Способ определения вязкости разрушения Советский патент 1987 года по МПК G01N3/00 

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств 1материа- лов и может быть использовано для определения вязкости разрушения металлов.

Цель изобретения - повышение достоверности результатов длительных испытаний путем учета релаксации напряжений и изменения структуры металла вблизи трещины при ее подрастании до значений, близких к критическим.

Способ осуществляют следующим образом.

Испытывают металлические образцы с концентратором напряжений и с трещиной, выращенной из вершины надреза Образцы попарно нагружают при повышенной температуре и идентичных условиях одинаковым усилием,, Нагружение осуществляют с выдержкой под нагрузкой Р; до разрушения одного из образРазличные пары образцов выдержи- 25 намывания образца составляет 431 МПа,

Р.

цов

веют под различной нагрузкой

Из каждой i-й пары неразрушившийся образец выдерживают при усилии, составляющем 1 , 03- 1 , 05 Р. . Выдержку осуществляют с регистрацией усилия нагружения и деформации образца. Деформацию образца регистрируют путем измерения раскрытия берегов трещины.

По изменению раскрытия трещины фиксируют момент начала доламьшания образца, когда резко возрастает скорость раскрытия трещины.

Более точно момент начала доламывания фиксируют методом акустической эмиссии.

Доламывание характеризуется возникновением регулярных импульсов акустической эмиссии большой амплитуды (150-500 мкВ) и таким нарастанием скорости счета импульсов, когда скорость в момент измерения на порядок больше, чем скорость счета при предыдущем измерении.

Выдержку образца под нагрузкой .осуществляют до его разрушения.

По результатам измерения усилия нагружения деформации образца определяют удельную работу роста трещины при доламывании и по ней определяют известными расчетными методами вязкость разрушения металла

Пример . Испытывают цилиндрические образцы из стали 15Х1М1ФЛ диаметром 18 мм с кольцевым надрезом

30

35

Вязкость разрушения составляет 35,4 МПа-м, .По известному способу вязкость разрушения составляет

--45 МПа-м /2,

Таким образом.) учет условий развития трещины перед доламыванием повышает достоверность определения вязкости разрушения,

Форм.ула изобретения

40

1. Способ определения вязкости разрушения металлау по которому металлические образцы с концентратором напрял ений и с трещиной, выращенной из вершины концентратора, нагружают при повьпиенной температуре до разрушения, регистрируют усилие нагружения д и деформацию образца и определяют удельную работу роста трещины, по которой судят о вязкости разрушения металла образца, отличающий- с я тем, что, с целью повышения достоверности результатов длительных испытаний путем учета релаксации напряжений и изменения структуры металла вблизи трещины при ее подрастании до значений, близких к критическим, нагружение образцов осуществляют попарно одинаковым усилием до разрушения одного из образцов, затем вьщер- живают неразрушившийся образец при - усилии выше первоначального на 3-5%,

50

55

глубиной 3,3 мм и с радиусом при вершине 0,05 мм.

Пагружение осуществляют при ЗбБ - С. Два образца соединенные последовательно, выдерживает под нагрузкой, ai- вызывающей напряжение 160 МПа, Через 10АО ч происходит разрушение одного из образцов Испытание второго образ-. ца продолжают при напряжении 168 МПа. При этом час регистрируют рас- крытие надреза и проводят непрерывный контроль методом акустической эмиссии. Время до разрушения второго образца составляет 1182 ч.

За 8 ч до разрушения регистрируют резкую интенсификацию излучения акустической эмиссии, К этому моменту раскрытие надреза составляет О, 1 42 мм. При разрушении раскрытие надреза составляет 0,168 мм, а критическое напряжение с учетом площади сечения до

Вязкость разрушения составляет 35,4 МПа-м, .По известному способу вязкость разрушения составляет

--45 МПа-м /2,

Таким образом.) учет условий развития трещины перед доламыванием повышает достоверность определения вязкости разрушения,

Форм.ула изобретения

0

1. Способ определения вязкости разрушения металлау по которому металлические образцы с концентратором напрял ений и с трещиной, выращенной из вершины концентратора, нагружают при повьпиенной температуре до разрушения, регистрируют усилие нагружения и деформацию образца и определяют удельную работу роста трещины, по которой судят о вязкости разрушения металла образца, отличающий- с я тем, что, с целью повышения достоверности результатов длительных испытаний путем учета релаксации напряжений и изменения структуры металла вблизи трещины при ее подрастании до значений, близких к критическим, нагружение образцов осуществляют попарно одинаковым усилием до разрушения одного из образцов, затем вьщер- живают неразрушившийся образец при - усилии выше первоначального на 3-5%,

0

5

- 1335841

фиксируют момент начала доламывания 2. Способ по п. 1,отличаю- образца, а вязкость разрушения опре- щ и и с я тем, что,момент начала деляют ло удельной работе роста тре- доламывания фиксируют методом акус- щины при доламывании.тической эмиссии.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для оценки долговечности металлов при эксплуатации. С целью по- вьшения достоверности результатов длительных испытаний путем учета релаксации напряжений и изменения структуры металла вблизи трещины при ее подрастании до значений, близкихк критическим, испытывают металлические образцы с концентратором напряжений и с трещиной, выращенной из вершины надреза. Образцы попарно нагружают при повышенной температуре в идентичных условиях одинаковым усилием. Нагружение осуществляют с выдержкой под нагрузкой до разрушения одного из образцов. Различные пары образцов выдерживают под различной нагрузкой р. . Затем из каждой i-ой пары неразрушившийся образец выдерживают при усилии,составляющем от 1,03 до 1,05 усилия р. . Выдержку осуществляют с регистрацией усилия нагружения и деформации образца. Деформацию образца регистрируют путем раскрытия берегов трещины. По изменению раскрытия трещины фиксируют момент начала дола- мьтания образца, когда резко возрастает скорость раскрытия трещины. Более точно момент начала доламывания фиксируют методом акустической эмиссии. Выдержку образца под нагрузкой осуществляют до его разрушения. По результатам измерения усилия нагружения и деформации образца определяют удельную работу роста трещины при до- ламьшании и по ней известными расчетными методами вязкость разрущения металла. Учет условий развития трещины перед доламыванием повышает достоверность определения вязкости разрушения. 1 з.п. ф-лы. « (Л 00 00 СИ СХ5 4: