Способ выявления растягивающих напряжений

,(19) ( 1) СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 011 1/ 5) К ий комби-.и Б.А.Мыа,под дейстзд-во ино, Фото 12, ТЯГИВАК:) ЛАХ илоизмери- пользовано ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ,ПРИ ГКНТ СССР САНИЕ ИЗОБР ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.(54) СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ РАСЩИХ НАПРЯЖЕНИЙ В МЕТАЛ(57) Изобретение. относится к стельной технике и может быть ис Изобретение относится к способам измерения сил,г механических напряжений иможет быть использовано в металлургии, в част) ости, для выявления внутренних растягивающих термических напряжений в слитках непрерьвного литья из алюминиевых сплавов.Известен оптический способ измерения напряжений, основанный на фотоупругости прозрацных материалов, который, осуществляют при нормальном падении лучей с помощью полярископов с кругсвой поляризацией и вращающегося анализато-ра илг прямолинейно поляризованного анализатора на два положения, затемосуществляют измерение при наклонном падении лучей по одному направлениюв, любой наклонной плоскости.Недостатком указанного способа является необходимость изготовления фотоуп 2в металлургии для выявления внутренних растягйвающих напряжений при непрерывном литье из алюминиевых сплавов, Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет возможности обнаружения внутренних напряжений и их интенсивноСти."Жидкий металл наносят на поверхность образца полосой по линии, проходящей через его цейтр, выдерживают в течение времени, ра зного инкубационно-.му периоду, прэизводят механическое разрушение образца по линии"нанесения жидкого металла, а по длине и глубйне следа проникающего металла определяют наличие и интенсивность внутрейнихрастягивающих напряжений в плоскости разрушения, , .Я 1 ил, 1 табл,О ругой модели и специальных полярископов, что ограничивает"использбваниеспособа в производственных условиях. Использование способа ,ля выяеления остаточных внутренних термических найряжений практически невозмохйо,-." "-" ОИзвестен также способ измерения на- ОЧ пряжений йа "сйециальй 3 ГфМф 3 ЪЯйхма-" 3 шинах путем разрушейия образцов.Недостатком данного способа измерения напряжений"является невозможность получения картйны внутренних напряжений в образцепо егосеченйю, поэтому этот способ также"невозможно прйменить для , определенйя внутреннт)х остатбчньа термических напряжеййй.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущностиявляется способ выявления, поверхностных радиальных и концентрических гастягиаэющих напряжений3 4путем нанесения на поверхность изделия внедряется в изделие и процесс останавлижидких металлов,в частности ртути, вается.Однако известный способ обеспечива- Определить наличие и интенсивностьет возможность оценки направления дей- внутренних растягивающих напряженийствующих растягивающих напряжений 5 можно только по излому, для чего изделиелишь на поверхности изделия. По направле- . разрушают, Полную картийу проникновениюразвития трещин на поверхности изде- ния металла получают приусловии разрушелия можно выявить места растягивающих ния очно по линии нанесения жидкогонапряжений и их характер, но приэтом ис- металла, поэтому необходимо наноситьключается возможность определения вели-. 10 жидкий металл полосой, ширина которойчин внутренних напряжений, а тем более больше.толщины разрушающегоинструсоотношений, между растягивающими и мента копра или пресса,сжимающими напряжениями по сечению Осмотр, излома дает четкую картинуизделия, Способ исключает возможность проникновенияжидкого металла по местуопределения глубины распространения 15 действия раСтягивающихнапряжений. Навнутренних напряжений в изделии. Кроме. личиеместпроникновенияжидкогометалтого, при использовании известногоспосо- ла на изломе соответствует местамба искажается картина напряжений при вы-"возникновения растягивающих напряжеявлении поверхностных трещин; так как при ний, Таким образом устанавливается граниэтом напряжения перераспределяются и 20 ца между растягивающими и сжимающимименяется первоначальная картина распре- напряжениями.деления напряжений. "Измерение глубины проникновенияЦель изобретения - расширение функ- жидкого металла позволяет выявить инциональных возможностей за счет обнару- тенсивность растягивающих напряжений,жения внутренних напряжений и их 25 На оснований измерений строится эпюраинтенсйвности.действия растягивающих напряжений (см.Выявление внутренних растягивающих чертеж), на которой большей глубине пронапряжений предлагаемым способом обес- никновения жидкого металла соответствуетпечивает воэможность корректировки ре- большее напряжеййе,жимов скоростей лйтья непосредственно на 30 На чертеже показана схема распредепроизводственном участке, " - ления внутренних растягивающих напряжеПредлагаемый способ пб".сравнению с ний и поперечного излома круглогоизвестным обеспечивает возможность вы- темплета, полученных в ходе эксперимента.