Способ определения внутренних напряжений в материалах Советский патент 1985 года по МПК G01N25/16 

Изобретение относится к испытаниям материалов при температурном воздействии и может быть использова но в машиностроении, приборостроени и радиотехнике для повьппения качест ва и надежности изделий. Известны способы определения внутренних (остаточных, собственных напряжений, основанные на удалении части контролируемой детали и одновременном измерении претерпеваемых деталью деформаций ij. Недостаток этих способов в том, что они являются разрушающими и деталь после определения внутренних напряжений становится непригодной к эксплуатации. Наиболее близким к изобретению является способ определения внутренних напряжений в материалах, состоящий в сопоставлении свойств материала в деформированном и недеформированном состояниях. Сопоставление осуществляется ренгеновски методом, контролируемыми величинами являются межплоскостные расстояния кристалла в напряженном и ненапряженном состояниях 2j. Недостатками известного способа являются большая трудоемкость испытаний и обработки результатов, а также ограничения на его применени (наличие в поверхностном слое материала значительных градиентов концентраций компонентов сплава). Цель изобретения - уменьшение тр доемкости и расширение области применения, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определе внутренних напряжений в материалах состоящему в сопоставлении свойств материала в деформированном и недеформированном состояниях, образцы материала нагревают, измеряют темпе ратурные зависимости температурного коэффициента линейного или объемно расширения и судят об искомой вели чине, сопоставляя результаты испыт ний. В качестве материала в недеформированном состоянии используют испытуемый материал, подвергнутый отжигу. Способ осуществляют следующим образом. Из материала, из которого вьтол нена контролируемая деталь, изгото 27 . 2 ляют два образца, один из них подвергают отжигу до полного снятия внутренних напряжений. Размеры и форма образцов должны удовлетворять требованиям оборудования, с помощью которого будут проводиться дилатометрические исследования. Образцы материала нагревают и определяют температурный коэффициент термического расширения (ТКЛР)кажцого образца в зависимости от температуры по одной из известных методик. Различие полученных зависимостей будет обусловлено влиянием внутренних напряжений. В качестве примера исследуют внутренние напряжения .в заготовках 30-25-60 из стали ШХ 15. Нагрев образдов при измерениях ТКЛР проводят в термостате ТС-80М в интервале температур ZO-SO C, изменение размеров измеряют с помощью частотных преобразователей. Результаты дилатометрических измерений аппроксимируют многочленом 4 о+а, t-«-а .jt -.а jt где t - температура, С; flt - изменение длины образца. Зависимости TKJTP от температуры получают в виде c(t)b-,+b,t+bjt% ,ai ,2а2 , где Ъ, -J-; Ь -|--;Ьз f - длина образца. Один из образцов отжигают при . 500°С в течение 2 ч для снятия внутренних, напряжений. В результате получают зависимости ТКЛ от температуры, для материала в деформированном (с) и недефорнированном (ot) состояниях: о.«( 11,2+0,015) ); (14,7+0,011) IO-(°C-). Для оценки связи меящу средними внутренними напряжениями и ТКЛР ис пользуют соотношения (М b8H i вн-() приращение относительной где д температурной деформации, обусловленное внутренними напряжениями; Е - модуль упругости материала. Применение предлагаемого способа не требует использования сложного и громоздкого рентгеновского оборудования, а также соответствующего высококвалифицированного персонала.

3 1157427J

Область применения метода расши-BOB, исследование которых HssecTtniiM

ряется по сравнению с иэвестньм спо-рентгеновским методом затрудяительсобом на образцы с поверхностнымно.

слоем, имеющим значительный гради-Изобретение может найти применеект по параметру решетки. Предлагав-$ ние в качестве способе нераэрупаюцемый способ имеет преимуфества приго контроля напряжений образцов

исследовании многокомпонентных спла-материала и готовых деталей.

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВНУТРЕННИХ НАПРЯЖЕНИЙ В МАТЕРИАЛАХ, состоящий в сопоставлении свойств материала в деформированном и недеформированном состояниях, о т личзющийся тем, что, с целью уменьшения трудоемкости и расширения области применения, образцы материала нагревают, измеряют температурные зависимости температурного коэффициента линейного или объемного расширения и судят об искомой величине, сопоставляя результаты испытаний. 2. Способ по п. 1, отличающий с я тем, что в качестве материала в недеформированном состоянии используют испытуемый материал, подвергнутый отжигу.