Способ определения второй критической температуры хрупкости Советский патент 1991 года по МПК G01N31/18 

Изобретение относится к испытательной технике, ъ частности к испытаниям на прочность.

Цель изобретения - повышение точности за счет учета влияния динамической составляющей нагрузки.

На фиг.1 представлены зависимости (1-3) предельного напряжения от динамической нагрузки Go и предельно- го максимального напряжения ОГС от предельного напряжения от статической нагрузки; на фиг,2 - зависимости предельного напряжения от статической нагрузки (jl от температуры при заданных значениях предельного напряжения от динамической нагрузки Got; на фиг.З - зависимости предельного максимального напряжения СГС от

температуры при заданных значениях предельного напряжения от динамической нагрузки Go,; на фиг.4 - зависимость отношения предельных динамического (7д к максимальному напряжений от предельного максимального напряжения (7С при заданных температуре и предельном статическом напряжении; на фиг.5 - зависимость предельного максимального напряжения (5 от температуры при заданных значениях

К

.а,

э G;

; на фиг.6 - зависимость второй критической температуры хрупкости Т,, от Ко; на фиг. 7 - зависимость предельного максимального напряжения (Т, от второй критической температуры

05 к

К КЗ

vj

хрупкости Т «2. и К« .

Способ осуществляют следующим образом.

Нагружают образцы (подвергают действию изгиба) с трещиной при ста- тическом, динамическом и комбинированном нагружении при различных темпера - турах (-80, -40 и 0°С).

Перед испытанием на каждом образце с надрезом предварительно выра ценной трещиной усталости устраняют датчик для измерения смещения берегов надреза.

При всех видах нагружения осуществляют запись диаграммы нагрузка - сме- щение берегов надреза, по которой определяют разрушающую нагрузку, соответствующую или страгиванию трещины, или хрупкому разрушению образца в зависимости от температуры испытаний По разрушающей нагрузке и средней длине трещины, измеренной по излому на одной из половинок образца, рассчитывают по формуле сопротивления

материалов предельные статические (Гс и динамическое Gq напряжения в ослабленном трещиной сечении образца.

При комбинированном нагружении при каждой заданной температуре испытывают несколько образцов при различ- ных динамических нагрузках. Причем испытания каждого образца проводят при заданной динамической нагрузке. Выбор разной по величине динамической нагрузки обусловлен необходимостью получения разного соотношения предельных динамического Ua и статического (с напряжений, т.е. установления зависимости между величиной предельного динамического GW и статического С напряжений. Установление1 такой зависимости позволяет определить значения вторых критических температур хрупG

кости с учетом соотношения и а и G, и экстраполируя предельное динамическое напряжения на нулевое значение статического напряжения, можно получить значение предельного напряжения при однократном ударном нагружении. Вличину динамической нагрузки изменяют с помощью тензорезисторов, наклеенных на образец.

Определяют предельное максимальное напряжение (Зс как сумму предельных статического (7С и динамического Со. напряжений.

Из графика (фиг.1) видно, что зависимости (Ta(Gc) и СГС (СГС) линейны, fl

0

522714

Образцы подвергают испытаниям при температурах 0, -40 и -80°С. Для определения второй критической температуры хрупкости на фиг.2 приведены значения условных пределов текучес- ° ределенных при испытаниях гладких образцов (без надреза) в том же температурном интервале, что и образцов с надрезом.

Если значения (Гт для данного материала известны, можно воспользо- ваться справочной литературой.

Предельные статические напряжения зависят от величины предельных динамических напряжений и с увеличением последних уменьшаются (фиг.2). Вторую критическую температуру хрупкости Т

Kg.

определяют по пересечению

температурных зависимостей предельных статических напряжений (Т при заданных предельных динамических напряжениях (Го, с температурной зависимостью предела текучести СГ По мере увеличения предельного динами- . ческого напряжения вторая критическая температура хрупкости не остается постоянной и смещается в сторону положительных температур, т.е. значения более точны (фиг.2).

В случае, когда при эксплуатации элементов машин и конструкции учитываются не только статические, но и динамические нагрузки вторые критические температуры хрупкости определяют по пересечению температурных зависимостей предельных максимальных напряжений как сумму предельных статического О и динамического Со, напряжений с температур- ной зависимостью предела текучести и материала.

Из графика (фиг.3) следует, что величина второй критической темпе - ратуры хрупкости непостоянна и смещается в сторону положительных температур с увеличением (Га .

Отношение предельного напряжения

от динамической нагрузки (Га к пре- о

дельному максимальному напряжению(к

примем за коэффициент динамичности &

Г сможность исследовать материал в интервале от чисто динамической нагрузки (удар) до чисто статической.

Предлагаемый способ обеспечивает возможность оценить сталь по прочно

К,

Такое отношение дает возстным характеристикам. Для этого строят двойные диаграммы, где но оси ординат откладывают предельные максимальные напряжения, а по оси абсцисс - с одной стороны значения коэффициента динамичности, а с другой - вторую критическую температуру хрупкости.

Формула изобретения

1. Способ определения второй критической температуры хрупкости, заключающийся в том, что образцы материала с трещиной подвергают воздействию статической нагрузки при различных температурах, периодически прикладывают к образцам динамическую нагрузку определяют значения предельных напряжений G от статической нагрузки при различных температурах, определяют значения предела текучести С)т материала при тех же температурах и определяют значение второй критической температуры хрупкости по температурным зависимостям (t °) и (t )

при СГл .

о г л и ч а к щ и и

10

15е WT

с я тем, что с целью повышения точности за счет учета влияния динамической составляющей нагрузки, при каждой температуре испытывают несколь ко образцов с различными значениями динамической нагрузки для каждого образца, определяют предельное напряжение от динамической нагрузки, а температурные зависимости (t ) устанавливают при заданных значениях

СГа .

2. Способ по п. 1, о т л и ч a torn и и с я тем, что значение второй критической температуры хрупкости определяют по температурным за - висимостям предельного максимального напряжения (t°) при заданных зна20 чениях Go. .

3. Способ по пп.1 и 2, о т л и- чающийся тем, что значение второй критической температуры хрупкости определяют по температурным

25 зависимости (Jc (t°) с учетом коэффициента динамичности К g Gcj/G e , выбираемого ИЗ УСЛОВИЯ O Gg/СГс 1.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к испытаниям на прочность. Цель изобретения - повышение точности за счет учета влияния динамической составляющей нагрузки. Партию образцов подвергают воздействию статической нагрузки при нескольких температурах. Причем при каждой температуре испытывают несколько образцов при различных динамических нагрузках. Устанавливают температурные зависимости предельного напряжения σ_с от статической нагрузки максимального предельного напряжения σ_с = σ^с + σ_д и коэффициента динамичности K_д = σ_д/σ_с и по пересечению этих зависимостей с температурной зависимостью предела текучести σ находят значения вторых критических температур хрупкости. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

dc,dd,Ma

1Q50

350700

Фиг./

Ю50

6,МЛа

300

-ЮО

&.МПа

1200 5с,ППа

МПо.

Ос,

МЛа