Способ определения физико-механических характеристик материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 19) (111 511 С 01 И 3/42СЯгювымя 4ЙА ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 565467/25-282.03.830.08,84. Бюл. В 32.И. Булычев, М.Х. Боролотова, В.П. Алехин о Опр ед бра зив вдавлрия ределеодск 1371 ыДф 1 О 3 3 ф Гпубина оптечатка сстанобпеное отпечаГпка й)Рол(53) 620.178.152.3 (088.8) (56) 1. Бердиков В.Ф. и др. ление модуля Юнга различных ных материалов методом микр вания. - "Заводская лаборат 1975, В 8, с. 1014-1018.2. Булычев С.И. и др. Оп ние модуля Юнга по диаграмм вдавливания индентора, - "3 лаборатория", 1975, 9 9, с. (прототип),(54)(57) .СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕ-РИАЛОВ, заключающийся в том,что внедряют индентор под нагрузкой в материал, производят разгрузку, регистрируют диаграмму вдавливания иразгрузки, измеряют площадь отпечатка и определяют соответствующуюхарактеристику материала, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюрасширения технологических возможностей, увеличивают нагрузку, дополнительно внедряют в тот же отпечаток индентор, разгружают его и измеряют площадь отпечатка, а соответствующую характеристику материалаопределяют с учетом дополнительноизмеренной площади отпечатка.костью системыобразец-прибор.Недостатком известного способа является невозможность определения физико-механических характеристик микротел с размерами от нескольких до десятков микрон, поскольку дополнительная деформация сЮ/ДР даже при высокой жесткости прибора соизмерима с величиной ся/сР для материалов микротел. Укаэанная дополнительная деформация зависит от формы и размеров микротела, а также от свойств среды, в которой оно находится. Учесть влияние этих факторов известными способами невозможно.Цель изобретения - расширение технологических возможностей способа путем обеспечения возможности определения характеристик микротел, прежде всего модуля Юнга и микро- твердости.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения физико-механических характеристик материалов, заключающемуся в том, что внедряют индентор под нагрузкой в материал, производят разгрузку, регистрируют диаграмму вдавливания и разгрузки, измеряют площадь отпечатка и определяют соответствующую характеристику материала, увеличивают нагрузку, дополнительно внедряют в тот же отпечаток индентор, разгружают его и измеряют площадь отпечатка, а соответствующую характеристику материала определяют с учетом дополнительно измеренной площади отпечатка. 4 1111065Изобретение относится к способамиспытания материалов путем вдавливания индентора с непрерывной илидискретной регистрацией нагрузкии глубины отпечатка и может быть 5использовано при испытании объектов,размеры которых малы (микротела),например различные фазы, интерметаллидные прослойки, отдельные частицыпорошков, различные тонкие спецпо Окрытия и спецслои.Известен способ определения модуля Юнга различных абразивных материалов методом микровдавливания,который основан на классическом решении задачи Герца об упругом вдавливании сферического индентора в упругое полупространство 711.Недостатком способа является необходимость выполнения требования 20равенства нулю деформации на границераздела такого объекта с окружающейсредой. Это требование обусловливает необходимость увеличения размеров таких объектов. Кроме того, 25на поверхность испытываемого объекта необходимо нанести тонкий слойпокрытия, а сам контур площади упругого контакта размыт, что вноситдополнительные погрешности, 30Наиболее близок к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату способ определенияФизико-механических характеристикматериала Г 2 3, заключающийся в том,что внедряют индентор под нагрузкойв материал, производят разгрузку,регистрируют диаграмму вдавливанияи разгрузки, измеряют площадь отпечатка и определяют соответствующуюхарактеристику материала, например,модуль Юнга Е по формуле: диаграммы;ои/3 Р - дополнит ел ьнаядеформация, с вязанная с жест/с 1 Р где р, 4,Е и- коэффициенты Пуассона и модули Юнга материалов образца и итора,: площадь проекцииОтпечаткакотангенс угла аклона начального участка ветви разгружения На фиг.1 изображена типовая диаграмма вдавливания "нагрузка-глубина отпечатка"; на фиг.2 - диаграмма первого до нагрузки Р и повторного до нагрузки Р вдавливания в тот же отпечаток с регистрацией ветвей нагружения и разгрузки.Способ реализуется следующим образом.В выбранную точку микротела внедряют индентор, производят разгрузку, регистрируют диаграмму вдавливания до нагрузки Р и последующей разгрузки. Измеряют с помощью микроскопа площадь отпечатка, а также1111065 ставитель Н. Шпунькинхред Л,Коцюбняк Корректор М. Максимишин тор Л. Пчелинская акаэ 6301/ лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 ВНИИПИ Го по дел 113035, Москкраж 822 сударственного ам изобретений ва, Ж, Рауш