Способ определения эффективного коэффициента интенсивности напряжений Советский патент 1984 года по МПК G01L1/16 G01N17/00 

(П С

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОГО КОЭФ МЩНЕНТА ИНТЕНСИВНОСТИ НА;ПРЯЖЕНИЙ по авт. св. СССР № 1043527, отличающий ся тем, что, с целью повышения точности, образцы для испытания на вязкость разрушения предварительно наводороживают.

00

00 00 Nl Изобретение относится к испытате ной технике, а именно к способам оп ределения эффективного коэф4ициента интенсивности напряжений. По основному автосв. СССР № 10435 известен способ определения эффекти ного коэффициента интенсивности напряжений С I iJ, заключающийся в том, что испытывают три партии образцов соответственно на коррозионное раст рескивание, вязкость разрушения с тупой коррозионной и вязкость разрушения с острой усталостной трещинами, определяют при испытании кажд партии коэффициент интенсивности на пряжений, испытания на вязкость раз рушения проводят при температуре, в бираемой из условий обеспечения равенства . К.,() , (О где К -J - коэффициент интенсивности напряжений при испытании на коррози онное растрескивание; К,-к - коэффициент интенсивности напряжений при испытании на вязкость разрушения образцов с тупой коррозионной трещиной; -( предел текучести материала образцов при температуре испытаний на коррозионное растрескивание 6oj - предел текучести материала образцов при температуре испытаний на вязкость разрушения а коэффициент интенсивности напряже ний определяют по формуле КЛФ Ь(Кэс/1 3с (2) где Kg - коэффициент интенсивности напряжений образцов с острой усталостной трещиной. Недостатком известного способа я ляется невысокая точность, так как при выращивании острой усталостной трещины, размер зоны пластической деформации в вершине трещины -может быть много меньше, чем при выращивании тупой коррюзионной трещины, и равенства размеров пластических зон невозможно добиться за счет понижения температуры. Целью изобретения является повышение точности. Указанная цель достигается тем, что образцы для испытания на вязкость разрушения предварительно наводороживают. Способ основан на том, что наводороживание металла снижает размер зоны пластической деформации в вершине трещины. Степень наводороживания выбирают из условия обеспечения равенства Кэс V«x((,,2 Ь где К ° - коэффициент интенсивности напряжений при испытании на вязкость разрушения наводороженных образцов . с тупой коррозионной трещиной; максимальное значение коэффициента интенсивности напряжений образцов с острой усталостной трещиной за цикл нагружения; 6 предел текучести материала наводороженных образцов при температуре испытаний на вязкость разрушения . Способ реализуется следующим образом. Испытывают три партии образцов, например, из стали 40ХНЗА (закалка и отпуск 400 С) прямоугольного сечения размерами 17015-6 мм с односторонней боковой трещиной. Первую партию образцов испытывают на коррозионное растрескивание и определяют К -, по известным формулам. На двух других партиях образцов выращивают острые и тупые коррозионные усталостные трещины,. Усталостное нагружение образцов проводят на установке с жестким типом нагружения по схеме консольного изгиба. Исходная длина боковой трещины, например, 2 мм, В качестве среды может быть использован 3%-ный раствор NaCl. По известным формулам определяют максимальное значение коэффициента интенсивности напряжений образцов с острой усталостной трещиной. Затем температуру испытаний определяют путем обеспечения равенства (1 ). Если это невозможно, как в данном случае, то температуру испьн таний выбирают равной температуре : идкого азота, так как дальнейшее ее понижение уже не будет сказываться на величине К-, данного материала. Далее определяют режимы наводороживания образцов для испытания на вязкость разрушенияо Наводороживание осуществляют в 26%-ном растворе серной кислоты катодной поляриз ацией. Исходя из условия обеспечения равенства размеров пластических зон в вершинах трещин при испытаниях на коррозионную устапость и

вязкость разрушения, используют соотношение для размера пластической зоны

-gTr.mc,.

(4)

Принимая во внимание зависимость предела текучести от степени наводороживания, проводят серию испытаний на .вязкость разрушения образцов с тупой коррозионно-усталостной трещиной при различных режимах наводорокивания, пока не будет обеспечено равенство козффициента интенсивI/ л

ности к -,° , определяемого по известным формулам при каждом режиме наводороживания, выражению К ,.,

. . ,1 л .

(6о26о2 вычисляемому при том же режиме наводороживания.

Когда это равенство обеспечено, например, при плотности тока ,6 кА/м и времени наводороживания 1 ч, проводят непосредственно испытания на вязкость разрушения предварительно наводороженных образцов с тупой коррозионной и острой усталостной трещинами (обеспечивая одинаковую степень наводороживания образцов обеих парий).

Испытания на вязкость разрушения проводят на универсальной разрывной машине со скоростью перемещения захвата 0, мм/с нагружеиием по схеме четырчхточечного изгиба. Вычисляют коэффициенты К 5 и K-j, которые в данном примере равны 18 и 25 МПа IT соответственно.

Затем по формуле (21 определяют эффективный коэффициент интенсив.ности напряжений, который в данном примере равен 13,3 MITaYiM.

Изобретение позволяет с высокойточностью определять эффективный коэффициент интенсивности налряпкений за счет того, что наводороживание позволяет обеспечить равейЬтво размеров пластических зон в ве1иаинах трещин.