Способ определения ударной вязкости сплавов

)5 С 2101 ЗОБРЕТЕН ОПИСАН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретение относится к металлургии, а именно к способам определения физико- механических свойств сталей и сплавов, Цель изобретения - снижение трудоемкости измерения. Способ включает фиксацию распада твердой фазы, проводимого с помощью электрического разряда, с выраженной селективностью разрушения, построение кривых быскривания, нахождение ударной вязкости по эталонной кривой ан=ЦЯ), где 3 - разность площадей под кривыми обыскривания. Способ позволяет существенно снизить трудоемкость и время измерения ударной вязкости. 2 ил 1 табл,(21) 4775396/02(71) Днепропетровский государственный университет им. 300 - летия воссоединения Украины с Россией(56) ГОСТ 9454 - 78. Металлы. Методы испытаний на ударный изгиб при пониженной компактной и повышенной температурах.Авторское свидетельство СССР М 1226204, кл. 0 01 й 21/64, 1984.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДАРНОЙ ВЯЗКОСТИ СПЛАВОВ Изобретение относится к области физики твердого тела, а именно к исследованию свойств твердых материалов при высокой и низкой температурах, и может быть использовано для определения эксплуатационных характеристик при создании материалов с заданными свойствами в металлургии сплавов,Известен способ Шарпи динамических испытаний на ударный изгиб образцов строгой прямоугольной формы в сечении, заключающийся в оценке работоспособности материала в сложных условиях нагружения и его склонности к хрупкому разрушению. Способ предусматривает жесткую унификацию размеров образцов и условий проведения испытаний, так как при динамических испытаниях не действует закон подобия. Образец устанавливают на двух опорах маятникового копра и наносят удар со стороны, противоположной О-надрезу, в плоскости, перпендикулярной продольной оси образца, При этом фиксируют углы подъема маятника весом Р и длиной до а 1 ипослеа 2 разрушения образца. Ударную вязкость определяют по формуле: ам=А,/Р, где Ан - работа, затраченная на деформацию и разрушение образца: А,= Р (сов а 1 - -сов а 2); Р - площадь поперечного сечения образца в месте надреза до испытания, Способ применяют при выборе и приемочном контроле металлов и сплавов до установления норм на образцы с Ч-образным концентратором.Основными недостатками этого способа являются значительная трудоемкость и большая металлоемкость.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ количественной оценки термической устойчивости фаз металлов и сплавов, заключающийся в фиксации распада твердой ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 731833 Афазы и оценивающий склонность исследуемой фазы к разрушению, Распад твердой фазы осуществляют с помощью локального воздействия электрического разряда на выделенную с помощью микроскопа фазу шлифа образца, Об относительной величине термической устойчивости этой фазы судят по периоду ее существования, отождествляемому с временем предварительного обыскривания. Последнее определяют по кривой обыскривания: эмпирической временной зависимости измеренной плотности почернений спектральных линий. На этой кривой, каждая точка которой получена из 911 параллельных измерений, отсекают участок, соответствующий регулярному поступлению элементов из исследуемой фазы в облако разряда и именуемый временем предварительного обыскривания. Абсолютное значение термической устойчивости фаз, выраженной через энергию сублимации, находят из эмпирически установленной зависимости времени обыскривания от энергии сублимации, Относительное стандартное отклонение способа определения термической устойчивости фаз составляет 0,095. П реимуще ство м оп иса нного способа является снижение трудоемкости и металлоемкости по сравнению с существующими,Однако способ требует для своего осуществления приготовления и травления шлифов, что является трудоемкой операцией, Кроме того, способ предусматривает .использование микроскопа, обычно не поставляемого в комплекте отечественного оборудования, для выделения изучаемой фазы, что осложняет получение результатов,Целью изобретения является снижение трудоемкости при определении ударной вязкости сплавов с межкристаллитным разрушением.Цель достигается тем, что воздействие на поверхность контрольного и испытуемого образцов осуществляют искровым разрядом в режиме селективной эрозии материала, выражающейся в разрушении охрупчивающей твердой фазы, Об ударной вязкости, зависящей от количества охрупчивающей фазы, судят по эмпирически установленной авторами зависимости электроискровой эрозии, отождествляемой с разностью площадей под кривыми обыскривания в неравновесной стадии контрольного и испытуемого образцов, от ударной вязкости сплавов, а = =1 (Я). В таблице приведены значения удар- ной вязкости сталей, найденные по предла 1гаемому ан, и известному а способам.