Способ определения поверхностной энергии границ раздела зерен в металлах Советский патент 1988 года по МПК G01N13/00 

Изобретение относится к контроль- но-измерительной технике, а именно к способам определения поверхностной энергии твердых тел, и может найти применение в материаловедении при решении технологических вопросов сварки, механической обработки и т.д.

Целью изобретения является упрощение способа путем исключения необходимости проведения дополнительных независимых измерений параметров зерен.

Пример. Определяли поверхностную энергию границ раздела зерен поликристаллической меди. Стандарт- ные рбразцы круглого сечения подвергали устадостным испытаниям на установке УКИ-10М при комнатной температуре (Т 20 с). К образцу прикладывали циклическую нагрузку с частотой 50 Гц по симметричному пилообразноциклу при постоянной амплитуде 1. Измеряли количество циклов п, не обходимое для разрушения образца. Среднее значение п для четырех образцов составило 1,. Поверхностную энергию границ раздела зерен рассчитывали с помощью выражения

,.,.„,-.,о . (3.n.4.vll.i/.nt .

(1)

- амплитуда нагрузки, МПа;

Е - модуль упругости меди, МПа; цО - температурный коэффициент объемного расширения меди, град ;

Т - температура образца, Cj V - объем, одного атома меди,

см . i UO МПа.

г.

Подстановка измеренных величин п, бд , Т и справочных величин V, Е, j5в выражение (I) дает величину 610 мДж/м,

10

15

20

25

Формула изобретения

Способ определения поверхностной энергии границ раздела зерен в металлах, заключающийся в приложении механической нагрузки к образцу металла до его разрушения, измерении параметра, характеризующего механическую нагрузку, и расчете поверхностной энергии, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа путем исключения необходимости про- :5едения дополнительных независимых измерений параметров зерен, к образцу прикладьшают циклическую нагрузку с постоянной амплитудой по симметричному пилообразному циклу, измеряют число циклов, необходимое для разрушения образца, а поверхностную энергию границ раздела зерен рас- считьшают с помощью выражения

6 .1,01 -10

V-n.- - -M TI 1Н г.

h

мЛж/м

где (О( - амплитуда механической нагрузки, МПа;

п - число.циклов до разрушения образца;

Е - модуль упругости, МПа;

Ji - температурный коэффициент объемного расширения металла, град ;

Т - температура образца, С;

V - объем одного атома металла, см .

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к способам исследования поверхностной энергии металлов и сплавов, и может найти применение при определении поверхностной энергии границ раздела зерен в металлах для упрощения способа и одновременного получения информации о циклической прочности металлов. Целью изобретения является упрощение способа путем исключения необходимости проведения дополнительных независимых измерений параметров зерен. Способ заключается в следующем. Образцы разрушают циклической нагрузкой. Измеряют число циклов, необходимых для разрушения образца, и напряжение разрушения. Поверхностную энергию границ раздела зерен в металлах рассчитьшают с помощью выражения 6 1,01-10 3-п;б; .V(l )/ /le-Jv - мож/м, где п - число циклов до разрушения образца; j(j - амплитуда механической нагрузки, МПа; V - объем одного атома металла, см ; Е - модуль упругости, МПа; о(. - температурный коэффициент объемного расширения металла, град; Т - температура образца, град4 G S