Способ определения износостойкости материалов при низких температурах Советский патент 1983 года по МПК G01N3/56 

сл

Jib Изобретение относится к испытательной теК нике, в частное-га к исследованию износостой, кости материалов при ударном нагружеиии в условиях низких температур. Известен способ определения износостойкости материалов при низких температурах, заключающийся в том, что образец испытываемого материала охлаждают до заданной температуры, подвергают изнашиванию совместио с зталонным Образцом при ударе их о noBepX ность контробразца и определяют износостойкость испытуемого образца но отношению к эталонному при заданной температуре испы- тания 1. Недостатком известного способа является то, что при охлаждении образцов испытуемых материалов и контробразца происходит изменение сопротивления изнашивания образца и изна шивающей способности контробразца. Вследствие зтого для получения зависимости сопротивления материалов изнашиванию от температуры необходимо либо использовать в качестве контробразца материалы, которые не изменяют своей изнаг1ивающей способности в диапазоне температур испытания, либо учитывать изменение изнашивающей способности контробразца :эталоном, не изменяющим своей износостойкости в исследуемом диапазоне температур. Это методически сложно и не всегда осуществи мо, кроме того, не позволяет получать сопоста ;вимые данные об износостойкости материалов и затрудняет их рациональный выбор для деталей и инструментов, работающих при низких температурах. : Цель изобретения - повьш ение достоверкости результатов определения износостойкости за счет исключения влияния на оценку износостойкости материалов факторов, изменяющихся в зависимости от температуры, а - изнашивающей способности контробрАз ца и сопротивляемости изнашиванию эталон- . ного образца. Поставленная цель достигается тем,-что по способу определения износостойкости материалов при низких температурах, заключающемуся в том, что образец испытуемого материала охлаждают до заданной температуры, подвергают изнашиванию совместно с эталонным об разцом при ударе их о поверхность контробразца и определяют гоносостойкость испытуемо го образца по отношению к эталонному при заданной температуре, температуру зталона и контробразца поддерживают постоянной и равной по величине, а режим испытаний определяют исходя из обеспечения допускаемого разог; рева образца испытуемого материала, ие превышающего 3-10 К, на основании условия 1,2., дЧ.4-,0,11 где Е - энергия соударения, Дж; f - частота соударения, Гц; С - продолжительность контактирования образца и контробразца, после удара, .с; ДТ допустимый разогрев образцов в про цессе испытания. К; 0 - разность температуры испытания и охлажддющей среды, К; Л - теплопроводность образца; R - коэффициент, учитывающий конструктивные особенности охлаждающего узла и определяемый экспериментально. На чертеже дана схема устройства, реализую,щего предлагаемый способ. Способ осуществляется следующим образом. Испытуемый образец 1 устанавливают в охлаждающую камеру 2, во внутреннюю полость которой подают охлаждающую среду 3, обеспечивающую охлаждение образца 1 в преде;Яе 173-293 К. Температуру охлаждения образца поддерживают путем дозированной подачи охлаждающей среды. Объем и интенсивность ее подачи регулируют блоком автоматического поддержания температуры (на чертеже не показан), управляемым сигналом, поступающим от термопары 4, закрепленной в испытываемом образце 1. Режимы испытаний назначают на основании условия (1). Для этого задают значения основных факторов, соблюдение которых необходимо для достижения цели проводимых испытаний, и с учетом их значений определяют остальные параметры режима испытаний. Например, при исследованиях зависимости износостойкости различных материалов от температуры и энергии соударения на основании приня-i, тых максимальных значений энергий соудареиия, минимальной температуры испытаний, обеспечиваемых испытательной установкой, а также теплопроводности материалов образцов и допускаемого разогрева образцов при испытаниях определяют необходимую частоту соударения и продолжительность коитакта образца с контробразцом после соударения. 1 Последовательно испытьюаютг охлажденные до различных низких температур, например 173, 213, 233, 248, 258, 263, 273, 293 К, орразцы 1, нанося повторяющиеся удары контробразцом 5, имеющим при всех температурах испытания образцов постоянную температуру (обычно - 293 К) с заданной энергией соударения, например, 0,25; 0,40; 0,60; 1,00; 1,50; 2,50 Дж и частотой 0,5-1,5 Гц. Величина энергии определяется высотой подъема шпи деля 6 перед падением и массой грузов 7, час тота г- скоростью вращения кулачкового приводного механизма 8. Затем изнашивают эталонный образец в идеитичных условиях нагружения, но при температуре, равной температуре контробразца; измеряют величины износа образцов, полученные при различных температурах, рассчитывают износостойкость по отношению к талону Я полуадют температурную зависимость износо ; стойкости. исследуемого материала. Верхняя граница даапазона энергий соуда, рения 2,50 Дж, частота соударений в пределах 0,5-1,5 Гц и время контактирования с контробразцом после удара в пределах 0,05-0,1 с выбраны из условий обеспечения допустимого нагрева образцов при испы- 20 таняях в ясследуемом диапазоне температур различных металлических материалов. Нижняя граница диапазона энергий соударения 0,25 Дж установлена исходя из фактических i 1инимальных энергий соударения при экс1шуа тации деталей стопорных, рычажных и эксцеитриковых механизмов автоматических метеоре логических приборов и радиоэлектронного o6(i рудрвания. Использование предлагаемого способа позволяет получать сопоставимые эначшвя износостойкости испытываемых материалов, обеспе|чивает повышение точности оценки влияния низких температур на износостойкость матеря лов, позволяет осуществить иа стадия проекту ровання рациональность выбора материалов : и технологии их упрочнения с точкя зря1яя обеспечения износостойкости я, следовательно, способствует сокращению сроков разработки конструкций машин для работ при яязкнх температурах.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ МАТЕРИАЛОВ Пй НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ, заюпочаюищйся в том, что образец испытуемого материала охлаждают до заданной температуры, подвигают изнашиванию совместно с эталонным о аз1юм при ударе их о поверхность контробразца и определяют износостойкость испытуемого образца, по отяошению к эталонному при заданной температуре, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повьпиения достоверности результатов определения износостойкости, температуру эталона иконтробразца поддерживают постоянной я равней по величине, а режим испытаний определи :ЮТ исходя из обеспечения допускаемого, разогрева образца испы1уемого материала, не превышающего 3-10 К на основании условия .f 1..42 -t ДТ.. ;где Е - энергия соударения, Дяг, f - частота соударений, Тщ V - продолжительность контактирования образца и контробразца после удара, ; Т допускаемый разогрев образца по сравнен1Ш с эяданной гемпера1урой испытаияя. К; 6 - разность температур испытания и охлаждавнцей среды. К; Л - теплопроводность образца; R - коэффициент, учитывающий констру тивные особашостн охлаждаяицего узла..

) S