УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСКОРЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЕДЕЛА УСТАЛОСТИ ПЛАСТИНЧАТЫХ ОБРАЗЦОВ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ Советский патент 1958 года по МПК G01N3/38 

Предметом изобретения является устройство для ускоренного определения предела усталости образцов металлов и сплавов, подвергаемых знакопеременному изгибу в условиях нагрева на воздухе, в вакууме или газовой среде.

Известные устройства для определения предела усталости образцов металлов, помещаемых в снабженную микроскопом закрытую камеру со смотровым окном и подвергаемых нагреву посредством электронагревателя в условиях вакуума, газовой среды или атмосферного воздуха, не дают возможности определять величину внутреннего трения в испытуемых образцах металлов в процессе их знакопеременного изгиба.

Этот недостаток устранен в описываемом устройстве тем, что свободный конец консольно закрепленного испытуемого образца расположен между полюсами охватывающего камеру электромагнита, предназначенного для осуществления знакопеременного изгиба образца под воздействием электромагнитного поля при пропускании через обмотку электромагнита переменного тока повышенной частоты от задающего генератора через усилитель. В устройстве применен шлейфовый осциллограф для определения величины внутреннего трения в испытуемом образце по логарифмическому декременту затухания изгибных колебаний.

На чертеже показана принципиальная схема устройства с частичным продольным вырезом.

Испытуемый образец 1, выполненный в виде пластинки, на одной стороне которой посредством полировки приготовлен металлографический шлиф, закрепляется в захвате 2 накладкой 3; захват жестко соединен с корпусом прибора 4, подключаемым патрубком 5 к вакуумной системе или к устройству для подачи газа в рабочую камеру, образуемую кварцевым или керамическим колпаком 6.

В колпак впаяно плоско-параллельное стекло 7, служащее для наблюдения за микроструктурой образца в зоне его опасного сечения. Наблюдения осуществляются посредством объектива 8, являющегося частью микроскопа, предназначенного для исследования микроструктуры нагретых материалов.

Нагрев образца в захватах осуществляется посредством встроенной в рабочую камеру электрической печи сопротивления, обмотка 9 которой присоединяется к источнику 10 переменного или постоянного тока. Автоматическое регулирование температуры образца производится термопарой 11, спай которой прикреплен к образцу в зоне его опасного сечения, а выводы присоединены к быстродействующему электронному потенциометру 12.

Изгибные колебания образца вызываются воздействием переменного электромагнитного поля, создаваемого между полюсами сердечника 13 при протекании по обмотке 14 переменного тока повышенной частоты, получаемого от источника 15 тока. Требуемая для проведения испытаний частота задается посредством генератора 16.

Измерение изгибной деформации образца, определяющей значение возникающих в опасном сечении образца напряжений, может осуществляться различными способами. Может быть применена, например, оптическая система 17, снабженная отсчетным устройством и направленная на торец образца через плоско-параллельное стекло 18. Для этой же цели может быть использован датчик 19 сопротивления с малой базой измерений, прикрепленный к образцу жаростойким цементом. Выводы датчика 20 присоединены к электрической измерительной схеме, градуированной в значениях изгибающих напряжений.

В тех случаях, когда испытывают образцы из немагнитных материалов, к концу образца приклепывается накладка 21 из ферромагнитного материала. Для определения количества циклов изгибных колебаний образца в устройстве предусмотрен счетчик 22.

Определение величины внутреннего трения в испытуемых образцах металлов и сплавов производится по интенсивности затухания колебаний образца после выключения напряжения, подводимого к обмотке 14. Это определение может быть осуществлено, например, посредством записи на шлейфовом осциллографе затухания колебаний образца, при условии присоединения шлейфа к выводам прибора 20. Логарифмический декремент затухания колебаний служит критерием величины внутреннего трения материала при данной температуре и длительности испытания.

1. Устройство для ускоренного определения предела усталости пластинчатых образцов металлов и сплавов, помещаемых в снабженную микроскопом закрытую камеру со смотровым окном и подвергаемых нагреву посредством электронагревателя в условиях вакуума, газовой среды или атмосферного воздуха, отличающееся тем, что, с целью определения величины внутреннего трения в испытуемом образце в процессе его знакопеременного изгиба, свободный конец консольно закрепленного испытуемого образца расположен между полюсами охватывающего камеру электромагнита, предназначенного для осуществления знакопеременного изгиба образца под воздействием электромагнитного поля при пропускании через обмотку электромагнита переменного тока повышенной частоты от задающего генератора через усилитель.

2. В устройстве по п. 1 применение шлейфового осциллографа для определения величины внутреннего трения в испытуемом образце по логарифмическому декременту затухания изгибных колебаний.