Способ определения трещиностойкости хрупких материалов Советский патент 1985 года по МПК G01N3/00 

1 Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материала а именно к способам определения тре щиностойкости хрупких материалов. Известен способ определения трещиностойкости хрупких материалов, заключающийся в том,, что в образце материала вьшолняют щелевой надрез, нагружают образец, регистрируют нагрузку образования и страгивания трещины из вершины надреза и по ней судят о трещиностойкости материала. В известном способе надрез вьшол няют клиновидным с боковой стороны призматического образца, а нагружение осуществляют внецентренным растяжением образца через отверстия в консолях, образующихся после выполнения надреза О Недостатком известного способа является определение трещиностойкос ти хрупких материалов в условиях, далеких от эксплуатационных условий работы материала инструментов из твердых сплавов, характеризукяцихся различными.сопротивлениями разрущению при действии нормальных и сдвиговых напряжений. Цель изобретения - приближение условий нагружения к эксплуатационным условиям работы материала инструментов из твердых сплавов, характеризующихся различными сопротив легшями разрушению при действии нор мальных и сдвиговых напряжений. Указанная цель, достигается тем, что при способе определения трещино стойкости хрупких материалов, заключающемся в том, что в образце материала выполняют щелевой надрез, нагружают образец, регистрируют нагрузку образования и страгивания . трещины из вершины надреза и по ней судят о трещиностойкости материала, надрез вьшолняют на торце образца с прямоугольным поперечным сечением щели и глубиной 0,25-0,40 длины образца, а нагружение осуществляют сжатием образца по его торцам. Это позволяет исследовать кинети|су роста трещины на стадии зарождения трещины и роста ее до критического размера, которая отражает поведение материала в условиях эксплуатации . На фиг. 1 изображен предлагаемый образец, имеющий призматическую 3 ; 2 форму; на фиг. 2 - то же, цилиндри- ческой формы. Способ осуществляют следукяцим . образом. В образце 1, которьй может :иметь либо призматическую (фиг, 1), либо цилиндрическую (фиг. 2) форму, выполняют щелевой надрез 2.. Последний должен быть вьшолнен на торце3 образца 1 и иметь прямоугольное поперечное сечение и глубину h равную (0,25-0,40), где И - длина образца. Нагруженир образца осуществляют ступенчато сжатием образца усилиями Р по торцам. При отношении h/f в пределах 0,25-0,40 трещина 4, возникающая из вершины 5 надреза 2, направлена под углом f/4 к плоскости 6 симметрии образца, т.е. под углом действия максимальных касательных напряжений, возниканлдих при сжатии образца усилиями. При отношении h/f 0,25 силы трения, возникающие на торцах образца сжатия, изменяют характер напряженного состояния материала в вершине 5 надреза 2. В этом случае из вершины 5 надреза 2 распространяются несколько трещин (не показаны) , исходные траектории которых направлены под углом, большим Л/4, к плоскости 6 симметрии и изменяющих свое направление при нагружении до перпендикулярного по отношению к направлению усилий Р сжатия. При отношении h/t 7 0,4 наблюдается разрушение образца 1 в на- правлении усилий Р, т.е. расслоение образца 1, которое не дает информации о трещиностойкости материала при сжатии и сдвиге в условиях, приближенных к условиям эксплуатации. При нагружении визуально фиксируют образование трещты 4, регистрируют нагрузку образования трещины и по ней судят о трещиностойкости материала. При испытании партии образцов по результатам испытаний строят диаграмму разрушения в координатах напряжение сжатия - длина трещины и по ней судят о сопротивлении материала разрушению. Пример. Испытьгоают призматические образцы сплава марки

ВК22КС (We 87%, Co 22%). Размеры образца 7 7 14 мм. На торце образца наносят электроэрозионной обработкой щелевой надрез шириной 0,2 мм и глубиной 5 мм. При длине . t 14 мм отнодение h/t составляет ,354, что удовлетворяет условию 0,25 h/l 0,4.

Нагружение осуществляют на испы тательной машине гд-40 ступенчато через О,1 Гн/м со скоростью нагружения 0,01 Гн/ч. Образование трещи1659234 - -.

. ны происходит пр.и нагрузке 104-10 Н, t

что соответствует напряжению 2,16П1а.

- Использование изобретения позво- . г ляет определять трещиностойкость и осуществлять исследования процесса повреждения материала при внешней нагрузке, приближенной.к эксплуатационной и характерной для запрессовки с натягом твердосплавных вставок инструмента в обойму и для деформации металла при высадке.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕЩИНО-: СТОЙКОСТИ ХРУПКИХ МАТЕРИАЛОВ, эаключакщ1йся в том, что в образце материала вьшолняют щелевой надрез. нагружают образец, регистрируют нагрузку образования и страгивания трещины из вершины надреза.и по ней судят о трещиностойкости материала, отличающийся тем, что, с целью приближения условий нагружения к эксплуатационным условиям работы материала инструментов из твердых сплавов, характеризующихся различными сопротивлениями разрушению при действии нормальных и сдвиговых напряжений, надрез выполняют на торце образца с прямоугольным поперечным сечением щели и глубиной 0,250,40 длины образца, а нагружение осуществляют сжатием образца по его тсЙЦам. (Л Од СП со 1C