Способ исследования термомеханической усталости материалов Советский патент 1981 года по МПК G01N3/60 

(54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ УСТАЛОСТИ МАТЕРИАЛОВ Изобретение относится, к испытательной технике и может быть использовано при исследовании термомехаиической усталости материалов. Известен способ исследования термомеханической усталости материалов, заключающийся в том, что испытуемый образец нагревают в печи, а затем oпvcкaют в в.анну с охладдгиощей средой 1. Недостатком способа является низкая точность испытаний. По основному авт.св. 252690 известен способ исследования термомеханической усталости, заключающийся в том, что испытуемый образец закреп ляют в захватах нагружающего устройства, размещают в ванне с охлаждающе средой, нагружают внешней нагрузкой нагревают образец расплавом металла который дозированно подают под давле нием в исследуемую зону образца, и выдерживают образец в течение времени, достаточного для кристаллизации расплава Г Недостаток способа заключается в узких функциональных возможностях, поскольку.он не обеспечивает одновременного.проведения испытаний на износостойкость. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей способа путем обеспечения также испытаний на износостойкость. Указанная цель достигается тем, что расплав металла предварительно охлаждают до двухфазного твердо-жидкого состояния. На фиг.1 представлена схема устройства для реализации способа ; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1. Устройство для реализации способа содержит основание 1 с центральным ступенчатым отверстием 2, в котором размещен шток 3 с концентрично надетой на него винтовой пружиной 4. На основании 1 закреплены ванны 5 и 6, в каждой из которых установлены захваты 7 и 8, связанные с нагружающим приспособлением (не показано) и предназначенные для крепления испытуемых образцов 9 и 10. Над образцами 9 и 10 размещен водоохлаждаемый крист-аллизатор 11, рабочая полость 12 которого предназначена для выдержки расплавленного металла 13 и сообщается с пазами 14 и 15, выполненными в его нижней части над исследуемой зоной испытуемых образцов 9 и 10.

Над полостью 12 расположен пуансон 16, связанный с прессом (не показан).

Способ регшизуется следующим образом.

Испытуемые образцы 9 и 10, закрепленные в захватах 7 и 8, размещают в соответствующих ваннах 5 и б с охлаждакяцей средой так, чтобы нижняя часть образцов 9 и 10 находилась в охлаждающей среде, и нагружают образцы силой р с помощью нагружающего приспособления. Расплавленный металл 13, находящийся в рабочей полости 12 кристаллизатора 11, дном которого служит торец штока 3, в исходном состоянии закрывающий пазы -14 и 15, предварительно охлаждают до двухфазного твердо-жидкого состояния. Включают пресс, при этом пуансон 16, сжимая частично закристаллизовавшийся металл 13, перемещает шток 3 вниз, в результате чего частично закристаллизовавшийся металл 13 дозированно подается под давлением через .открывшиеся пазы 14 и 15 в исследуемую зону образцов 9, и 10. Затем выдерживают образец в течение времени, достаточного для полной кристаллизации металла 13.

8процессе прессования частично закристаллизовавшийся металл разрушается, происходит интенсивный локальный нагрев исследуемой зоны образцов и ее гидроабразивный износ, поскольку в соприкосновение с образцом входят как жидкая, так и твердая фаза. После полной кристаллизации под давлением металл 13 удаляют, а образцы

9и 10 разгружают.и производят исследование их поверхности на возникновение треиуан термомеханической усталости и износ. Если трещины на образцах 9 и 10 не появились, то весь цикл повторяют такое количество раз, которое необходимо для появления трещин в исследуемой зоне испытуемых образцов.

Предлагаемый способ позволяет расширить функциональные возможности испытаний путем одновременного испытания образцов материалов на термомеханическую усталость и износостойкость.

Формула изобретения

. Способ исследования термомеханической усталости материалов по авт.св. № 252690, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей способа путем обеспечения также испытаний на износостойкость, расплав металла предварительно охлаждают до двухфазного твердо-жидкого состояни

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Писаренко Г.С., Руденко В.Н., Третьяченко Г.Н. и Трощенко В.Т. Прочность материалов при высоких тепературах, Киев, Наукова Думка, 1966, с.550, рис.446.

2.Авторское свидетельство СССР № 252690, кл. S 01N 3/60, 1969 (прототип).