Способ испытания материалов на коррозионное растрескивание Советский патент 1987 года по МПК G01N17/00 

10

Изобретение относится к коррозионным испытаниям, а именно к способам испытания материалов на коррозионное растрескивание, и является усовершенствованием основного изобретения по авт. св. № 1241108.

Цель изобретения - повышение точности .испытания за счет обеспечения фиксации всей первоначальной нагрузки на образец.

Способ реализуется следующим образом.

В образце с концентратором и наведенной из его вершины усталостной трещиной на расстоянии от вершины15

концентратора, меньшем длины трещины, выполняют отверстие, ось Которого лежит, в плоскости трещины и параллельна ее фронту, а его диаметр и расстояние от оси до вершины трещины выбирают таким образом, чтобы исключить влияние отверстия на концентрацию напряжений в вершине трешинь:. Чем меньше диаметр отверстия, тем ближе к веришне трещины оно может находиться.

Затем образец нагружают на испытательной машине до желаемого уровня нагрузки, который поддерживают постоянным, и контролируют раскрытие берегов трещины. Увеличение раскрытия трещины при постоянной нагрузке свидетельствует о протекании процесса ползучести материала в вершине трешд ны. По завершении процесса ползучести, на что указывает стабилизация уровня раскрытия трещины, концентратор и полость TpemjiHbi от кон-

25

20

30

35

с остановившейся на уровне коррозионной извлекают из коррозионной среды и нагружают на испытательной машине, фиксируя нагрузку, при которой начинает увеличиваться раскрытие берегов трещины. По величине этой нагрузки и длине

центратора до отверстия заполняют

химически инертной твердеющей массой,0 коррозионной трещины, используя из- например эпоксидной смолой без пластификатора. В случае большой текучести массы или большого раскрытия трещины, что соответствует большому уровню нагрузки, во избежание попада- ния массы в отверстие при заполнении концентратора иполости трептины, отверстие закупоривают пробкой, например резиновой. Далее образец продолжают выдерживать под нагрузкой полного затвердевания массы, при наличии пробки в отверстии ее удаляют, а образец разгружают, регистрируя изменение раскрытия трещины. полного затвердевания массы, находя- щейся между берегами трещины, при снятии внешней нагрузки берега трещины фиксируются в раскрытом состоя-

вестные зависимости, определяют теку щее значение коэффициента интенсивности напряжений Kj или Kjscc

Пример. Испытывали закаленную и отпущенную при 600°С сталь 50Х. Использовали балочные образцы прямоугольного сечения (длина 80 мм высота 18 мм, ширина 12 мм) с предварительно созданной односторонней боковой трещиной длиной 9 мм. В образце выполнили отверстие диаметром 1 мм на расстоянии 4 мм от вершины трешцны. В качестве коррозионной среды ислользовали дистиллированную воду. Образцы нагружали по схеме трехточечного изгиба до уровня коэффи1щента интенсивности напря-

НИИ из-за клинового эффекта застыв10

15

39022

шей массы, что обесточивает фиксацию напряженного состояния в вершине трещиьш на необходимом уровне. Неизменность уровня раскрытия тре1цины при снятии нагрузки является доказательством полного затвердевания массы и её способности фиксировать берега трешнны в положении, соответствующем первоначально нагруженному образцу. Поскольку масса очень плотно прилегает к стенкам трещины, то задаваемая на образец нагрузка фиксируется с высокой точностью.

Образец помещают в коррозионную среду, которая в вершину попадает как со стороны боковых поверхностей образца, так и из объема, ограниченного отверстием. По длине коррозионного подрастания трещины, времени испытания и нагрузке, воспринимаемой затвердевшей массой на каждом конкретном этапе ее роста и после прекращения роста трещины, определяют скорость роста трешлны и по- 25 роговый уровень Кjggp соответственно, по которым оценивают стойкость материала против коррозионного растрескивания. Дпя определения воспринимаемой затвердевшей массой нагрузки на конкретном этапе роста коррозионной трещины или после прекращения ее роста образец с развивающейся или

20

30

с остановившейся на уровне коррозионной извлекают из коррозионной среды и нагружают на испытательной машине, фиксируя нагрузку, при которой начинает увеличиваться раскрытие берегов трещины. По величине этой нагрузки и длине

коррозионной трещины, используя из-

коррозионной трещины, используя из-

вестные зависимости, определяют текщее значение коэффициента интенсивности напряжений Kj или Kjscc

Пример. Испытывали закаленную и отпущенную при 600°С сталь 50Х. Использовали балочные образцы прямоугольного сечения (длина 80 мм высота 18 мм, ширина 12 мм) с предварительно созданной односторонней боковой трещиной длиной 9 мм. В образце выполнили отверстие диаметром 1 мм на расстоянии 4 мм от вершины трешцны. В качестве коррозионной среды ислользовали дистиллированную воду. Образцы нагружали по схеме трехточечного изгиба до уровня коэффи1щента интенсивности напря

жений KI 0,9.5 Kj;. , где К - кратковременная трещиностойкость материала.

Образцы перед заполнением полости трещины твердеющей массой (например эпоксидной смолой без пластификатора) выдерживали при постоянной нагрузке (0,95 Kj.) до прекращения процесса ползучести материала в окрестности вершины трещины и лишь затем фиксировали нагрузку, заполняя эпоксидной смолой полость отверстия и трещины. При этом отсутствовало смещение берегов трешины в результате снятия с образца нагрузки, что

служило доказательством полной фикса- 5 коррозионное растрескивание по авт,

ции первоначального напряженного состояния в вершине трещины. Затем образцы подвергали воздействию коррозионной среды в течение 1000 ч и разрущали, фиксируя нагрузку, при которой начинается смещение берегов трещины. Анализ поверхностей изломов образцов выявил наличие коррозионно-

Редактор А.Долинич

Составитель Э.Карпиловская

Техред М.Ходанич Корректор М,Пожо

Заказ 1300/43Тираж 777Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, , д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4.

го подрастания трещины. По измеренной длине трещины с учетом ее коррозионного подрастания и зафиксированной нагрузке, при которой начиналось смещение берегов трещины в процессе повторного нагружения образца, прошедщего испытание на коррозионное растрескивание, определяли значение К rscc, которое для партии образцов колебалось в пределах (0,7-0,75) Kje,.

Формула изобретения Способ испытания материалов на

ев, № 124П08, отличающий- с я тем, что, с целью повьгаения точности испытания, перед заполнением твердеющей массой полости концентратора и трещины, образец выдерживают под нагрузкой до прекращения процесса ползучести в верщине трещины.

Изобретение относится к коррозионным испытаниям и является усовершенствованием основного изобретения по авт. св. № 1241108. Целью дополнительного изобретения является повыше- }ше точности испытаний за счет обеспечения фиксации всей первоначальной нагрузки на образец. Образец с концентратором напряжений и наведенной на его вершины усталостной трещиной растягивают в направлении, перпендикулярном плоскости распространения трещины. Образец выдерживают под нагрузкой до прекращения процесса ползучести материапа в вершине трещины, что и обеспечивает в дальнейшем фиксацию всей нагрузки на образец, и после этого фиксируют нагрузку на образец путем частичного заполнения полости TpemjiHH и концентратора химически инертной твердеющей массой и выдержки образца под нагрузкой до полного затвердевания массы. Затем внешнюю нагрузку снимают, а образец размещают -в среде и по изменению длины трещины судят о коррозионном растрескивании. (Л со о со со о ю 14)