Способ оценки прочностных свойств металлов Советский патент 1987 года по МПК G01N3/00 

10

15

20

30

изобретение относится к испытаниям матергиалов и может быть использовано для бпределения прочностных свойств металлов.

Целью изобретения является повышение точности при определении момента начала пластической деформации уг- леродсодержащих сплавов.

Способ основан на том, что согласно дислокационным представлениям процессы пластической деформации металла осуществляют путем перемещения дислокаций, выходом их на поверхность кристалла, зарождением новых. Посто- .янное и направленное движение дислокаций, а, следовательно, и атомов матрицы сплава, приводящее к необратимому формоизменению образца, не может не вызывать многообразных дислокационных реакций с атомами внедрения. В сплавах внедрения атомы уложены не плотно, между ними остаются свободные промежутки, в которых могут размещаться маленькие атомы типа Н, N, С, которые в свою очередь могут быстро мигрировать по кристаллической решетке.

В присутствии полей напряжения диффузия становится направленной - атомы внедрения притягиваются в зону ядра дислокации - в область растяжения. Такой процесс диффузионного перемещения атомов внедрения к дислокациям приводит в конечном счете к образованию так называемых облаков или атмосфер Коттрелла, тем самым создавая в исходном твердом растворе структуру с неравновесной концентрацией атомов внедрения по объему. Напряжение, необходимое для перемещения дислокаций, а, следо1затвльно, и для начала пластической деформации очень мало И по порядку величины еще ниже, чем наименьшие пределы упругости, наблюдаемые экспериментально„ Учитывая тот факт, что в реальных металлах и сплавах всегда имеются внутренние напряжения, причем предельные значения внутренних напряжений III и II рода на два порядка выше, чем напряжение I род а, им принадлежит определяющая роль в развитии процессов микродеформирования.

Таким образом, первые пластические деформации и инициируемые ими процессы диффузии начинают протекать при напряжениях, меньших физического предела текучести.

25

35

40

45

50

5

0

0

Исходя из изложенного, можно заключить, что пластическая деформация приводит к усилению диффузии атомов Н, N, С из объема металла на его поверхность.

Регистрацию газовыделения осуществляют газоанализатором-измерителем парциальных давлений.

Продукты газовыделения могут вступать в реакцию. Особенно существенным является образование углеродсодержа- щих соединений, влияющих на коррозионную стойкость поверхности.

Диффундирующий и выносимый дислокациями углерод на поверхности- взаимодействует с адсорбированными на

. - tf

поверхности атомами кислорода, и в результате образуется углеродсодер- жащий окисел COj. Таким образом, по регистрации начала вьоделения на поверхности металла углеродсодержащего окисла COj с высокой точностью может быть установлен момент начала плас- 5 тической деформации.

Способ осуществляют следующим образом.

Исследуемый образец после тщательной очистки помещают в вакуумную камеру и обезгаживают от физически адсорбированных газов. По мере очищения поверхности образца вакуум в камере улучшается и при достижении заданной величины вакуума производят растяжение образца и регистрацию выделения в объем камеры образующихся на поверхности газов, в частности углеродсодержащего газа С0. Наличи е

5

0

5

0

газа COg свидетельствует о наличии процесса пластической деформации.

Пример . Испытуемый образец из стали 3 тщательно очищают, размещают в вакуумной камере и обезгаживают от адсорбированных газов при 523-573°Си растягивают образец при

10 Па. При дости- напряжения 19,7

2

10 Па

вакууме порядка жении в образце

фиксируют начало вьщеления COg , которое продолжается до разрушения образца.

В качестве измерительных приборов применяют металлокерамический омегат- рон РМО-13 и анализатор газа ИПДО-2.

Начало выделения углеродсодержа- щего окисла СО фиксируют при достижении напряжения в образце 19, Па и продолжают вплоть до разрушения образца. Это напряжение меньше напряжения предела текучести, найденного

1326942

путем механических испытаний образ- разец испытуемого металла растягивают цов на разрыв, и составляющего в н вакууме, регистрируют момент начала среднем для стали 3 величину 23,5х выделения элементов вещества образца,

х10 Па.5 по которому судят о прочностных свойТакйм образом, предлагаемый способствах металла, о т л и ч.а ю щ и и позволяет точно зафиксировать моментс я тем, что, с целью повышения точУ ачала пластической деформации приности при определении момента начала

йомощи выявления и учета физическихпластической деформации углеродсодери физико-химических процессов, проте- in i.

„ кжащих сплавов, в качестве элементов

кающих в объеме металла и на его по-. .

верхности,вещества образца выбирают углеФормула изобретения ; род, образующий на поверхности

Способ оценки прочностных свойств образца углеродсодержащий оки- металлов, заключающийся в том, что сел COj .

Изобретение относится к испытаниям материалов и может быть использовано для определения прочностных свойств металлов. Целью изобретения является повышение точности деформации углеродсодержащих сплавов. Способ заключается в том, что образец размещают в вакуумной камере, нагружают и фиксируют момент начала выделения СО, , образующегося на поверхности образца, что соответствует моменту начала пластической деформации.