этого способа являютсянизкая достоверность определения величины эффективного структурного параметраматериала Ьсп = 2 Ь и значительные затратына реализацию, обусловленные тем, что неопределены характеристические размеры 25образца и условия формирования усталостното излома при механическом воздействиина материал с трещиной (начальная скорость Чо и начальная длина 1 о трещины), прикоторых глубина излома Ьд совпадает с параметром Ь = 0,5 Ьсп в некотором интервалеизменения длин трещины (1 ок) и не установлены границы этого интервала; толщинаЬЬ5 10 м поочередно стравливаемогос поверхности излома микрослоя материала 35и глубина Ьд,к, рентгенографирования установлена без учета размеров структурных элементов материала и точности достижения по. ставленной цели, поэтому при ЬЬ5 10м и точности контроля за Л Ь не выше 40+ 1 10м погрешность в определении Ьдможет достигать 50;ь и более; произвольноустановлена общаяглубина Ьк - 5 10мхимического стравливания излома, влияющая на точность определения размера 45Ьд =Ь,Поочередные рентгеносъемники с излома предусмотрены только в симметричной геометрии, не позволяющей всегда с достаточной достоверностью определять эффективный структурный параметр материала, особенно при относительно малых его величинах: Ьсп 8 10 м.Условие определения размера Ьд = Ь по интегральной ширине дифракционной линии Вд - (0,7 - 0,8)Вр не является постоянным, поскольку величины Вд и Вр зависят отгеометрии рентгеносъемки,Цель изобретения - повышение достоверности определения эффективного структурного параметра материала при снижении затрат на реализацию.С этой целью применен способ, включающий механическое воздействие на локальные объемы материала с трещиной при начальной скорости Чо = (2-5) 10 м/цикл и начальной длине 1 о усталостной трещины 1 о/В - 0,43 - 0,44 (где В - ширина призматического образца), позволяющее сформировать под поверхностью усталостного разрушения микрослой материала с наибольшим градиентом зависимости ф = ф) физической ширины Р дифракционной линии от глубины Ьь толщина. которого Ь =, Ьд совпадет в определенном интервале 0,44- 0,55 изменения длин 1/В усталостной трещины с величиной 0,5 Ьсп.Параметрами, задающими условия воздействия, являются.характеристические размеры геометрически подобных стандартных призматических образцов(ГОСТ 25,506-85) - толщийа 1 образцов, при 35 мм 1 55 мм, гдет= =фЪ,2) и ширина В, при 0 В =0,5;оптимальные начальная скорость Чо = = (2 - 5) 10 м/цикл и начальная длина 1 О/В = 0,43-0,44 усталостной трещины;определенный интервал 0,44-0,55 изменения длины 1/В усталостной трещины.Физико-химическое воздействие на поверхность темплета, вырезанного из характеристического участка усталостного излома, заключающееся в поочередной рентгеносъемке поверхности темплета излома на заданную глубину Ьд и в химическом стравливании микрослоев материала заданной толщинаЬЬ с указанной поверхности темплета до конкретной глубины.Ьк, позволяющее получить зависимость Р = 1(Ь) и по положению точки перегйба зависимости Р = ф) в конца первого, наиболее крутого спаа этой зависимости определить толщину Ь, по которой устанавливается, в первом приближении, величина Ьсп = 2 Ь эффективного структурного параметра материала, а затем уточняется с учетом ее кратности среднему размеру бз кристаллических зерен материала,Параметрами, задающими условия воздействия, являются жесткость рентгеновского излучения, подбираемая с учетом среднего размера б, кристаллических зерен материала; геометрия рентгеносъемки - асимметричная или симметричная в зависимости от величины бз и жесткости рентгеновского излучения; глубина Ьд -- 1 Щ рентгеносъемки при условии, что (бз/Ьз.к.)1793344 Составитель Ю.СапрыкинТехред М,Моргентал КоРРектоР О Гст е актор аз 500 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 венно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 роизв 5-о - целое число, большее единицы; толщиа Л Ь = 0,5 оз микрослоев материала пооЧередно химически стравливаемых с Формула изобретенияСпособ определения эффективного структурного параметра материала, характеризующего его трещиностойкость, заключающийся в.том, что определяют предел т кучести сЪ,2 и средний размер бз кристалл ческих зерен материала, выращивают уст лостную трещину в стандартном образцеатериала толщиной т и шириной В при у ловии т/В =0,5 путем приложения эксцентричного циклического растяжения при постоянной нагрузке до излома образца, вырезают темнлет из характеристического участка излома, определяют зависимость ф= 1(Ь) физической ширины дифракционной л нии от глубины Ь путем поочередной рент еносьемки поверхности темплета излома н глубину Ьз и химического стравливания м крослоев материала толщиной Л Ь с указ нной поверхности темплета до глубины и лома Ь, по найденной зависимости опред ляют толщину Ь микрослоя материала и д поверхностью разрушения с наибольповерхности усталостного излома: конечная глубина Ь = (2,5-3)оз химическогостравливания излома. шим градиентом этой зависимости и определяют величину искомого структурного параметра Ь из соотношения Ь= 2 Ь,о т л и ч а ю щ и й с я тем что, с целью повышения достоверности при снижении затрат на реализацйю, выращивание усталостной трещины производят при начальной скорости Чо =(2 - 5) 10 м/цикл и начальной длине о-9трещиныо/В =0,43 - 0,44, глубинуизлома Ь выбирают из.условия Ь = (2,5 - 3,0)бз, рентгеносъемку,производят в асимметричной или симметричной геометрии с участков поверхности темплета излома, расположенных на расСтоянии 1 от точки приложения нагрузки при 1/В = 0,44 - 0,55, толщину ЛЬ стравливаемых микрослоев материала выбирают из условия Ь Ь = 0,5 бз, толщину Ь определяют по положению точки перегиба зависимости р(Ь) в конце первого, наиболее крутого спада этой зависимости и величину Ь определяют с учетом ее кратностивеличине бз.