Устройство для определения твердости материалов при высоких температурах Советский патент 1983 года по МПК G01N3/54 

DO

эо Изобретение относится к испытательной технике, а именно к измере ниям твердости образцов материалов и готовых изделий при повышенной те пературе . Известно устройство для оп зеделения 1вердости материалов, содержа щее корпус, расположенные в корпусе индентор, систему нагружения индентора, узел регистрации глубины внед рения индентора, выполненный в виде тензорезистора, установленного на чувствительном элементе 1. Однако это устройство позволяет проводить измерения с высокой точностью только при идеально ровной поверхности контролируемого об;разца По основному авт. св. № 968693 известно устройство для определения твердости материалсэв при высоких температурах, содержащее вакуум ную камеру, расположенные в ней нагреватель, индентор, систему нагружения иядентора, связанные с инден. тором датчики нагружения и глубины внедрения, снабженное термостатом, расположенным вне камеры. выполнены в виде вертикальной и горизонтальной труб и тензорезисторов закрепленных на их внешней поверх ности, внутренние полости труб сое диненыпоследовательно через термостат, нижний конец вертикальной тру бы закреплен на инденторе, а еерхни связан с системой нагружеййя 2j. В Этом устройстве сигнал с датчи ка Нагружения поступает только Чюсл того, как индейтор углубится на некоторую глубину ;в поверхностный слой образца, и нагрузка превысит порог- чувствительности датчика. При контроле таких материалов как цирко НИИ, двуокись урана и др., погрешность измерений может быть значительной, так как их механические характеристики сильно зависят от содержания кислорода, а содержание последнего в образце может сильно меняться при температурах вьиае бОСПС Цель изобретения - повышение точ ности измерений. Цель достигается тем что в устройстве для определения твердости материг1;1ов при высоких температурах инд.ентор выполнен из монокристалла стабилизированной двуокиси циркония с параллельными его осикайалами, зайолненнУми металлоокисными равномолярными смесями, и с пористыми ме талТсическймн слоями, нанесенными . соосно каналам на поверхность, обращенную к образцу. На чертеже представлена схема устройства. Устройство содержит вakyyмнyюl камеру 1, позволяющую производить измерения твердости в вакууме или потоке инертного газа, систему 2 нагружения, жестко соединенный с водоохлаждающим штоком 3 индентор 4, выполненный из монокристалла стабилизированной двуокиси циркония, имеющий несколько (например, два) параллельных оси индентора каналов 5 и 6, заполненных-, металлоокисными равномолярными смесями (например из Ni-WiO и Fe-FeO) , расположенные в каналах электроды 7 и 8 сравнения и соединенные с потенцйометрическими выводами 9 и 10, находящимися под дном каналов 5 и 6, газовые электроды 11 и 12, выполненны§ в виде пористых металлических слоев, соединенные с пртенциометрическимнГ выводами 13 и 14, узлы 15 и 16 регистрации глубины внедрения и нагружения индентора, соответственно, тензодатчики 17 и 18, подключенные к регистратору 19, нагреватель 20, образец 21, держатель 22, имеющий систему 23 отверстий для подачи газа к рабочей поверхности индентора 4. Кислородный насос 24 служит для создания заданной величины окислительного потенциала газовой среды. Потенциометрические выводы 9, 10, 13, 14 и 2.5 подключены к измерительному прибору 26. Внутренние полости штока 27 регистрации перемещения индентора 4 и штока 3 соединены последовательно через термостат 28 для обесйечения циркуля- ции по ним охлаждающей жидкости.. Устройство работает следующим образом. Исследуемый образец 21 закрепляют в держателе 22, герметизуют камеру 1, откачивают внутренний объем, устанавливают поток инертного газа и включают кислородный насое 24. Нагревают образец 21 и индентор 4 до рабочей температуры, лежащей в интервале 600-2000°к и прикладывают к штоку 3 нагрузку, в результате чего шток начинает перемещаться вниз и изгибать шток 27. ,При этом сигнал с тензодатчиков 17 поступает на регистратор 19,обеспечивая, регистрацию перемещения индентора. I . . . При достижении индентором 4 контролируемой поверхности образца 21 происходит замыкание электрохимической цепи концентрационной ячейки, состоящей из образца 21, индентора 4, электродов 7 и В сравнения и потенциометрических выводов 25, 9 и 10 а возникающие при этом два значения ЭДС, одно из -которых отличается от нуля, подаются на измерительный прибор .26, связанный с регистр.атором 19, Что позволяет с высокой точностью зафиксировать момент касания индентора .4 поверхности образца 21.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТВЁРДОСТИ МАТЕРИАЛОВ ПРИ высоких ТЕМПЕРАТУРАХ ПО авт. ей. № 968693, тем, tTo, о т л и ч а ю-щ е е с я с целью повышения точности, индентор вьтолнен из монокристалла стабилизированной двуокиси циркония с параллельными его оси каналами, заполненными металлооКисными равномояярньаш смесями, и с .пористыми ме- . таллическими слоями, нанесенными соосно каналам на поверхность, обращенную к образцу.