Способ механических испытаний образцов материалов Советский патент 1987 года по МПК G01N3/08 

t

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к механическим испытаниям образцов хрупких материалов преимущественно с низкими прочностными характеристиками при растяжении и сжатии.

Цель изобретения - повышение точности испытания образцов из хрупких материалов.

На фиг, 1 приведена диаграмма нагрузка - деформация образца по перемещению захвата при осуществлении способа; на фиг. 2 - образец для испытания на растяжение; на фиг, 3 - образец для испытания на сжатие.

Образец для испытания на растяжение содержит рабочую часть 1, зах- части 2 и накладки 3, разметенные на поверхностях 4, контакти- с захватами.

Образец для испытания па сжатие содержит рабочую часть 5 и накладки 6j размещенные на поверхностях 7, контактирующих с захватами.

Способ осуществляется следующим образом.

Из порошкового материала, обычно совпадающего по химическому составу с материалом испытуемого образца,, приготовляют пористые накладки 3 и 6 прочностью, в 3-10 раз меньшей прочности материала используемого образца. Зацепляют накладки 3 и 6 на поверхностях 4 и 7, предназначенных для контакта с поверхностями захватов. Накладки 3 и 6 могут приклеиваться к поверхностям 4 и 7 или напрессовываться на эти поверхности за счет помещения образцов в форму с зазорами около этих поверхностей,

В зазор насыпают порошок и прессуют его с образцом в форме. При этом усилие прессования порошка, образующего накладки 3 и 6, выбирают так, чтобы пористость накладок 3 и 6 обес печивала прочность материала накладо 3 и 6 в 3-10 раз меньше, чем прочность материала образца. Это усилие прессования обычно в 3-10 раз меньше чем предел прочности материала испыт емого образца.

Образец с напрессованными на поверхностях . 4 и 7 накладками 3 и 6 устанавливают в захваты. Прикладывают к образцу через захваты предварительное усилие Р , обеспечивающее разрушение накладок 3 и 6 и не превышающее 0,5 максимальной нагрузки Рраз

5844

на образец. Снюкают предварительное усилие Р до минимально возможной величины Р , обеспечивающей контакт

( захватов с обр.азцом через разрушенные накладки. За счет разрушения накладок 3 и 6 обеспечивается полное прилегание поверхностей 4 и 7 к поверхностям захватав и ликвидируется

0 неравномерность передачи усилия от захватов к захватным частям 2 и рабочим частям 1 и 5, исключаются возможность перекосов и внецентренное . растяжение или сжатие рабочих частей

15 1 и 5.

При приложении предварительной нагрузки Р и усилия Р. производят запись диаграммы нагрузка - дeфop aция за счет перемещения захватов (учас0 ток I), Затем образец нагружают испытательной нагрузкой до его разрушения усилием Ррпз регистрируют нагрузку и абсолютное перемещение захватов (участок II), Для получения чений модуля упруг ости из общего перемещения (деформации) образца вычитают перемещение захватов при разрушении накладок 3 и 6 (участки 0-А) Точку А получают экстраполяцией

30 участка нагрузка - деформация собственно образца на начало координат. Прим е р. Исследуют механические свойства пороиков карбида титана. Образцы изгот. методами порош35 ковой металлургии (прессование в пресс-формах) и .спекают при . Диаметр образцов для испытания на сжатие 8 мм, высока 12 мм. Прочность образцов при испытаниях известным

40 способом составляет 3,32 - 11,1 кг/мм с Далее на дно пресс-формы пасьтают слой порошка карбгада титана с пластификатором. В пресс-форму помещают образец и снова слой того же порошка

45 После этого пуансонами производят

прессование. Усилие прессования выбирали следующим образом.

Разрушающее усилие образца без 5Q накладок составляло / 600 кг. Усилие прессования вь бирпют равным 150 кг. Образцы с накладками после п ресссова-, ния извлекают из пресс-формы и спекают при 900 °С в тв .гение 30 мин, что gg дает прочность накладок порядка 1 кг/мм .

По такому же изготавливают накладки и приклеивают их к торцам образца клеем БФ-2,

Проводят испытания образцов. При этом разрушение накладок происходит при нагрузках 60-100 кг, что в 6 - 10 раз меньше Ррс,зр 600 кг,

В таблице приведены данные по прочности и разбросу для всех трех типов образцов.

Из таблицы видно, что разброс уменьшается в 3-3,5 раза, т.е. резко повышается точность испытаний.

Кроме того, образцы с накладками по предлагаемому способу можно испытывать при температурах от криогенных до одинаковой точностью.

Формула изобретения

1 „ Способ механическЕТХ испытанит образцов материалов3 по которому образцы размещают в захватах, нагружаю образец испытательной нагрузкой и регистрируют нагрузку и относительБез накладок 10,34 7,64 3,32 9,16 11,1 70

С напрессованными накладками С наклеенными накладками

ное перемещение захватов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности испытаний образцов из хрупких материалов, используют образец с накладками из пористого хрупкого материала, имеющего прочность в 3-10 раз меньше прочности материала образца, размещенными на поверхностях

образца, контактируюп(их с захватами, перед нагружением образца испытательной нагрузкой прикладывают к образцу предварительное усилие до разрушения накладок, не более 0,5 максимальной

испытательной нагрузки, которое затем снижают до тех пор, пока обеспечивается контакт захватов с образцом через разрушенные накладки.

2, Способ по п, 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что накладки выполняют из материала, совпадающего по химическому составу с материалом образца.

10,72 8,86 9,94 10,37 20 11,06 9,38 10,55 10,84 27

редактор П. Гереши Заказ 4040/36

Составитель Г. Ротницк Техред М.ДВДЫК

Тираж 776 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

Составитель Г. Ротницкий , Техред М.ДВДЫК Корректор А. Обручар

Подписное

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к механическим испытаниям образцов хрупких материалов с преимущественно низкими прочностными характеристиками при растяжении и сжатии. Целью изобретения является повышение точности испытания образцов из хрупких материалов. Образцы с рабочей частью 1, захватными частями 2 и накладками 3 из пористого хрупкого материала (обычно из материала, совпадающего по химическому составу с материалом образца) с прочностью, в 3-10 раз меньшей прочности материала образца, размешенными на поверхностях 4, помещают в захват так, что поверхности 4 через накладки 3 контактируют с поверхностями захватов. Нагружают 067 разцы предварительным усилием до величины, обеспечивающей разрушение накладок 3 и не большой 0,5 макси- мальной разрушающей нагрузки. Затем снижают предварительное усилие до минимально возможной.величины, обеспечивающей контакт захвата с образцами через разрушенные накладки 3. После этого нагружают образцы испытуемой нагрузкой до их разрушения. Так как разрушившаяся накладка обеспечивает полное прилегание поверхности г. 4 к захватам, исключается перекос и вне- центренное растяжение образца. Во время всех этапов нагружения записывают диаграмму нагрузка - деформация за счет перемещения захватов. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл. (Л с: 00 00 ел 00 4 4;: А.2