Высокотемпературный твердомер

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1) 4 С 01 И 3/5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ РЕТЕНИЯ " .,ПИСАНИЕ ИЗОБ А ВТОРСНОМ,К СВИДЕТЕЛЬС Ъ(56) Авторское свидетельство СССРУ 186180, кл. С 01 М 3/54, 1965,Кульбах А.А. и др, Установка дляизмерения микротвердости при высокихтемпературах. - Заводская лаборато"рия, 1972, У 9, с. 1146.(54) ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ ТВЕРДОМЕР (57) Изобретение относится к испытательной технике, а именно к измерениям микротвердости при повышенных температурах. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей прибора за счет определения анизотропных свойств материалов, повышение точности и надежности. В твердомере, содержащем вакуумную камеру 1, предметный стол 2, индентор 4, механизм 5 нагружения, узел 6 нагрева образца и индентора 4, микроскоп 7, механизм 8 перемещения предметного сто1392445 ла 2 от микроскопа 7 под индентор 4и механизм 9 перемещения предметногостола 2 в двух взаимно перпендикулярных направлениях, механизм 5 нагруже"ния выполнен в виде двух вакуумно-уплотненных коаксиально расположенныхцилиндров, внешний из которых жестко Изобретение относится к испытательной технике, а именно к измерениям микротвердости при повышенных температурах.Целью изобретения является расши 5 рение функциональных возможностей прибора за счет определения анизотропных свойств материалов, повышение точности и надежности.На фиг, 1 схематично представлен10 высокотемпературный твердомер; на фиг, 2, 3 и 4 - механизм нагружения образца, примеры выполнения.Высокотемпературный твердомер содержит вакуумную камеру 1, в которой расположен предметный стол 2 для крепления образца 3, индентор 4, связанный с механизмом 5 нагружения образца 3, узел 6 нагрева образца 3 и индентора 4, микроскоп 7, механизм 8 ,перемещения предметного стола 2 от микроскопа 7 под индентор 4 и механизм 9 перемещения предметного стола 2 в двух взаимно перпендикулярных направлениях в плоскости, перпендикуляр ной оси индентора 4.Механизм 5 нагружения образца 3 выполнен (фиг, 2) в виде двух ваку- умно-уплотненных коаксиально расположенных элементов (цилиндров) 1 О и 11, 30 причем цилиндр 10 соединен с вакуумной камерой 1, а цилиндр 11 может вращаться вокруг своей оси. Внутри цилиндра 11 на упругих элементах 12 подвешен индентор 4 и установлен узел нагружения индентора 4, состоя 35 щий из штока 13, грузов 14, опорного кулачка 15 на валу 16 и шкалы 17. Шток 13 с грузами 14 выполнен с воэмо ностью перемещения вверх-вниз, а 40 вал 16 - с возможностью вращения вокруг своей оси,соединен с вакуумной камерой 1, а внутренний может вращаться вокруг своей оси и в нем закреплен на упру. гих элементах индентор 4 и установлен узел нагружения индентора. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. Механизм 5 нагружения образца 3 может быть выполнен (фиг. 3) иэ не- магнитного стакана 18 (например, из нержавеющей стали), соединенного с вакуумной камерой 1, магнитной втулки 19 (например, с запрессованными постоянными магнитами), которая вы" полнена с возможностью вращения вокруг своей оси, и магнита 20, установленного с воэможностью вращения вокруг стакана 18 и для взаимодействия с втулкой 19.Механизм 5 нагружения образца 3 может быть снабжен (фиг. 4) шаговым двигателем 21, кинематически связанным линией 22 связи с цилиндром 11 или магнитом 20, и блоком 23 управления шаговым двигателем 21.Высокотемпературный твердомер работает следующим образом.На образец 3, закрепленный на предметном столике 2, производят внедрение индентора 4 при помощи механизма 5 нагружения образца 3. Затем образец 3 при помощи механизма перемещения перемещают от индентора 4 к микроскопу 7, который настраивают на отпечаток индентора 4. При проведении испытаний образец 3 закрепляют на предметном столике 2, вакуумируют камеру 1, подводят образец 3 при помощи механизма 8 перемещения предметного столика под микроскоп 7, предварительно настроенный на точку внедре. ния индентора 4, перемещая образец 3 в двух взаимно перпендикулярных нап" равлениях при помощи узла 9 перемеще ния, выбирают микрообъект (зону) для исследований на поверхности образца, посредством механизма 8 