Способ механических испытаний двухфазного материала

)5 6 01 й 3/00 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИ тивности при испытаниях двухфазных материалов с однородным распределением компонент и разными модулями упругости материала фаз путем определения объе;1- ной концентрации фаз непосредственно в процессе механических испытаний, При осуществлении способа изготовляют образцы испытуемого материала иэ материала одной из фаз и определяют их модули упругости. Новизна способа состоит в том, что дополнительно изготовляют образец из материала второй фазы, измеряют его мо дуль упругости и пористость трех образцов в идентичных условиях и находят объемную концентрацию фаз иэ математического выражения. Использование способа позволяет получить комплекс механических характеристик материала в совокупности с его составом во время и в условиях испытаний, 1 табл 1 ил,ательскии металлов,А Шоршоров Юнга по а, Завод - 1140. Р СПЫТАти исслеем опресвойств. нформанейная зависимость м двухфазных материалов центрации фаз (см., черте вить пропорции, вкл упругости двухфазного ,ных компонент и их об ции, а именно одулеот обж) позючающматеремны упругости емной коноляет состаие модули ала, исход- концентра 6 Е м С 1 Е 6 - Ем Е( - Е б, (2) центрации фаз слями упругости Ем мн иЕ 6 - . где См и С 6 - обье меньшим и больш соответственно;Еь Ем и Е 6 - мод ного материала и о исимостьтериалов мной конльшим (б) е кон мод и упругости двухфаз офазных компонент ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВедОмстВО сссР(71) Всесоюзный научно-исследови проектный институт тугоплавких(56) Булычев С.И., Алехин В.АМ.Х. и др. Определение модулядиаграмме вдавливания инденторская лаборатория, М 19, 1975, с.1Авторское свидетельство СССМ 557292, кл. С 01 И 3/00, 1977.(54) СПОСОБ МЕХАНИЧЕСКИХНИЙ ДВУХФАЗНОГО МАТЕРИАЛ(57) Изобретение относится к обладования и анализа материалов пуделения их физико-механическихЦель изобретения - повышение Способ механических испытаний двухфазного материала относится к области измерительной техники и может быть использован, например в порошковой металлургии.Целью изобретения является повышение информативности при испытании двухфазных материалов с однородным распределением компонент и разными модулями упругости материала фаз путем определения объемной концентрации фаз непосредственно в процессе механических испытаний.На чертеже представлена эавмодулей упругости двухфазных мас одинаковой пористостью от объецентрации фаз с меньшим (а) и бомодулями упругости соответственно, Ли 18 О 3772 А4550 Поскольку очень трудно изготовить образцы из разных материалов с одинаковой пористостью, то для определения состава двухфазных материалов с реальной пористостью, измеренные модули упругости нормировали на одинаковую пористость по формуле Рышкевича Е = Еисми ехр 4 р, (3) где Е 0, Еисп соответственно модули упругости плотного и испытуемого материалов;р - пористость образца.Затем по формулам (1) или (2), используя (3), находили объемные концентрации фаз, т.е. состав материала,материала с одинаковой пористостью соответственно.Для осуществления способа изготавливают одного форморазмера образцы двухфазного материала и его однофазных 5. компонент, Подготовленные для испытанияобразцы используют для определения одним из известных способов пористости имодулей упругости и по предложенным математическим выражениям рассчитывают 10объемное содержание каждой Фазы в двухфазном материале,П р и м е р, Для проведения механических испытаний были изготовлены образцыиз двух сплавов и их однофазных кампонент, В соответствии с технологией порошковой металлургии для первой партииобразцов были взяты порошки карбидавольфрама (ИС) и кобальта (Со), приготовлена шихта и получены образцы из однофазных компонент ЮС и Со и сплава И/С-Со;для второй партии - порошки оксида алюминия А 20 з и карбида титана ТСо,97, изкоторых приготовили промышленный сплавВОК(20 вес,% ТС и образцы из А 20 з и 25ТСо,и. Модули упругости определяли статическим методом по диаграмме деформирования при испытании на сжатие. Для этогоиспользовали образцы ф 10 х 40 мм, На образцы из ЮС, А 20 з и ТС и сплава ВЛК - 71 30устанавливали тензодатчики, на остальныетензометр с базой измерения 10 мм. Испы тания проводили в соответствии с ГОСТ25503-80 "Методы испытания на сжатие" намашине УМЭОГМ при скорости перемещения активного захвата 0,05 мм/мин. Записьдиаграммы деформирования осуществлялив случае применения