Способ оценки деформируемости материала Советский патент 1990 года по МПК G01N3/24 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам оценки деформируемости материалов после их пластического отделения от заготовок.

Цель изобретения - расширение информативности путем оценки деформируемости материала заготовки после чего пластического деформирования не только без разрушения образца, но и после его разрушения.

На фиг. 1 изобрежена- схема пластического отделения части материала срезом; на фиг. 2 - схема пластического отделения части материала срезом в условиях его сжатия; на фиг. 3 - схема пластического деформирования Одной части материала; на фиг. 4 - схема пластического деформирования другой части материала.

Устройство для осуществления способа содержит матрицу 1 с круглым отверстием, которое у одного торца матрицы 1 имеет

острую кромку-нож, устанавливаемую при испытаниях на торец матрицы I со стороны острой кромки жесткую обойму 2, охваты- ваюшую образец 3 с кольцевым выступом 4 конической поверхностью, меньший диаметр которой сопрягается с поверхностью торца матрицы 1, плиты 5 и 6, предназначенные для создания осевой нагрузки на образец 3, прокладки 7 и 8, которые предназначены для размещения между плитами 5 и 6 и соответствующими торцами образца 3, и деформируемую оправку 9, предназначенную для размещения на ней кольца, полученного из образца 3.

Способ осуществляют следующим образом.

Цилиндрический образец 3 с кольцевым выступом 4 цилиндрической его частью устанавливают в отверстие матрицы 1, так что ксшьцевой его выступ упираетея в острую

сд

00 оо со ю

чромку матрицы 1. Проталкивают цилинд- 5ическую часть образца 3 через отверстие и срезают при этом с него кольцевой выступ. Для моделирования условий среза при сжатии кшьцевой части на матрицу 1 устанав- дивают жесткую обойму 2. При проталкивании цилиндрической части образца 3 через Отверстие матрицы 1 кольевой выступ 4 плас- |гически деформируется конической поверх- {ностью жесткой обоймы 2 в процессе его отделения срезом от цилиндрической части образца 3.

После отделения кольцевого выступа 4 цилиндрическую часть образца 3 устанавли- вают между плитами 5 и 6 и осаживают ступенчато до разрушения. Трение между плитами 5 и 6 и торцами образца 3 устраняют антифрикционными прокладками 7, и 8 между ними, а о степени деформации цилиндрической части образца судят по изменению диагоналей квадрата, вершины 10 которого на боковой поверхности в 1зоне среза наносятся алмазной пирамидой |до ступенчатого осаживания образца 3. Из другого цилиндрического образца 3 |После отделения кольцевого выступа 4 изго- |тавливают цилиндрической формы кольцо, 1наружная поверхность которого образована |разрушением материала при отделении кольцевого выступа 4, и надевают его на цилиндрическую оправку 9 из материала, более ; жесткого, чем испытуемый, и деформируют его до разрушения путем осаживания цилиндрической оправки 9. Дополнительно по изменению диагоналей квадрата на поверх- 1 нести кольца, как и для цилиндрической части образца 3, определяют параметры его : деформирования и разрушения. По измеренным изменениям диагоналей квадратов вычисляют накопленную степень деформации Ёщ и предельную степень деформации , а с их помош,ью - использованный ресурс пластичности г|5 по формуле г)8„/е).

Пример. Из стали 10 и, ШХ 15 изготавливают образцы с размерами мм, ho 17 мм, где dojio - диаметр и длина цилиндрической части образца; 16 мм, h 6 мм, где диаметр и ширина кольце- вого выступа образца.

У одной части образцов кольцевой выступ срезают при размеш,ении в отверстии матрицы цилиндрической части образца без зазора. При этом поверхность среза представляет собой блестящий гладкий поясок с шеро- ховатой полоской по середине шириной около 1 мм.

У второй части образцов срез кольцевого выступа осушствляют в условиях сжатия жесткой обоймой с углом 3° наклона ее образующей. Перед этим кольцевой выступ с торцов надрезают матрицами на глубину 1 мм. Поверхность среза при этом представляет собой блестящий гладкий поясок.

