Способ определения температурной зависимости ударной вязкости Советский патент 1992 года по МПК G01N3/30 

Изобретение относится к исследованию механических свойств материала, а именно к способам определения температурой зависимости ударной вязкости.

Известен способ определения ударной вязкости (УВ) металлов при испытании на ударный изгиб в пределах температур от минус 100 до плюс 1000°С,

Наиболее близким к изобретению является способ определения температурной зависимости ударной вязкости, по которому образцы с надрезом, подвергнутые отжигу, испытывают при различных температурах на ударный изгиб и регистрируют работу разрушения образцов,

Недостатки прототипа заключаются в том, что традиционная технология производства заготовок материала, изготовление образцов и, особенно, концентраторов вызывает образование внутренних напряжений (ВН), а, следовательно, рассеивание свойств и особенно УВ. Поэтому при реализации известного способа необходимо осуществлять испытания на ударный изгиб большого количества образцов, что обусловливает значительную материалоемкость прототипа.

Целью изобретения является уменьшение материалоемкости.

Поставленная цель достигается тем, что перед чистовой обработкой надреза находят изменение собственной частоты продольных колебаний образца при ступенчатом изменении режима обработки надреза, а его чистовую обработку осуществляют в режиме, соответствующем минимальному изменению собственной частоты, контролируют снятие внутренних напряжений в результате отжига по прекращению изменения собственной частоты образца, перед испытанием на ударный изгиб регистрируют температурную зависимость собственной частоты образца, находят по ней температуру в, соответствующую точке излома зависимости, а температурную зависимость ударной вязкости в температурных диапазонах выше и ниже температуры представляют в виде прямых, параметры которых находят по результатам испытаний на ударный изгиб трех образцов, один из которых испытывают при температуре в, а другие - при температурах выше и ниже температуры в.

На фиг.1 представлены температурные зависимости собственной частоты продольных колебаний двух образцов из стали 40X13, подвергнутых различных термическим обработкам; на фиг.2 - температурные зависимости УВ этих образцов.

Способ осуществляют следующим образом.

Перед чистовой обработкой надреза образцов определяют режим чистовой обработки надреза, при котором в зоне надреза не возникает измененного поверхностного слоя. Для этого находят изменение собственной частоты продольных колебаний образца при ступенчатом изменении режима обработки надреза. Чистовую обработку надреза осуществляют в режиме, соответствующем минимальному изменению собственной частоты при ступенчатом изменении режима обработки. Для снятия внутренних напряжений изготовленные образцы подвергают отжигу. Снятие внутренних напряжений в результате отжига контролируют по

прекращению изменения собственной частоты образца. Перед испытаниями образца на ударный изгиб регистрируют температурную зависимость собственной частоты

образца и находят по ней температуру в, соответствующую точке излома зависимости. Осуществляют испытания на ударный изгиб трех образцов, один из которых испытывают при температуре в , а другие при

температурах выше и ниже температуры в. Температурную зависимость УВ в температурных диапазонах выше и ниже температу- ры 0 представляют в виде прямых, параметры которых определлют по результатам проведенных испытаний на ударный изгиб.

Контроль снятия ВН при отжиге по прекращению изменения собственной частоты и чистовая обработка надреза в режиме,

соответствующем минимальному изменению собственной частоты при ступенчатом изменении режима предварительной обработки надреза, обеспечивает приготовление образца без ВН и измененного в зоне

надреза поверхностного слоя, что снижает разброс экспериментальных значений УВ. Автором обнаружено, что УВ образцов исс- ледуемых им материалов без ВН и измененного поверхностного слоя может быть

представлена в виде двух прямых с точкой пересечения при температуре в, соответствующей точке излома температурной зависимости собственной частоты продольных колебаний образца. Поэтому такая температурная зависимость УВ может быть определена по результатам испытаний на ударный изгиб только трех образцов, что уменьшает материалоемкость способа.

Пример. Определяли температурную зависимость ударной вязкости проката из стали 40X13. Для приготовления образцов на ударный изгиб использовали заготовки, которые стабилизированы отжигом при температуре 560°С, времени

выдержки 160 мин, скорости охлаждения до406°С Voxfl. 110°С/ч.

Из них по температурному коэффициенту электросопротивления «R 4,2 1/С (const для металлов) выявили одну эталонную заготовку (№ 1), в которой максимально ограничены упругие ВН. Другую заготовку (N; 2) выбрали произвольно из контролируемого материала после стабилизации, т.е. удаления пластических ВН.

Обработали каждую заготовку по сечению образца резанием, а также сделали надрезы по образцу ГОСТа 9454-78 тип.2. Чистовую обработку надрезов выполняли с параметрами режима, которые не вызывают

образования измененного поверхностного слоя.

Затем образцы из заготовки N 2 подвергли закалке при нагреве Т 1060°С с охлаждением на воздухе и отпуску при Т 640°С, и для образцов из обеих заготовок по температурной зависимости собственной частоты продольных колебаний (см. фиг,1) определили температуру в. По результатам испытаний на ударный изгиб трех образцов из каждой заготовки определили температурную зависимость УВ исследуемого материала (см. фиг.2).

Формула изобретения

Способ определения температурной зависимости ударной вязкости, по которому образцы с надрезом, подвергнутые отжигу, испытывают при различных температурах на ударный изгиб и регистрируют работу разрушения образцов, отличающийся тем, что, с целью уменьшения материалоемкости, перед чистовой обработкой надреза

находят изменение собственной частоты образца при ступенчатом изменении режима обработки надреза, а его чистовую обработку осуществляют в режиме,

соответствующем минимальному изменению собственной частоты, контролируют снятие внутренних напряжений в результате отжига по прекращению изменения собственной частоты образца, перед

испытанием на ударный изгиб регистрируют температурную зависимость собственной частоты образца, находят по ней температуру в, соответствующую точке излома зависимости, а температурную зависимость ударной вязкости в температурных диапазонах выше и ниже температуры в представляют в виде прямых, параметры которых находят по результатам испытаний на ударный изгиб трех образцов, один из

которых испытывают при температуре в, а другие - при температурах выше и ниже температуры в.

Изобретение относится к исследованию механических свойств материалов и обеспечивает уменьшение материалоемкости. В способе определения температурной зависимости ударной вязкости (УВ), образцы с надрезом, подвергнутые отжигу, испытывают при различных температурах на ударный изгиб и регистрируют работу разрушения. Перед чистовой обработкой надреза находят изменение собственной частоты образца при ступенчатом изменении режима обработки надреза. Чистовую обрЗботку осуществляют в режиме, соответствующем минимальному изменению собственной частоты. Контролируют снятие внутренних напряжений (ВН) в результате отжига по прекращению изменения собственной частоты образца. Перед испытанием на ударный изгиб регистрируют температурную зависимость собственной частоты образца находят на ней температуру в. соответствующую точке излома зависимости, а температурную зависимость УВ в температурных диапазонах выше и ниже температуры # представляют в виде прямых. Параметры прямых находят по результатам испытаний на ударный изгиб трех образцов, один из которых испытывают при температуре в, а другие при температурах выше и ниже температуры в. Операции термомеханической обработки позволяют изготовить образцы, температурная зависимость УВ которых может быть представлена в виде двух прямых. Для определения такой зависимости достаточно испытать три образца, что уменьшает материалоемкость способа. 2 ил. СО С vi vi ю о VI О

iOO 200 300 400 500 Т,К

Фиг.1

3020/770faa

N2.

30SOf7WfalI N1

200 Ж 400 500 Т. к Фиг.2.

Зоготобха №

Зого/гюбха М