Способ определения хрупкости материалов

;:ЛЬСТ Недостатком большая трудоем дей упруого и вания пс крив вдавливания (хо работам упругования) и, следова испытуемого мат ГОСУцАРСТ., ННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕ рЕНЛЯГ И ОТКРЫТИрясПРИ ГКНТ СССР ОГИ 4 САНЙЕ АВТОРСКОМУ .;.р.1 И(71) Волжский филиал Всесоюзного научноисследовательского института абразивов и шлифования(72) В. Ф. Бердиков и О, И, Пушкарев (56) Проблемы прочности, 1977, М 1, с. 77,Авторское свидетельство СССР Мг 717620, кл О 01 М 3/42, 1978.(57) Изобретение относится к механическим испытаниям материалов, в частности, к ОпРЕДСЛЕНслсо ИХ МЕРЫ ХРУПКОСтсИ МЕТОДОМ вдавливания индентора. Цель изобретенляповышение производительности. Испытуемый материал деформируют непрерывным Изобретение относится к механическимиспытаниям материалов, в чзстности к опРеДеле Рирю хРУпкости метоДОм вДавливаниЯиндентора,Известен способ определения хрупкости материалов, заключающийся в том, чтоиспытуемый материал деформируют и записывают диаграмму упруго-пластическогодеформированля.Однако этот способ является разрушающим рл требует изготовления специальныхобразцов. Критерий хрупкости, определяемый зтим методсм, недостаточно чувствителен, так как величина упругой знергии,входящая в числитель критерия, входит такке и в его знаменатель ( в полную знергиюдеформирования материала), Кроме того,неприменим для материалов высокой степени твердости и хрупкости, а также для объвдавливанием рлндентора с записью диаграмм вдавливания и определяют тар:генсы углов наклона графиков зависимости нагрузки Р нд индентоо От Глубины и еГО внед рения к оси при вдавливания и разгрузке, Затем рассчитывают меру хрупкости по формуле у.= пс. 1/гп - и, где и - тангенс угла наклона графика 19 Р -- . цф) к оси 9 Ь при вдавливании индентора - безразмерный коэффициент, характеризующий интенсивность пласглс:зс-.кого дефо р;.ирования ИСГ: ЫтуЕМОГО Матс рсар 1 а; и - ; а НГЕНС уГЛа наклона ГРафика рОРСфр к оси 39 п пРи разгрузке индер тора - безразмеоный коэффициент, характеризурощий упругнй потенциал испытуемого материала, 2 ил. ектов малых размеров. например, абразивных зерен,Указанный недостаток устранен в способе, принягом за прототип, в котором испытуемыи материал деформиру;от НЕПРЕРЫВНЫМ ВДаВЛИВаНИЕМ ИНДЕН ГОРа С записью диаграммы вдавливания, определяют работу упругого и пластического деформирования. по соотношению когорых рассчитывают хрупкость. данноГО спосОьз являтся кость Определения пло а- пластического деформироолинейной диаграмме торые пропорциональны пластического деформиротельно, оценки хруп Ос;и е риала,Целью изобретения является повышение производительности труда, упрощение определения хрупкости материалов,Поставленная цель достигаетсл тем, что в способе определения хрупкости материалов путем отношении работы, затраченной на упругое деформирование, к работе, затраченной на пластическое деформирование, при деформации материала непрерывным вдавливанием индентора, на диаграмме вдавливания, записанной в логарифмических координатах, определяют тангенсы углов наклона графиков зависимости нагрузки на индентор от Глуаины вдавливания индентора при вдавливании и разгрузке, а хрупкость определлот по формуле:и+1где и - тангенс угла наклона графика зависимости на рузки на индентор от глубины вдавливания индентора к Оси при ндавливании индентора;п 1 - тангенс угла наклона графика зависимости нагрузки на индентор от глубины вдавливания индентора к оси при разгрузке и нденто ра.На фиг, 1 показана диаграмма вдавливания пирамидального индентора в обычных координатах; на фиг. 2 - в логарифмических координатах,На фиг, 1 и 2 принлты следующие обозначения: участок 0-1 - ветвь нагруженил; участок 1-2 - ветвь разгрузки; Р - нагрузка нз индентор; 1 - глубина отпечатка индентора; 1 р - глубина отпечатка инденторг под нагрузкой; 1 о - глуоина отпечатка индентора при снятии нагрузки.При вдавливании индентора происходит уп руго-пластическое деформирование испытуемого материала, а при разгрузке - выделение упругой энергии, запасенной е процессе вдавливания,Закономерности процесса вдавливания и разгрузки индентора описываются соответственно функциямиР=а 1; (1) Р=Ь 1 Р) где Р - нагрузка на индентор;1 - глубина внедрения индентора;а - размерный коэффициент, характеризующий прочностные свойства испытуемого материала;Ь - размерный коэффициент, зависящий от максимальной нагрузки на индентор;и - тангенс угла наклона графика дР=ц(1) к оси ц 1 при вдавливании индентора - безразмерный коэффициент, хаоактеризующий интенсивность пластического реформирования испытуемого материала; л 1 - тангенс угла наклона графикацР=с 1(1) к оси Ь при разгрузе инденторз - безразмерный коэффициент, характеризующий упругий потенциал испьпуемого мз териала.Полная работа при вдавливании ин.денторз равна где 11,Ю - функция, описывающая зависимость глубины внедрения инденторз ат прилзгзомОЙ нзГруэки.Подставлял в уравнение,3) фоомулу .)получимА = фр"1 л . Г оп+1 ра"ор+1Ж 20 и+1Зтз работа будет пропорциональнаяплощади 5 103 диаграм 14 ы вдавливания.Упругая знсргия, запасенная при вдавливании индентора и выделяющаясл приразгрузке, будет раннаАу= , Т 2(1)д 1 15)где 2,1) - функция, опись вающая процессОззгру)кенияЗтз энергия пропорциональна плслзэ 123 Диагоаммы вдавя.нзнил,Подставлял Б уравнение (5) формулу 2),получимр35 Л =.РЬ 1" Ю =- -- .и- гл+1 ,Ьв+1 щ+Ъ " (-.=- --- фр 1 о ,б11 +1Работа, затраченная на пластическое40реформирование материала пои вданливвнии индентора, будет оав - ,аАпл= 51 о 3".123)К,:0где К - размерный коэффициент прспорциональности, длл перевода площади диаграммы н работу деформированил,Хрупкость материала Г 4 ОАНО Оп ределить какЬ 23 8123,1 оз - 1 о 2 51 о 2 50 4 ли из ООотнОшении (4) и 6) могкно ":.описатьХ=- - У-=Апль (,в 1 в"; 11 55а 8+1 Ь п 1+1и 1+ 1и+1 Гп+ РВыра:кение ф) можно преобразоватьследую 1 ц 11 м ОбразОмФ Р Состаеитель:-,Кийнмнкоор О.Спесиаых Техред Моор, ентал Коррект а труш ее а жгород, ул,Гавари1 Г Производстеенно-издательский комГина 1 Пат;-.;"," аз 2994ВНИИПИ Госуд Тираж Подписновенного комитета па изоГретениям и открь,тияи при ГЕНТ СССР 113035, Москаа. Ж-".5. аущскаа наб., 45