тензометра на диаграммном аппарате, При использовании тензодатчика нагрузку фиксировали по силовой 40шкале машины, а деформацию - при помощи прибора СИД. Модуль упругости находили по закону Гука,Все данные по условиям и результатам механических испытаний, а также по рентгеновскому фазовому анализу (для сравнения) сведены в таблицу, Как видно, расхождения по составу (массовому), определенному предлагаемым и известным способами не превышает 2%. Следует отметить, что при использовании динамических методов определения модулей упругости погрешность определения состава может быть уменьшена в 2 - 3 раза,Использование предлагаемого способа механических испытаний двухфазных материалов обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества:а) полезность определения фазового состава во время и в условиях (облучение, диссоциация и т.д.) механических испытаний по ГОСТУ очевидно, поскольку способ прост в исполнении и широкодоступен (установок для механических испытаний в стране значительно больше, чем рентгеновских приборов и лабораторий для химического анализа), выполняется достаточно быстро - при динамических методах нагружения необходима только частота резонансных колебаний или скорость распространения звука, при статических методах - необходима только упругая часть диаграммы деформирования, Во.втором случае можно получить обширную информацию по спектру механических свойств (прочность, пластичность, деформация, модули упругости и т,д.) одновременно с фазовым составом, Погрешность определения состава предлагаемым способом не превышает й 2%.б) одинаковые условия определения состава и механических свойств делают эти данные весомыми и представительными, Особенно важно зто, например, в услови-. ях проведения радиационных испытаний или высокотемпературной диссоциации материала, когда не представляется возможным применить ни рентгеновский. ни химический методы анализа состава.Таким образом, предлагаемый способ повышает информативность при механических испытаниях по ГОСТ двухфазных материалов с гомогеннцм распределением компонент и разными модулями упругости материала фаз, обеспечивая воэможность установления взаимооднозначного соответствия характеристик их механических свойств и фазового состава и исключая при этом необходимость применения дополнительных средств.1803772 Сб 1 - Сы,Е - Ем Еб - Еы Материал, условия и результаты испытаний сравнение состава предлагаемым и рентгеновским спосоЬами Материал Ек 10 Пористость,2 к,кг Еиспкг ммз Ео кг миз Концентрация, Ф кгмм" предлагаемый рентгеновский С,оЬъем смобъемвес С.е,вес. См,вес. вес 785 1,5 1570 3,01 2356 452 3142 6,0 3927 7,51 о 20 зо 40 5 О 20 66550 7200 100 оо о .15 785 4,66 1178 7,00.1570 9 30 196 Э 1165 0 21500. 21500 Оо оо 2 О 25 о. 15 в г 7 О,В го о зооо зооо зо 70 25 эо о 5 785 7 212,0 92 8 й 88,00 229000 22900 97 г95, 1 15 го 25 о 25 785 2,63 1178 3 95 1570 5,26 1963 658 2356 7,90 А 130 а 1,5 37950 40300 оо 100 25 зо 785 2,611178 391 о 15 Формула изобретения Способ механических испытаний двухфазного материала, по которому изготавливают образцы из испытуемого материала и из материала одной из фаз и определяют их модули упругости, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения информативности при испытании материалов с однородным распределением компонент и разными модулями упругости материала фаз путем определения объемной концентрации фаз непосредственно в процессе механических испытаний, изготавливают дополнительно образец из материала второй фазы, измеря 785 3,23 1178 4,85 1570 6,45 1963 8,07 гэ 56 9,683,98 1178 5,97 1570 7,96 1963 995 г, ют его модуль упругости и пористость всехобразцов, а объемную концентрацию фазопределяют из соотношенияЕб - Е5 Еб - Еь"О где См и Сб - обьемная концентрация фаз сменьшим и большим модулями упругостисоответственно;Е, Ем и Еб - модули упругости с одинаковой пористостью соответственно.15Яозг Продолжение таблицы Концентрация Ф Еекг мм 2 6 кгПорис"тость2 8х 0 Ркг Материал т лредлагаемый рентгеновский кгщммф Сн,вес. объемсевес СЬ,объемтвес 100 48700 100 5,23 6 38300653 1570 1963 ТСс 41700 -"в- "-а167 833 19,9 80,1 80 ВОКРедактор Т.Ивано аказ 1050 ВНИИПИ Го Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгоро арина 20 25 30 10 15 20 25 30 2356 785 1178 1570 1963 2 Э 56 7,832,883,885 18 2 38500 6487,78 Составитель ЮЕрусалимский ехред М.Моргентал Корректор О.Густи Тираж Подписноественного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5