Способ определения физико-механических свойств материала Советский патент 1985 года по МПК G01N3/42 

Изобретение относится к механическим испытаниям материалов.

Известен способ определения модуля нормальной упругости материала Cl3, включающий упругое вдавливание двумя последовательно прикладываемыми нагрузками шарикового индентора в материал исследуемой детали, измерение под нагрузкой сближения Индентора с поверхностью детали и определе/ние модуля упругости по формуле где E,/A- модуль нормальной упругос и коэффициент Пуассона исследуемого материала; то же, материала индентора; R - радиус сферического индентора;d. - сближение индентора с повер ностью детали, соответствующее разности нагрузок Р и Рд. Недостатки этого способа - необходимость использования индентора большого радиуса (R 100 мм) и необходимость производить нагружение несколько раз, при этом измеряя величину нагрузки. Наиболее близким к изобретению является способ определения физико- механических свойств материала, заключающийся в том, что при различны нагрузках внедряют индентор в повер ность образца, измеряют глубину вос становленных отпечатков, определяют динамический коэффициент твердости и физико-механические свойства материала образца 2. Недостаток i указанного способа невозможность определения модуля нормальной упругости. Цель изобретения - определение модуля нормальной упругости. Цель достигается тем, что соглас но способу определения физико-механических свойств материала, заключающемуся в том, что при различных нагрузках внедряют индентор в повер ность образца, измеряют глубину вос становленных отпечатков, определяют динамический коэффициент твердости и физико-механические свойства мате риала образца, вдавливают индентор

до фиксированного уровня, составляющего 5-15% от радиуса индентора, определяют пластическую твердость и модуль нормальной упругости по формуле

1-(U

в

Ailid

0+5CC+K)

IHD I где модуль нормальной упругости и коэффициент Пуассона ис.следуемого материала-, EJ,, |Хц-то же,материала индентора i R - радиус сферического инденс - фиксированный уровень вдавливания индентораi h - глубина остаточного отпечатка-, HD - пластическая твердость исследуемого материала; t - динамический коэффициент твердости, по которым судят о физико-механических свойствах материала. Способ определения физико-механических свойств материала реализуется следующим образом. Измеряют (согласно ГОСТ 18835-73) пластическую твердость НП материала образца, определяют динамический коэффициент твердости (при статическом способе внедрения индентора он равен единице). Для этого при двух различных нагрузках производят внедрение сферического индентора сначала статическим, а затем динамическим способом и определяют динамический коэффициент твердости по формуле . 1 г где h , h. - глубины восстановленных отпечатков после приложения первой и второй нагрузки статическим способом} hg-- то же, при динамическом способе. При этом начальная скорость индентора при динамическом внедрении должна быть та же, что и используемая при определении модуля нормальной упругости. 31U После этого производят вдавливание сферического индентора с образованием остаточного от/гечатка, составляющего 5-15% от радиуса индентора. Этот диапазон обусловлен тем, что в его пределах существует устойчивая линейная зависимость между глубиной остаточного отпечатка и нагрузкой на индентор. Эта операция может быть проведена на любом твердомере (прессе) или с помощью ударного твердомера любого типа, в которых индентор снабжен кольцом, опирающимся на поверхность образца при заданном погружении индентора. Измеряют глубину остаточного отпечатка, например, с помощью индикатора часового типа и определяют модуль нормальной упругости материала образца по формуле 14 При этом koэффициeнты Пуассона образцов материала и индентора могут быть определены по справочньм таблицам. Таким образом, данный способ позволяет определять модуль нормальной упругости на готовых изделиях без их разрушения, обеспечивая при этом практически такую же точность, как у наиболее точного - резонансного способа, Способ может быть непосредственно использован в промыпленности с использованием существующих инденторов и нагружающих устройств. Кроме того, при вдавливании индентора не требуется контролировать нагрузку, а необходимо обеспечить лишь вдавливание индентора до фиксированного уровня, ограниченного простым упором, например кольцом, установленные на инденторе.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКО- МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛА,заключающийся в том, что при различньтх нагрузках внедряют индентор в поверхность образца, измеряют глубину восстановленных отпечатков, определяют динамический коэффициент твердости и физико-механические свойства материаЛа образца, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью определения модуля нормальной упругости, вдавливают индентор до фиксированного уров ня, составляющего 5-15% от радиуса индентора, определяют пластическую твердость и модуль нормальной упругости по формуле о f-iu2 Е --1 0.0