Способ исследования механических свойств материала Советский патент 1990 года по МПК G01N3/00 

Изобретение относится к области материаловедения, а именно к исследованию свойств материала при циклическом нагружении.

Цель изобретения - повышение точности за счет исключения погрешностей, связанных с влиянием смачиваемости.

Способ осуществляется следующим образом.

На образце исследуемого материала формируют усталостную трещину, наведенную из вершины надреза. Вершину трещины заполняют оптически прозрачной жидкостью В вершине трещины создают разряжение, осуществляющее объемное распределение оптически прозрачной жидкости равномерным слоем по поверхности вершины трещины. Создают в образце циклические нагрузки, раскрывающие вершину трещины. По изменению интерференционной картины на поверхности оптически прозрачной жидкости,

соответствующей фиксированному значению механических напряжений у вершины трещины, которую наблюдают микроскопом и определяют механические свойства материала.

Пример. Испытывали образцы из стали 06Х12НЗДЛ.

В прямоугольном образце размером электроэррозионным способом выполняли инициирующий надрез глубиной 2 мм и радиусом при вершине 0,15 мм. Поверхность участка с надрезом размером 10x55 обрабатывали под металлографический шлиф. На электрогидравлической машине усилием в 10 т осевым растяжением проводили циклическое нагружение образца и контролировались нагрузки Рор открытия трещины и нагрузка Р0{ закрытия трещины при размахе коэффициента интенсивности напряжений й.,5 КПа Скорость трещины при этом составляла 7 мм/цикл. Максимальная нагрузка

(Л

ел ел ел

оэ

4ь

сп

на образец Рнакс 1,3 т. При в область вершины трещины вводили втиранием жидкость с поверхностным натяжением порядка ,04 н/м. Излишки жидкости, оставшиеся на поверхности, удаляли потоком воздуха, направленным вдоль поверхности образца После чего нагрузку снижали и с помощью оптического устройства в монохроматическом свете контролировали вытеснение жидкости из приповерхностной полости трещины. При закрытии контрольного участка вершины трещины порядок и размер оси интерференционной полосы на контуре жидкости стабилизировались при P PjOKp. т. С помощью накладных пластин локализовали область вершины трещины. Поверхности пластин, сопрягаемые с поверхностью образца, покрывались слоем вакуумной резины. В пластинах со стороны контроля изготовляли для наблюдения окно, с противоположной стороны - вход к микровакуумной камере. Окно и вакуумная камера расположены в области вершины трещины. Надрез с торца образца герметизировали герметикой марки ВТО. Перепад давления на сторонах жидкостной пленки получали путем выкачивания воздуха из вакуумной камеры с помощью насоса ВН-10. Перепад давления контролировали вакуумным манометром, установленным в камере. После создания разрежения в полости трещины, равного 0,6 атм повышали нагрузку на образец и с по

0

5

0

5

мощью оптического устройства при увеличении 500 наблюдали за пленкой жидкости в области вершины трещины. Дестабилизация интерференционной картины наступила при , 78 т. Эту нагрузку приняли за ( 0, 78 т. Оценка Рор только с помощью микроскопа дала значение Р0р 1,15 т. При разряжении Р в полости трещины Р -0,5 получали значение в диапазоне от Р0р 0,78 т до Pop 1,05 т. По найденному значению Р0р определяли величину Кор - коэффициента интенсивности напряжения (КИН) открытия трещины, и по нему значение эффективного размаха КИН ДКв|, KMakt- Кор, где К им,. - максимальное значение КИН в цикле, соответствующее Р РМОКС , которое позволяет оценить циклическую трещино- стойкость материала. Формула изобретения

Способ исследования механических свойств материала, заключающийся в том, что в образце формируют трещину, заполняют полость у ее вершины оптически прозрачной жидкостью, нагружают образец циклической нагрузкой и определяют механические свойства материала по изменению интерференционной картины на поверхности жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в полости трещины создают разрежение Р, выбираемое в следующих пределах -0,8 атм Ј ,5 атм.

Изобретение относится к исследованию механических свойств материалов и позволяет повысить точность за счет исключения погрешностей, связанных с влиянием смачиваемости. Формируют трещину в образце и заполняют ее полость у вершины прозрачной жидкостью, при этом в полости трещины создают разрежение P, выбираемое в пределах -0,8 атм *98 P *98 -0,5 атм. Прикладывают к образцу циклические нагрузки. По изменению интерференционной картины на поверхности жидкости определяют напряжения у вершины трещины.