Способ определения прочности хрупкого материала Советский патент 1983 года по МПК G01N3/20 

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств конструкционных материалов, а именно к способам определения термической прочности хрупкого мате риала. Известен способ определения прочности хрупкого материала, заключающийся в том, что растягивают образец материала с надрезом, регистрируют размеры трещийы и усилие разрушения . Недостатком известного способа является проведение испытаний в условиях растяжения, что для хрупких материалов является сложным. Наиболее близким к предлагаемому по. технической сущности и достигаемому результату является способ определения прочности хрупкого материала, основанный на сравнении разрушающих нагрузок при испытании гладкого и надрезанного образцов на изгиб 2 . Недостатком известного способа является то, что он не позволяет судить о термической прочности материала, поскол ку не учитывает изменение условий трещинообразования в материале при изменении его температуры. Цель изобретения - повышение точности определения термической прочности материала. Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения прочности хрупкого материала, основанному на сравнении разрушающих нагрузок при испытании гладкого и надрезанного образцов на изгиб, испытывают две группы образцов материала, (первая из Которых включает гладкие, а вторая - надрезанные образцы, по результатам испытаний образцов первой группы определяют температуру хрупко-вязкого перехода, образйы второй группы испытывают при температурах, меньших температуры Т определяют отношение К номинальной разрушающей нагрузки образцов второй группы к рйзрушаюшей нагрузке образцов первой группы при одинаковых температурах и температуру Т соответствующую минималь- значению К этого отношения, а о термической прочности материала судят по значениям К и Т. Способ осзпществляютследующим образом. Используют образцы в виде балочек, изготовленных, например, из сферических порошков диоксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия, спеканием в газокислородной печи. . Испытывают две группы образцов. Пер вая группа включает гладкие образцы, а вторая группа включает надрезанные образцы с глубиной надреза, равной 0,5 высоты балочки. Испытания по схеме трехтачечного Икзгиба производят в вакуумной печи. Сначала испытывают гладкие образцы при различных температурах испытания и определяют температуру) хрупко-вязкого перехода, когда механические свойства существенно -изменяются при изменении температуры испытания. Затем испытывают образцы с надрезами уже при температурах, меньших температуры ,. Эта температурная область наиболее опасна для работы хрупкого ма териала с точки зрения образования и ра пространения трещин в материале. При испытании образцов определяют разрушаю щую нагрузку и вычисляют отношение К номинальной разрушающей нагрузки образ цов второй группы к разрушающей нагруз образцов первой группы при одинаковых температурах. По полученным результатам определяют температуру Т , соответ ствующую минимальному значению К указанного отношения, а о термической пточности материала судят по значениям К.и Т. Например, для исследуемого материала при двух различных размерах спекаемых порошков получают одинаковые значения Т, но различные значения К. Лучшей термопрочностью при этом обла100, дает композиция, для которой значение К ближе к единице. Использование изобретения позволяет не только повысить точность бпредепения термической прочности материалов, но и выполнять сравнительные испытания для различных материалов и различных технологий их получения. Формула изобретения Способ определения прочности хрупкого материала, основанный на сравнении разрушающих нагрузок при испытании гладкого и надрезанного образцов на изгиб, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения термической прочности материала, испытывают две группы образцов материала, первая. из которых включает гладкие, а вторая - надрезанные образцы, по результатам испытаний образцов первой группы определяют температуру Ту у, хрупко-вязкого перехода, образцы второй группы испытывают при температурах, меньших температуры Tyyi определяют отношение К номинальной разрушающей нагрузки образцов второй группы к разрушающей нагрузке образцов первой группы при одинаковых температурах и температуру Т , соответствующую минимальному значению К этого отношения, а о термической прочности материала судят по значениям К и Т. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Черепанов Т. П. Механика хрупкого разрушения, М., Наука, 1974, с. 18-21. 2.Бартенев Г. М. Сверхпрочные и высокоррочные неорганические стекла, М., Стройиздат, 1974, с. 85 (прототип).