явления внутренйих напряжений, которыевозникают в результате резкого охлажде Предлагаемыйспособвыполняютвсления при непрерывном литье слитков из алю-дующей последовательности:миниевых сплавов, что дает достаточно , изготовление темплетов из слитков;точные результаты в производственных.ус- . нанесение жидкого металла, напримерлови.гх.;.:- галлия, на торцовую поверхность темплета,Необходимость выдержки жидкого ме при этом температура окружающей средыталль на поверхности изделия в течение не- не должна быта выше температуры плавле- .которого времени объясняется скоростью ния галлия;проникновения жидкого металла внутрь иэ- выдержка гри этой температуре, времяделия. В качестве жидкого металла исполь- которой определяется инкубационным пезуют .галлий, ртуть или сплавы этих 45 риодом (инкубационный период определя-.металлов при температуре не ниже темпе- ется опытным путем):ратуры их плавления. Это время выдержки " механическое разрушение темплета, .называется инкубационным периодом; При - например на йрессе, по линии нанесейноговремени выдержки изделия с нанесенным на поверхность жидкого металла;на него жидким металлом меньше инкуба осмотр излома, ф 6 тографирование (поционного периода металл не успевает, необходимости),пронйкнугь" в изделие и границы его про-" замер глубины проникновения жидкогоникновения в изломе йе наблюдается, Если металла;время выдержки соответствует инкубацион- - . построение эпюры и определение местному периоду, то жидкий металл проникает 55 возникновения и интенсивности растягивавглубь изделйя и хорошо видей в изломе ющих напряжейий;невооруженным глазом. Время выдержки, корректировка режимов скоростейпревышающее ийкубационный периор не-: литья слитковцелесообразно, так как практически весь: П р и м е р Из кр 1 глых слитковф 165- жидкий металл эа инкубационный период 300 мм сплавов Д 16, Д 1, АК 6 и АМГЗ, отлитых1747957 Определение времени выдержки жидкого гвляия нв поверхности темплетов перед рвзрушением нв прессе Время вм е жки темплетовпослензнесениятвллия омомептвмвквннч когоо з ения ч Сплвв Количество темплетовО 1 О ого 030 Дзб Проникновение гвллия, деств.точное для из.мервниз Следов гвллия в изломе избыло Проникновениевллия, доста.точное для из.мереннл Слябов проникновение гвллия. недостаточное дл измерения Проникновение гвллня, доств точное для измеренияТо же Следов гвллия в изломе не быПроникновение гвллия, доств точное для из. меренняТо же Проникновение гвллия, доствточное для измеренияТо же Квртинз првктически не меняется АМГЭ То же Слябов проникновение вллия, недоствточное для измеренияТоже полунепрерывным способом, были выреза- поверхности темплетов приведены в таблины темплеты высотой 40 мм. Це,На торцовую поверхность каждого тем- ИзЪолыучтенных результатов следует, что плета наносили полоски галлия в виде чертьг инкубационный период для различных шириной 3-5 мм, проходящей через центр 5 сплавов разный, поэтому время выдержки темплета. После выдержки темплетов при является критерием для определения глуби- комнатной температуре(более 30 С) в тече- ны проникновения жидкого металла, а сление 0,1-3 ч их подвергли разрушению на довательно; и анализа мест возникновения прессе 0,6 тспо полоскам галлия. Получен- и интенсивности растягивающих напряженые изломы на темплетах были осмотрены 10 ний,и сфотографированы для выявления места и Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я" глубины проникйовения галлия. По местуСпособ выявления растягивающих напроникновения галлия были определены пряжений вметаллах, включающий нанесеточки начала действия растягивающих на- ние на поверхность образца жидкого пряжений, а по глубине определяли:. ин металла, по изменению поверхностного тенсивность их действия,: слоя которого определяют наличие напряжений, о тли ч а ю щи й с я тем, что, с цельюВ результате проведенных экспери- расширения функциональных возможно- ментов было установлено, что местополо- стей зв счет возможности обнаружения жение точек начала растягивающих 20 внутренних напряженйй й их йнтенсивйонапряжений зависит от скорости литья и сти; жидкий металл наносят полосой по лидиаметров слитков. Максимальная интен- нии, проходящей через центр образца, сивность напряжений наблюдалась в цент- выдерживают его в теченйе времени, равноре и по параболическому закону убывала к го инкубационному периоду, затем произ- краю темплета, Проведенный эксперимент 25 водят механическое разрушение образца по полностью соответствует теоретическим линии нанесения жидкого металла, подлине представлениям о характере действия рас- и глубине следа проникающего в образец тягивающих напряжений - металла определяют соответственно нали. Результаты эксперимента по определе- чие и интенсивность внутренних растягиванию времени выдержки жидкого галлия на 30 ющих напряжений в плоскости разрушения,1747957 вслед аромиишего Составитель А,КуликоТехред М.Моргентал Корректор О Редактор А.Ога о оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 2496Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям й открытиям йри ГКНТ СССР 113035; Москва, Ж, Раушская наб., 4/5