Способ изготовления образца с регламентированной трещиной Советский патент 1982 года по МПК B23K28/00 

1

Изобретение относится к механическим испытаниям материалов, в частности к способам изготовления образца с трещиной.

Известен способ изготовления образца с регламентированной трещиной, заключающийся в том, что в образце выполняют концентратор в виде острого надреза и нагружают образец до образования в нем трещины заданной длины 1.

На таких образцах невозможно исследовать эффективность поверхностно-упрочняющей обработки на трещиностойкость материала в связи со сравнительно большой глубиной концентратора и трещины, которая больше глубины поверхностно-упрочненного слоя, а также невозможно проведение поверхностно-упрочняющей обработки дна острого концентратора.

Недостатком известного способа является также невозможность проведения испытаний на трещиностойкость поверхностноупрочненных материалов при больших уровнях нагрузок.

Целью изобретения является обеспечение возможности оценки трещиностойкости поверхностно-упрочненных материалов при больших уровнях нагрузок.

Для достижения поставленной цели в способе изготовления образца с регламентированной трещиной, заключающемся в

том, что в образце выполняют концентратор в виде острого надреза и нагружают образец до образования в нем трещины заданной длины, после получения в образце

5 трещины надрез увеличивают на глубину, меньшую длины трещины и выполняют его тупым, а затем производят поверхностноупрочняющую обработку дна тупого надреза.

0 На чертеже изображена часть образца с нанесенным на его поверхности острым V-образным механическим надрезом и выращенной из его устья трещиной. Углубленный концентратор показан пунктирной линией и не заштрихован. Способ осуществляется следующим образом.

В образце 1 выполняют концентратор в виде острого надреза 2 и нагружают образец до образования трещины 3. Общая глу20 бина надреза с трещиной должна быть /.

Согласно подходам механики разрушения общая глубина надреза и трещины должна удовлетворять условию

,5 (/C/ao.2)

где / - глубина надреза с трещиной;

/С - коэффициент интенсивности напряжений;

оо,2 - предел текучести материала.

Затем углубляют (шлифованием, фрезерованием и т. д.) надрез 4 на глубину, меньшую длины трешины.

Пример. На балочных образцах с размерами 6Х16)-ОЗО мм, изготовленных из алюминиевого силава АМГ-61, наноснли Острый V-образный механический надрез, из устья которого нри циклическом нагружении инициировали усталостную треш,ииу. Глубина надреза составляла 1,5 мм, глубина трегцины - 6,5 мм. Затем на плоскошлифовальиом стайке углубляли надрез на глубину 7,5 мм шириной 3 мм. Таки|м образом иолучали образец с глубоким тупым надрезом, на дне которого имеется треш,ииа длиной 0,5 мм. После чего уирочияли дио туного надреза.

На основании результатов регистрации роста треш,ины нрн ддительно-м статической нагружемии таких образцов оденива ли коррозиоиную трещиностойкость снлава в 3%-ном растворе NaCl в исходном состоянии, а также поСле упрочняющих обработок образцов поверхностным нластическим д.еформированием дна тупого надреза с исиользованием дробеструйного аниарата АД-1. Результаты иснытаний иоказали эффективиость использоваиия этих упрочняющих обработок в цромыщлеииости при различиых иснытаниях.

Исиользование способа позволит производить оценку трещипостойкости материала после различных поверхностно-упрочняющих операций (поверхностное пластическое деформирование, поверхностная закалка и т. д.) с целью замедления развития в материалах трещицовидных дефектов.

Формула изобретения

Сиособ изготовления образца с регламентнрованной трещиной, заключающийся в том, что в образце выполняют концентратор в виде острого надреза и нагружают образец до образования в нем трещины заданной длины, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности оценки треиаииостойкости иоверхностно-упрочнеииых материалов ири больщих уровнях нагрузок, после получения в образце трещины надрез увеличивают на глубину, меньшую длниы трещины, и выиолияют его туиым, а затем производят уирочияющую обработку дна тупого надреза.

Источннки информации, ирниятые во внимание при экспертизе

1. Браун У. и др. Испытания высокопрочных металлических материалов на вязкость разрушеиия ири плоской деформации. Л1., «Мир, 1972, с. 60-67 (прототип).