Способ испытания на прочность плоского образца с концентратором на боковой грани Советский патент 1992 года по МПК G01N3/18 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к области испытаний механических свойств металлов.

Известен способ испытания образца в контакте с припоем (автс № 1472799А), в котором с целью направленного зарождения трещины на боковой поверхности плоского образца до нанесения припоя создают концентратор напряжений в виде надреза, являющийся местом зарождения трещины, а затем на рабочую поверхность образца наносят припой Далее при температуре пайки и приложении определенной нагрузки происходит образование и рост трещины определенной длины. Данный способ позволяет определить длину трещины после разрушения образца при комнатной температуре, но не позволяет определить механизм процесса образования (зарождения и роста) трещины, что бывает необходимо для подбора оптимального режима пайки. Кроме того, известный способ вносит погрешность при определении длины образовавшейся при повышенной температуре трещины, т к определение длины трещины осуществляется при комнатной температуре, происходит некоторое смыканиз краев трещины при охлаждении материала, т.е. размеры трещины не соответствуют размерам при испытании при повышенной температуре.

Целью предлагаемого способа является повышение точности путем учета влияния кинетики развития трещины, что становится возможным благодаря изучению кинетики зарождения и развития трещины. Предлагаемый способ позволяет увеличить точность определения размеров трещины в процессе испытаний. Достигается это тем, что при испытаниях по предлагаемому способу припой располагают между нижней рабочей поверхностью образца и прикрепленной к образцу пластиной, обеспечивающей наличие капилляра, заполненного расплавом припоя, между образцом и пластиной и позволяющего по появлению припоя на повер- хности образца, находящейся под наблюдением, определить момент зарождения трещины и процесс его развития.

На фиг.1 изображен плоский испытуемый образец; на фиг.2 - разрез А-А на фиг 1.

а

СА) 00

4

VI

Образец 1 выполнен с надрезом 2, явлл- ющимся концентратором напряжений, а следовательно, местом зарождения трещины Припой 2 располагают в зазоре между нижней поверхностью образца 1 и пластиной 4 которая прикреплена к образцу с помощью проволоки 5. Пластина 4 изготовлена из материала испытуемого образца. Далее образец нагревают до температуры пайки (температуры жидкого состояния припоя), нагружают, в результате чего в образце происходят образование и рост трещины. Процесс образования и роста трещины фиксируется по появлению припоя на верхней (находящейся под наблюдением) поверхности образца. Фиксирование осуществляется на разных последовательных стадиях процесса образования и развития трещины при помощи фотографирования и киносъемки.

П р и м е р. По предложенному способу были проведены испытания образцов из стали 12X1851 ОТ, Для проведения испытаний были изготовлены образцы, на рабочей поверхности которых выполнялся надрез глубиной 1 мм. Пластина изготавливалась из стали 1Х18Н10Тпо конфигурации, повторяющей рабочую часть образца. Между пластиной и образцом помещалась фольга припоя марки ПСр 70 толщиной 0,1 мм. Пластина прикреплялась к образцу при помощи проволоки из нержавеющей стали, Далее испытуемый образец помещали в испытательную установку типа ИМАШ-20-78 с визуальным и телевизионным контролем. Образец закрепляли в вакуумной камере, далее образец нагревали до температуры испытаний - температуры жидкого состояния припоя (Тисп 800°С) и сообщали нагрузку. Фиксирование процесса образования и роста трещины осуществлялось при помощи фотографирования и киносъемки по появлению в трещине расплава припоя на

противоположной от пластины поверхности образца

Рост трещины происходил при возникновении в образце напряжения более ,82

кгс/мм2 ( а у 0,82 кгс/мм2), где Р

- сообщаемое образцу растягивающее усилие, S - площадь рабочего сечения образца Следовательно, для предотвращения

развития трещины необходим подбор такого режима пайкичпри котором будут предусмотрены меры по релаксации возникающих в конструкции напряжений. Напряжения не должны превышать значения ,82

кгс/мм2, что позволит предотвратить процесс образования трещин в напряженных конструкциях в процессе пайки, тем самым повысить выход годного выпускаемой продукции

Фиксирование стадий развития трещин в процессе испытаний дает возможность оценить механизм образования трещины в материале под воздействием расплава припоя

Формула изобретения

Способ испытания на прочность плоского образца с концентратором на боковой грани,

заключающийся в том, что на образец наносят припой, нагревают образец с припоем до температуры пайки, прикладывают к его концам осевую растягивающую нагрузку и фиксируют образование трещины, по которой

судят о прочности, отличающийся тем, что, с целью повышения точности путем учета влияния кинетики развития трещины, припой равномерно прижимают к одной из плоских поверхностей образца, а контроль за кинетикой образования трещины осуществляют в процессе нагружения со стороны, противоположной расположению припоя.

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Цель изобретения - повышение точности путем учета влияния кинетики развития трещины На одну из плоских сторон образца с концентратором накладывают припой и закрепляют его на образце пластиной и проволокой. Нагревают сборку до температуры пайки и нагружают. Процесс образования трещины фиксируется по появлению припоя на стороне, противоположной его расположению. 1 ил

I

г

У-U

Фиг 1

N,

X X X

х: х

Фиг. 2