На фиг. 1 представлены кривые обыскривания сплавов, например сталей типа510 ОЗХ 11 Н 110 М 2 Т 1, =ф);1- для контрольного образца, прошедшего термообработку в течение 1 ч при Т=873, К и охлажденного в воде; 2 - для испытуемого образца, прошедшего термообработку в течение 1 часа при Т=873, К и охлажденного в печи; заштрихованный участок соответствует разности площадей под кривыми обыскривания в неравновесной стадии, =1(т), т.е, параметру Я. На фиг. 2 показана эталонная криваязависимости ударной вязкости а от параметра Я для образцов с известной ударной вязкостью; параметр Я записан для ионной 15 линии титана в сталях типа ОЗХ 11 Н 10 М 2 Т 1ТП 308,88 нм).Изобретение осуществляют следующимобразом.Привлекают образцы произвольных 20 размеров массой не менее 30 г, рабочаяповерхность которых зачищается на алмазном круге до шероховатости Вг не более 20 мкм. Распад хрупких структурных составляющих осуществляют воздействием на по верхность образцов высоковольтногоконденсированного искрового разряда, например от генератора ИГ - 3 в режиме выраженной селективности эрозии материала; сила тока в первичной цепи повышающего 30 трансформатора 1,82,0 А, напряжение220 В, аналитический промежуток 1,5 мм, вспомогательный разрядник 2,5 мм, противоэлектрод - угоольный стержень,о б мм, заточенный на усеченный конус или полу сферу.На микрофотометре, например Мф - 2,проводят фотометрирование, измеряя плотности почерненийспектральных линий элементов хрупкой структурной составляю щей, например Т П 308,88 нм титана в карбиде титана испытуемого образца стали типа ОЗХ 11 Н 10 М 2 Т 1, прошедшего термообработку в течение 1 ч при температуре 873, К с последующим охлаждением в печи, во 45 всех спектрограммах, регистрируемых надвижущуюся во времени обыскривания гс заданным шагом (шаг подбирается таким, чтобы почернения спектральных линий не выходили за пределы 0,401,80) фотопла стинку спектрального прибора, напримерспектрографа ИСП - 30, Имея параметрыи т, строят кривые =1(г), так называемые кривые обыскривания. Типичные кривые обыскривания представлены на фиг.1.55 Под начальным участком кривой обыскривания ,=1 (г), ограниченным по оси абсцисс значением времени обыскривания, необходимого для установления регулярного режима поступления вещества, например40 с на фиг. 1, измеряют площадь с помощью планиметра или другим способом, которая, например для контрольного образца (на фиг. 1, кривая 1) равна 20,6 10 7 Дж с. Аналогично находят площадь для испытуемого образца, Затем определяют разность площадей под кривыми обыскривания для контрольного и испытуемого образцов и получают параметр Я, например 5,4 10Дж с. Далее строят эталонную кривую зависимости ударной вязкости, а, от параметра Я, для стандартных образцов с известной ударной вязкостью а=1 Д. Подобная кривая приведена на фиг. 2.Находят значение ударной вязкости испытуемого образца с установленным параметром Я, например, равным 5,4 10 Дж с, по кривой а=1(Я), представленной, например, на фиг.2. Она составляет 1,8 10 Дж м, относительное стандартное отклонение равно 0,07.Положительный эффект от использования изобретения заключается в снижении в три раза трудоемкости по сравнению с известными способами и уменьшении металлоем ости,Формула изобретения Способ определения ударной вязкостисплавов, включающий подготовку образцов, 5 воздействие на их поверхность искровымразрядом и фиксирование распада твердой фазы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения трудоемкости, воздействие на поверхность контрольного и испытуемого 10 образцов осуществляют искровым разрядом, разрушающим охрупчивающую твердую фазу, проводят фотометрирование, измеряя плотность почернения спектральных линий элементов этой фазы, строят кри вые зависимости плотности почерненияот времени обыскривания (т) =Щ определяют разность площадей под кривыми = 1(7) и получают параметр 3, строят эталонную кривую зависимости ударной вязко сти ан от параметра Я для образцов сизвестной ударной вязкостью а=1(Я) и находят ударную вязкость для испытуемого образца по эталонной кривой ан=Щ, где ан - ударная вязкость, Дж м; Я - разность пло щадей под кривыми зависимости= ф)параметр 3, Дж с.1731833Составитель А. Орешкина Редактор И, Ванюшкина Техред М,Моргентал Корректор Т. Палий Заказ 1558 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб.; 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101