перемещают образец под индентор 4, при помощи механизма 5 нагружения образца путемповорота индентора 4 вокруг его оси осуществляют нужную ориентацию индентора относительно осей образца, Затем образец 3 и индентор 4 при помощи уз 5 ла 6 нагрева нагревают до необходимой температуры и производят внедрение индентора 4 в образец 3 в выбранную точ. ку (зону) при необходимой ориентации индентора 4 относительно осей образца 3. Дальнейшие исследования производят аналогично: не снижая температуры, производят выбор объекта исследования на поверхности образца, осуществляют необходимую ориентацию ин дентора 4 и производят прицельное внедрение индентора 4 в выбранную точку на поверхности образца.Механизм 5 нагружения образца работает следующим образом. 20После выбора точки приложения наг" руэки (зоны для исследования) путем поворота стакана 11 относительно стакана 10 производят поворот индентора 4, подвешенного на упругих элементах 25 12, вокруг его оси, т,е. осуществляют необходимую ориентацию индентора 4 относительно осей образца. Положение индентора фиксируют по шкале 17. Затем путем перемещения штока 13 при кладывают нагрузку к индентору 4 и путем вращенияопорного кулачка 15 посредством поворота вала 16 осуществляют внедрение индентора 4 в образец,Механизм 5 нагружения образца, по 35 казанный на фиг. 3, работает следующим образом. После выбора на поверхности образца 3 микрообъекта для проведения ис следований образец 3 подводят под индентор 4, который поворачивают, добиваясь необходимой ориентации индентора 4 относительно осей образца 3. Поворот осуществляют путем вращения 45 магнита 20 относительно немагнитного стакана 18, при этом поворачивается магнитная втулка 19 и подвешенный на упругих элементах 12 соосно втулкой индентор 450Угол поворота индентора опре.еляют по шкале 17. Затем, перемещая шток 13, к индентору прикладывают грузы 14 и путем вращения опорного кулвчка 15 посредством поворота вала 16 ос)ществляют внедрение индентора в эчанную область на поверхности обра а при заданной ориентации инденто 1, относительно осей образца. Механизм 5 нагружения образца, снабженный шаговым двигателем 21, работает следующим образом.Образец помещают под индентор 4, предварительно выбрав точку для внедрения индентора 4 на поверхности образца 3. При помощи блока 23 управления двигателем 21 и кинематической связи 22 осуществляют поворот цилиндра 11 на необходимый угол, при этом происходит адекватный поворот индентора 4 вокруг своей оси. Затем при помощи узла нагружения индентора 4 прикладывают нагрузку к индентору 4 и осуществляют внедрение индентора в образец.Формула изобретения1. Высокотемпературный твердомер, содержащий вакуумную камеру, расположенные в ней предметный стол для крепления образца, размещенный напротив него индентор, связанный с. ним механизм нагружения образца, узел нагрева образца и индентора, расположенный вне вакуумной камеры микроскоп, механизм перемещения предметного стола от микроскопа под индентор и механизм перемещения предметного стола в двух взаимно перпендикулярных направлениях в плоскости, перпендикулярной оси индентора, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей эа счет определения анизотропных свойств материалов. он снабжен механизмом поворота индентора в виде двух вакуумно-уплотненных коаксиальных элементов, первый из которых соединен с вакуумной камерой, а второй установлен с возможностью вращения вокруг оси, и закрепленных на последнем и связывающих его с соосно установленным ему индентором упругих элементов.2. Твердомер по и. 1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и надежности, первый элемент выполнен в виде немагнитного стакана, второй - в виде магнитной втулки, а вне вакуумной камеры размещен магнит, охватывающий стакан и установленный с возможностью вращения относительно него и для взаимодействия с магнитной втулкой.3. Твердомер по пп, 1 и 2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что он снабжен шаговым двигателем, кинематически связанным с вторым элементом.1392445 витель д И,Ве А. Лежни ектор окосо енин и отРаушская 303 Ужгоро ои 9 водств роектная,раж 847 арствен КИПИ Госудделам изоб Москва, Ж-полигра ичес Подписномитета СССРкрытийнаб д 4/5