Способ определения зоны пластичности у вершины трещины в конструкционных материалах Советский патент 1988 года по МПК G01N23/225 

со ;о 4

to

I Изобретение относится к испытаниям атериалов и конструкций на прочность, а именно к анализу процессов р|азрушения объектов, содержащих треЦ ИНЫ.

Цель изобретения - снижение трудоемкости и повышение точности определения размеров зоны. ; На фиг. 1 показано характерное распределение концентрации легирующе- : о элемента вдоль направления от тре- цины; на фиг. 2 - границы зоны пластической деформации вблизи вершины трещины.JC

Предложенный способ основан на ГСМ, что в поле напряжений, возникаю- цем в области трещины, происходит перераспределение концентрации легирующих элементов. При этом экспери- JQ ментально установлено, что границы зоны пластической деформации вблизи вершины трещины совпадают с граница- ми скачкообразного изменения концентрации одного из легирующих элементов, 25 наиболее удаленных в периодической таблице от элемента матрицы. Пример, Образец для исследований из стали представляет собой балку сечением мм, в которой с помощью ЗО электроискрового станка сделан над- рез. Ширина надреза 0,3 мм, глубина - 0,5 мм. Затем образец с надрезом подвергается циклическому нагружению (трехточечный изгиб) до появления за- метной для невооруженного глаза тре- щины. После этого из образца выреза- ется с помощью электроискрового станка участок с трещиной (фиг. 2). Размеры вырезанной части определяются . габаритами рабочего столика рентгеновского микроанализатора, Затем обычным образом на поверхности, содержащей трещину, приготавливается шлиф. Подготовленный шлиф с выявлен- - ной трещиной помещают в колонну рентгеновского микроанализатора Самевах. В качестве элемента легирующей добавки стали, наиболее удаленного по номеру в периодической таблице Менделеева от расположения химического элемента матрицы, выбран титан. С помощью рентгеновского микроанализатора проводится изучение изменения концентрации титана по сравнению с интенсивностью Kj -линии его спектра для эталонного образца чистого титана, входящего в

35

50

55

o

C

Q 5 О. - 5

0

5

комплект микроанализаторл. Анализ . изменения концентрации титана осуществляется в направлении линий, ра- диально расходящихся от трещины. При этом используются функциональные возможности установки Самевах и проводится автоматическая запись концентрации элемента вдоль линии анализа. На гистограмме распределения титана (фиг. О вдоль линии анализа наблюдается скачок концентрации титана. Причем запись таких гистограмм в разных направлениях от вершины трещины I показьюает, что скачок в изменении концентрации по разным направлениям анализа расположен на разных расстояниях от вершины трещины и на фиг. 2 показана обобщенная для всех направлений диаграмма границы 2 скачка концентрации титана в плоскости, содержащей трещину 1.

Таким образом, в плоскости, содержащей трещину, определяются границы пластической зоны у вершины трещины в конструкционных материалах с легирующими добавками. Для получения пространственного представления о границе и размерах зоны пластической деформации необходимо осуществить -послойное шлифование образца, определение границы скачка концентрации (в приведенном примере титана) по данному слою и представить результаты одной диаграммой в пространственных координатах.

Формула изобретения

Способ определения зоны пластичности у вершины трещины в конструкционных материалах, включающий выявление трещины на поверхности образца посредством шлифовки, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости и повьш1ения точности определения размеров зоны, измеряют распределение концентрации одного из легирующих элементов, наиболее удаленных по номеру периодической системы элементов от номера элемента матрицы, вдоль лежащего в плоскости шлифа направления, идущего от трещины, и устанавливают размеры зоны пластической деформации по местоположению скачка распределения концентрации легирующего элемента.

Изобретение относится к испытаниям материалов и конструкций на прочность, а именно к анализу процессов разрушения объектрв, содержащих трещины. Цель изобретения состоит в снижении трудоемкости и повышении точности определения размеров зоны. На поверхности объекта, содержащего трещину, выполняют шлиф, который помещают, например, в рентгеновский микроанализатор и устанавливают в нем распределение концентрации одного из легирующих.элементов, наиболее удаленного в периодической таблице от элемента матрицы вдоль направления, проходящего через трещину. Полученное распределение имеет скачок в конце зоны пластической деформации, разбивающейся вблизи трещины. Границы зоны скачка концентрации легирующего элемента по разным направлениям указывают границы зоны пластической деформации. 2 ил. с (Л

Фиг. J

X

X