Способ изготовления образца для исследования текстурованного материала Советский патент 1993 года по МПК G01N3/08 

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов, а именно к способам изготовления образца для исследований текстурованных материалов на коррозионное растрескивание под напряжением (КРН).

Известен способ изготовления образца для 1спытаний текстурованных материалов на КРН, состоящего из захватных частей и плоской рабочей части, по которому образец изготавливают из полосы, которую вырезают из исследуемого материала в

зада

ином относительно осей материала,

связанных с текстурой, направлении и испытывают на одноосное растяжение в коррозионной среде.

4едостатком известного способа является низкая производительность осуществляемых с помощью изготовляемого образца

исследований, обусловленная следующим. Известно, что КРН текстурованных матери- алоэ зависит от того, в каком направлении относительно текстуры приложено растягивающее напряжение и при исследовании текстурованпых материалов результаты испытаний на КРН представляют в виде зависимости определяемых в испытаниях параметров, например плотность поверхностных трещин, от параметра текстуры, например, фактора Кернса, в направлении растяжения. Фактор Кернсэдля выделенного напряжения рассчитывается как - f р ( со ) cos2 ((а, n ) d a),

-

где/э(ш) - плотность распределения кристаллитов по ориентациям в ориентацион- ном пространстве Q

ю со

CJ

ю

cos (ft, n) - косинус угла между ориен- - тациями о и п.

Поэтому при исследовании на КРН тек- стурованных материалов образцы для испытаний вырезают в различных направлениях относительно главных осей текстуры материала, после чего каждый образец, характе-ризующийся своим значением f n в

направлении оси растяжения, испытывают, что и обуславливает низкую производительность испытаний.

Целью изобретения является повыше. ние информативности испытаний за счет исследования КРН при различных направлениях нагружения относительно текстуры при испытании одного образца.

Для этого в способе изготовления образца для испытаний текстурованйого материала на. КРН, по которому образец, состоящий из захватных частей и рабочей части, изготавливают из полосы исследуемого материала, полосу получают разгибанием кольца, вырезанного из исследуемого материала, и-отжигают для снятия остаточных напряжений.

На чертеже представлена схема вырезки кольца, из которого изготавливают образец.

При вырезании кольца из текстурован- ного материала, например, так, чтобы его образующая была параллельна одному из глазных направлений прокатки - направлению прокатки (НП) (см. чертеж), текстурный

параметр Кернса вдоль окружности кольца будет непрерывно изменяться в диапазоне значений, ограниченном значениями параметров в главных направлениях текстуры материала, перпендикулярных образующей кольца. Образец, изготовленный из разогнутого кольца, будет также характеризоваться непрерывно изменяющимися параметрами текстуры вдоль рабочей части. Толщину и радиус кольца выбирают из условия, чтобы при его разгибании максимальные деформации не превышали 5-10%. В указанных пределах деформаций текстура материала практически не изменяется, что обуславливает эквивалентность текстурных параметров в испытываемом образце и исследуемом материале. Возникающие при разгибании кольца остаточные напряжения снимают термообработкой - отжигом.

При испытании изготовленный образец размещают в камере с коррозионной средой, при помощи введенных в камеру тяг с захватами, нагружают его растягивающей нагрузкой до разрушения или до заданной

степени деформирования в зависимости от задачи исследования. После испытания определяют распределение поверхностных трещин вдоль рабочей части образца, с помощью которого определяют стойкость тек- стурованного материала и воздействию коррозионной среды при различных взаимных ориентациях текстуры и направления растяжения.

Анализ научно-технической литературы и патентных источников показал, что для испытаний текстурованных материалов на КРН не использовались образцы, изготовленные из полосы,полученной разгибанием

кольца, вырезанного из исследуемого материала, и.отожженной для снятия остаточных напряжений, Кроме того, не известны технические решения-аналоги, в которых бы отличительные признаки предложения использовались бы для обеспечения свойств, идентичных свойствам, обеспечиваемым этими признаками предложенному техническому решению - получение в образце для растяжения в коррозионной среде, изменяющейся вдоль рабочей части по известному закону текстуры..

Снижение количества трудоемких испытаний на КРН при исследовании тексту- рованных материалов обеспечивает

повышение производительности испытаний.

Пример. Осуществление исследова- ний на КРН с помощью изготовленного по

предложенному способу образца.

Исследовали на КРН в среде иода тек- стурованный прокаткой циркониевый сплав. Текстуру (распределение кристаллитов по ориентациям) материала определяли

с помощью рентгентекстурдифрактометра ДАРТ-УМ1. Из пластины исследуемого сплава, имеющего толщину 20 мм, вырезали кольцо, плоскость которого перпендикулярна направлению прокатки (НП) см. чертеж,

диаметр кольца 18мм, толщина 1 мм, высота

21 мм. Кольцо разрезалось по образующей

в сечении, располагающемся под углом 45°

к нормали плоскости прокатки, что обеспе. чивало вхождение в рабочую часть образца

сечений с текстурой, соответствующей главным направлениям: НИ - нормали к плоскости прокатки и ПН - перпендикулярному к направлению прокатки в плоскости прокатки. При разгибании кольца максимальные

деформации на его поверхности не превышали 6%, что обеспечивало неизменяемость взаимной ориентации зерен. Возникающие при разгибании остаточные напряжения в материале снимались отжигом при 520°С в течение 2 ч.

Образец нагружали на модернизированной испытательной машине Р-5, снабженной специально сконструированной кфмерой, средствами подачи в камеру смеси аргона и иода и нагревательной печью. Испытание осуществляли при 350°С - темпе- ратуре эксплуатации изделий из исследуемого сплава. После испытания на

растровом электронном микроскопе исследовали поверхность рабочей части образца на наличие и характер трещин, по распределению которых определяли влияние иода на коррозионное растрескивание под напряжением в зависимости от взаимной ориен- тации текстуры и приложенного напряжения.

(Изобретение относится.к исследованию прочностных свойств материала при воздей Цел ствии на него коррозионной среды. ю изобретения является повышение информативности исследований, осуществляемых с помощью изготавливаемого об/ разца. Для этого в способе изготовления образца, по которому образец, состоящий из захватных частей и рабочей части, изготавливают из полосы исследуемого материала, полосу получают разгибанием кольца, вырезанного из исследуемого материала, и отжигают для снятия остаточных напряжений. Получение полосы разгибанием кольца, вырезанного из исследуемого материала, и ее отжиг для снятия внутренних напряжений позволяют при испытании одного образца определить стойкость исследуемого материала к коррозионному рас- трескиванию под Напряжением при различных ориентациях направления растяжения относительно текстуры, что повышает производительность исследований, осуществляемых с помощью изготавливаемого образца. 1 ил. со с

Формула изобретения

Способ изготовления образца для исс- ледования текстурованного материала на коррозионное растрескивание под напря- , по которому из пластины текстуро- BeJHHoro материала вырезают заготовку и

затем из заготовки изготавливают пластинчатый образец, отличающийся тем. что, с целью повышения информативности исследования, заготовку вырезают в форме кольца, изготавливают образец путем разрезания и разгибания кольца и отжига для снятия остаточных напряжений.