У третьей части образцов моделируют срез с растяжением. Для этого образец выполняют диаметром 1,7 мм, который свободно размещается в отверстии матрицы. Осуществляют надрез кольцевого выступа матрицами на глубину 0,5-1,0 мм, а срез осуществляют путем проталкивания образца через отверстие матрицы. При этом в зоне разрушения образовывается шероховатая рваная поверхность.

Цилиндрические части трех групп образцов осаживают с использованием прокладок из свинцовой и медной фольги, а также без прокладок. Из срезанных частей образцов изготавливают кольца толщиной 2 мм и высотой 4 мм. Полученные кольца деформируют на оправке из стали 12Х18Н10Т.

Определяют степень деформации е„ и показатель Т напряженного состояния по формулам:

2.

где е„, Sy - компоненты деформации в осевом и окружном направлениях соответственно, рассчитанные по изменению диагоналей квадратов, отмеченных на поверхностях образцов.

В итоге определяют, что предельная деформация предварительно недеформированной стали, ШХ15 при одноосном сжатии ,8 и растяжении.,3, а для стали 10 соответственно ,7 и ,7. Результаты получены при осадке цилиндрических частей образцов. При осадке их с трением по торцам предельные значения деформаций принимают промежуточные значения между значениями s и е.

Предельная деформация предварительно деформированного материала кольцевого выступа при сдвиге стали ЩХ-15 8.1,5; ,2, при сдвиге стали 10 ,4; ,4, при сдвиге со сжатием для стали ШХ 15 ,7, ,25, а для стали 10 ,7, ,6, при сдвиге с растяжением для стали, ШХ15 1,3, ,1, а для стали 10 е.2,1, ,2.

Полученные результаты указывают на имеющийся ресурс пластического деформирования материала, предварительно доведенного монотонным пластическим деформированием до разрущения, и показывают, что этспг ресурс зависит от вида предварительного пластического деформирования.

Формула изобретения

Способ оценки деформируемости материала, заключающийся в том, что изготавливают цилиндрический образец материала, осуществляют осесимметричную его осадку и

определяют параметры деформирования и разрушения образца, по которым судят о деформируемости материала, отличающийся тем, что, с целью расширения информативности путем оценки деформируемости материала заготовки после его пластического деформирования не только без разрушения образца, но и после его разрушения, образец изготавливают с кольцевым выступом, который перед осадкой срезают при пластическом деформировании его, из образ

ца со срезанной частью изготавливают цилиндрическое кальцо, которое надевают на цилиндрическую оправку из более жесткого материала, чем испытуемый, деформируют его до разрушения путем осаживания цилиндрической оправки и определяют параметры деформирования и разрушения кольца и цилиндрического образца со .срезанным кольцевым выступом, с учетом которых судят о деформируемости материала заготовки после пластического разрушения образца.

Изобретение относится к испытательной технике и позволяет оценивать деформируемость материалов после их пластического отделения от заготовок. Цель изобретения - расширение информативности путем оценки деформируемости материала заготовки после его пластического деформирования не только без разрушения образца, но и после его разрушения. Изготавливают цилиндрический образец с кольцевым выступом, который срезают в условиях его пластического деформирования. Цилиндрическую часть образца осаживают в осевом направлении ступенчато до разрушения и определяют параметры деформирования и разрушения этой части образца, по которым судят о деформируемости материала заготовки. Из срезанного кольцевого выступа изготавливают цилиндрическое кольцо, которое надевают на цилиндрическую оправку из более жесткого материала, чем испытуемый. Деформируют кольцо до разрушения путем осаживания цилиндрической оправки. Дополнительно определяют параметры его деформирования и разрушения, с учетом которых судят о деформируемости материала заготовки после его пластического деформирования до разрушения. 4 ил.

ФиеЛ

8

7

5 7

.2

/

ю

Г