Способ определения жаростойкостиМЕТАлличЕСКОй пРОВОлОКи C пОКРы-ТиЕМ Советский патент 1981 года по МПК G01N3/60 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖАРОСТОЙКОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПРОВОЛОКИ С ПОКРЫТИЕМ

Изобретение относится к исследова ниям химических и физических свойств веществ, а именно к способам определения жаростойкости материалов. Известен способ определения жарос тойкости проволоки с покрытием при интенсивном воздействии средьз, заклю чающийся в том, что образец проволоки с покрытием нагревают и охлаждают, выбирают показатель долговечности (например, минимально допустимое зна чение предела прочности или относительного удлинения проволоки) и находят совпадакяцие экстремальные распределения этого показателя при край них значениях температурного интерва ла. Эти значения, нанесенные на график в координатах температура-время, соединяют экстраполяционной прямой, позволяющей прогнозировать долговечность проволоки в исследуемом интерв ле температур 1 . Недостаток этого способа заключается в том, что не удается полностью учесть влияние температурных напряжений на процесс разрушения материала покрытия, так как их значения меняются с изменечяем температуры. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ определения жаростойкости проволоки с покрытием, заключающийся в том, что образец проволоки с покрытием циклически нагревают и охлаждают, выдерживают при максимальной температуре цикла в течение заданного времени, до разрушения покрытия. Нагрев образца осуществляется пропусканием электрического тока. Мерой жаростойкости служит число циклов до разрушения 2. Недостатком этого способа является то, что из-за неодинакового по длине электросопротивления проволоки с покрытием, обусловленного неоднородностью проволоки, температура вдоль испытуемого образца проволоки неодинакова. Кроме того, испытания по известному способу проводят при температурах более , а при более низких температурах уменьшается скорость охлаждения проволоки, и слой окалины сохраняет высокую плотность, что увеличивает число циклов до разрушения и увеличивает время испытаний . Цель изобретения - сокращение сроков испытаний. Указанная цель достигается тем, что одновременно испытывают эталонный образец из материала покрытия, после каждого цикла удаляют с обоих образцов окалину, после разрушения .покрытия основного образца эталонный образец выдерживают при максимгшьной температуре цикла до его разрушения в течение времени Тэт и определяют жаростойкость С по формуле

цмк.

tr.

цик

где , - общее время выдержки -при циклических испытаниях;

tp -jj-расчетное время полного

окисления материала; л У - изменение толщины покрытия

за счет окисления, К - коэффициент пропорционсшьности.

Кроме того, диаметр эталонного образца выбирают равным удвоенной тол.щине материала покрытия.

Способ осуществляется следующим образом.

Образец испытуемой проволоки с покрытием (основной образец) и эталонный образец проволоки, выполненный из материала покрытия и имеющий в исходном состоянии такую же структуру, как и. покрытие основного образца, испытывают одновременно в режиме, заключающемся в циклическом нагреве и охлаждении образцов с выдержкой при максимальной температуре цикла в течение заданного времени. После каждого цикла производят удаление образовавшегося за цикл слоя окалины. Удаление окалины производят в водных растворах кислот, обеспечивающих равномерное стравливание слоя окалины при минимальной скорости травления материала покрытия. Удаление окалины после каждого цикла позволяет интенсифицировать воздействие Испытательной среды при сохранении напряженного состояния образца. Для упрощения определения общего времениCц „ вьщержки при циклических испытаниях, диаметр эталонного образца выбирают равным удвоенной средней толщине покрытия основного образца. В процессе испытания покрытие основного образца;, имеющего остаточные температурные наряжения и локальные дефекты (. неравномерность покрытия по сечению и длине .образца, микротрещины и др.) разрушается раньше эталонного о бразца. Момент разрушения покрытия основного образца фиксируют, отмечая время Тццк. циклических испытаний. Эталонный образец продолжают выдерживать при максимальной температуре цикла до его разрушения и фиксируют при этом время выдержки эталонного до разрушения.

Жаростойкость проволоки с покрытием определяют по формуле

ЦИК

Т-.

Т -, Т

цик ST

-егр где

расчетное время полного окисления материала. Это время рассчитывается по форму(м)

где uv - изменение толщины покрытия

за счет окисления; К - коэффициент пропорциональности, зависящий от химического состава и структуры материала.

Например, при испытаниях основного образца проволоки из сплава 204-ниобий-медь диаметром 0,5 мм с покрытием из стали 10Х23Н18 (средняя толщина покрытия О, 040мм)., применяют эталонные образцы проволоки из стали 10Х23Н18 диаметром 0,080 мм. Основной И--эталонный образцы проволок наматывают на рамку и подвергают циклическому нагреву в камерной электропечи до 850°с. Выдерживают при этой температуре в течение 15 мин, охлаждают на воздухе и травят в водном растворе азотной и плавиковой кислот (объемное содержание кислот 10% и 2,5% соответственно) до удаления .слоя окалины, образовавшейся за цикл. После обнаружения на основном образце через Сщ.,-1,25 ч нарушения целостности покрытия (трещин) эталонный образец выдерживают в печи при 850°с до его разрушения. При этомС,. 10,3 ч.Ц эт

Установлено,что для стали 10Х23Н18 при коэффициент К равен 3,210.

Жаростойкость образца проволоки из сплава 204-ниобий-медь с покрытием из стали 1ОХ2ХН18.толщиной 0,040 мм, равна -Л,

(N)

и,ик

дик

Т

t

Р ц;, К,

ЦИК

эт

,25{0,40)

Ь,3. i.2:. 605(4).

Таким образом, способ определения жаростойкости металлической проволоки с покрытием позволяет значительно coKpaTH-i-b сроки испытаний.

Формула изобретения

вают при максимальной температурегде ТГщ, - общее время выдержки при

цикла в течение заданного времени,uv циклических испытаниях;

до разрушения покрытия, о т л и ч а-Тр jj - - расчетное время полного

ю щ и и с я тем, что, с целью сок- окисления материала;

ращения сроков испытаний, одновре-i V -(изменение толщины покрыменно испытывают эталонный образец« тия за счет окисления,

из материала покрытия, после каждогоX - коэффициент пропорциональцикла удаляют с обоих окалину, послености,

разрушения покрытия основного образ-2. Способ по п.1, отлича юца, эталонный образец вьщерживаютщ и и с я тем, что диаметр эталонпри максимсшьной температуре цикла,д ного образца выбирают равным удводо его разрушения в течение времени енной толщине материала покрытия.

Cg-r и определяют жаростойкость ТИсточники информации,

по формулепринятые во внимание при экспертизе

. 15 зии. М., 1971, с. 164-165. ,

. Си.ик Сэт Р 2. ГОСТ 2419-58 (прототип).

1. Ейльман Л.С. и Кнастер М.Б. Защита проводов и кабелей от корро