СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ МАТЕРИАЛОВ В ХРУПКОМ СОСТОЯНИИ Советский патент 1941 года по МПК G01N3/30 

Проба, по Шарпи, позволяющая по работе разрушения судить о степени вязкого состояния материала, как известно, не дает величин, которые могли бы быть непосредственно использованы при расчетах.

Различным материалам, находящимся в хрупком состоянии, приходится работать в условиях, где они могут подвергаться воздействию динамических нагрузок.

К числу таких материалов относятся в первую очередь твердые сплавы, идущие на армирование резцов, долотьев и другого режущего инструмента.

Здесь особенно остро встает вопрос о величине работы, которую твердый сплав может воспринять без разрушения, т.е. как раз о необходимой расчетной величине, основанной на прочности материала.

Предлагаемый способ определения прочности материала, находящегося в хрупком состоянии, при динамических нагрузках на него основан на приме-нении пробы копром с двумя маятниками, но от известных способов подобного рода отличается тем, что образец, в данном случае твердый сплав, помещается на одном из маятников двухмаятникового копра между двумя шариками из закаленной стали. Так как передача энергии ударяющего маятника на, образец производится через шарик, то положение испытуемого образца между двумя шариками обеспечивает определенность условий испытания (тождественность сложного напряженного состояния, возникающего при ударе, при повторных испытаниях).

В результате предлагаемым способом определяется количество энергии, которое воспринимает твердый сплав или тому подобный хрупкий материал без разрушения, что является показателем работоспособности материала при динамических условиях работы. В то же время способ позволяет определить и энергию, затрачиваемую на разрушение, материала.

На чертеже фиг. 1 изображает вид копра с двумя маятниками, применяемого для осуществления предлагаемого способа; фиг. 2 и 3 - детали крепления испытуемого образца; фиг. 4 - разрушенные образцы.

Маятниковый копер имеет два маятника 1 и 2 одинакового веса (10 кг), один из которых является ударяющим (1), а второй - ударяемым (2) (фиг. 1). Ударяющий маятник может быть поднят при помощи рычага с защелкой на определенную высоту (максимальный запас работы до 14 кг/м).

Фиксирование рычага маятника 1 на требуемой высоте подъема осуществляется при помощи диска, закрепляемого болтом с фасонной гайкой. Высота подъема ударяющего маятника 1, а также отклонения обоих маятников 1 и 2, после удара, фиксируются при помощи двух шкал и стрелок, связанных с маятниками.

Образец 6 испытуемого материала, в данном случае твердого сплава (фиг. 2) зажимается в обойме 3 ударяемого маятника 2 между двумя - стальными шариками 7 при помощи шайбы 5 с пружинами. Ударяющий маятник 1 имеет сменный закаленный боек 4.

Испытание твердых сплавов на прочность производится следующим образом.

Пластинка испытуемого твердого сплава определенного размера устанавливается в ударном маятнике между стальными (шарикоподшипниковыми) шарами (диаметром в 25,4 мм).

Точное центрирование испытуемой пластинки между шарами обеспечивается специальным установочным шаблоном. Ударяющий маятник 1 поднимается на соответствующую высоту и при освобождении производит удар. В результате испытания определяется величина энергии, которую воспринимает материал (твердый сплав и другие) без разрушения, что служит показателем работоспособности материала при динамических условиях работы.

По высоте подъема второго маятника при ударе судят о величине энергии, которую воспринимает твердый сплав без разрушения.

Для определения энергии, затрачиваемой на разрушение, нужно увеличить высоту подъема ударяющего маятника 1 несколькими пробами до тех пор, пока опускание его не вызовет разрушения образца.

При этом, как указано было выше,, помещение образца между одинаковыми калиброванными стальными шариками обеспечивает одинаковость распределения усилий в образце при повторных испытаниях.

После каждых 10-20 испытаний шарики меняются, а после каждого отдельного испытания шарики поворачиваются так, что каждый раз образец зажимается между участками шариков, не подвергающихся удару.

Характер разрушения пластинок после разрушающего удара показан на фиг. 4.

Способ определения прочности материалов в хрупком состоянии, основанный на применении пробы копром с двумя маятниками, отличающийся тем, что образец испытуемого материала располагают при ударе между двумя закаленными шариками, помещенными на копре с двумя маятниками, с целью обеспечения одинаковости условий при определении величины энергии, воспринимаемой материалом как без его разрушения, так и при наличии последнего.