Способ определения износостойкости материалов при низких температурах

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ МАТЕРИАЛОВ Пй НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ, заюпочаюищйся в том, что образец испытуемого материала охлаждают до заданной температуры, подвигают изнашиванию совместно с эталонным о аз1юм при ударе их о поверхность контробразца и определяют износостойкость испытуемого образца, по отяошению к эталонному при заданной температуре , о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повьпиения достоверности результатов определения износостойкости, температуру эталона иконтробразца поддерживают постоянной я равней по величине, а режим испытаний определи :ЮТ исходя из обеспечения допускаемого, разогрева образца испы1уемого материала, не превышающего 3-10 К на основании условия .f 1..42 -t ДТ.. ;где Е - энергия соударения, Дяг, f - частота соударений, Тщ V - продолжительность контактирования образца и контробразца после удара, ; Т допускаемый разогрев образца по сравнен1Ш с эяданной гемпера1урой испытаияя. К; 6 - разность температур испытания и охлаждавнцей среды. К; Л - теплопроводность образца; R - коэффициент, учитывающий констру тивные особашостн охлаждаяицего узла..

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

36@ 6 01 и 3/96

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ (21) 3305960/25 — 28 (22) 25.06.81 (46) 07.04.83. Бюл. Р 13 (72) Е. А. Памфилов (71) Брянский ордена Трудового Красного

Знамени технологический институт (53) 620;178.167 (088.8) (56) 1. Лариойов В.-П., Ковальчук В. А.

Хладостойкость и износ деталей машин и свар. ных соединений. Новосибирск. "Наука", Сибир. ское отделение, 1976; с. 114--121 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ МАТЕРИАЛОВ ПРИ НИЗКИХ

ТЕМПЕРАТУРАХ, заключающийся в том, что образец испытуемого материала охлаждают до заданной температуры, подвергают изнашиванию совместно с эталонным образцом при ударе их о поверхность контробраэца и определяют износостойкость испытуемого образца по отно шенню к. эталонному при заданной температуре, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности результатов определеSU„;, 1010514 A

I ния нэносостойкости, температуру эталона и. контробразца поддерживают постоянной и равной но величине, а режим испытаний определя

;,ют исходя из обеспечения допускаемого. разогрева образца испытуемого материала, не превышающего 3 — 10 К на основании условия р,м 1эьрщ.

0,24 О, 11

«<4, ,где Š— энергия соударения, Дюг, f — частота соударений, F

Ч: — продолжительность коигактирования образца и контробразца посяе удара, с; йТ вЂ” допускаемый разогрев образца по сравнещцп с эапанной температурой Я испытания, К;

8 — разность температур испытания и охлавсдавщей среды, К;

3, — теплонроводность образца;

Я вЂ” коэффициент, учитывающий конструк тивные особенности охлаждающего . узла, Маь

Ю вава

Ю

Ю

3В иь

@ha

1 1010

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к исследованию износостой, кости материалов при ударном нагружении в условиях низких температур.

Недостатком известного способа является то, что при охлаждении образцов испытуемых . материалов и контробразца происходит измене;

-ние сопротивления изнашивания образца и изна- 20 шивающей способности контробразца. Вследствие этого для получения зависимости сопротивления материалов изнашиванию от температуры необходимо либо использовать в качестве контробраэца материалы, которые не изменяют 2$ своей изнагзивающей способности в диапазоне температур испытания, либо учитывать изменение изнашивающей способности контробразца эталоном, не изменяющим своей износостоймости в исследуемом диапазоне температур. 3О

Это методически сложно и не всегда осуществимо, кроме того, не позволяет получать сопоставимые данные об износостойкости материалов и затрудняет их рациональный выбор дпя дета. лей и инструментов, работающих при низких

3S температурах.

Цель изобретения — повышение достоверности результатов определения иэносостойкости за счет исключения влияния на оценку износостойкости материалов факторов, изменяющихся В зависимости от температуры, а именно — изнашивающей способности контробразца и сопротивляемости изнашиванию эталонного образца.

$$

Известен способ определения износостойкости материалов при низких температурах, заключающийся в том, что образец испытыва-, емого материала охлаждают до заданной температуры, подвергают изнашиванию совместно с эталонным образцом при ударе их о.поверх ность контробразца и. определяют износостойкость испытуемого образца по отношению к эталонному при заданной температуре испы тания (1) .

Поставленная цель достигается тем,-что по способу определения износостойкости материалов при низких температурах, заключаю|цемуся в том, что образец испытуемого материала охлаждают до заданной температуры, подвергают изнашиванию совместно с эталонным об разцом при ударе их о поверхность контробразца и определяют износостойкость испытуемо

ro образца по отношению к эталонному при заданной температуре, температуру эталона и контробразца поддерживают постоянной и равной по величине, а режим испытаний определяют исходя из обеспечения допускаемого разог514 2, рева образца испытуемого материала, не прь вьпаающего 3 — 10 К, на основании условия

gE 2,9 1 1,80 1,42

$6Т8

0,2Ф 0,11

41 . (1) где Š— энергия соударения, Дж;

f — частота а ударения, Гц; С вЂ” продолжительность контактирования образца и контробразца, после удара, tO

CLT — допустимый разогрев образцов в про цессе испытания, К;

9 — разность температуры испытания и охлаждающей среды, К;

А — теплопроводность образца;

8 — коэффициент, учитывающий конструктивные особенности охлаждающего узла и определяемый экспериментально, На чертеже дана схема устройства, реализую.щего предлагаемый способ.

Способ осуществляется следующим образом.

Испытуемый образец 1 устанавливают в охлаждающую камеру 2, во внутреннюю полость которой подают охлаждающую среду 3, обеспечивающую охлаждение образца 1 в преде.

:ле 173-293 К, Темйературу охлаждения образца поддерживают путем дозированной подачи охлаждающей среды. Объем и интенсивность ее подачи регулируют блоком автоматического поддержания температуры (на чертеже не показан), управляемым сигналом, поступающим от термопары

4, закрепленной в испытываемом образце 1.

Режимы испытаний назначают на основании условия(1). Для этого задают значения основных факторов, соблюдение которых необхо димо для достижения цели проводимых испытаний, и с учетом их значений определяют остальные параметры режима испытаний. Например, при исследованиях зависимости износостойкости различных материалов от температуры и энергии соударения на основании приня-l, тых максимальных значений энергий соударения, минимальной температуры испытаний, обеспечиваемых испытательной установкой, а также теплопроводности материалов образцов и допускаемого разогрева образцов при испытаниях определяют необходимую частоту соударения и продолжительность контакта образца с контробразцом после боударения.

) Последовательно испытывают r охлажденные до различных низких температур, например

173, 213, 233, 248, 258, 263, 273, 293 К, орразцы 1, нанося повторяющиеся удары контробразцом 5, имеющим при всех температурах испытания образцов постоянную температуру (обычно — 293 К) с заданной энергией со3 10105 ударения, например, 0,25; 0,40; 0,60; 1,00;

1,50; 2,50 Дж и частотой 0,5 — 1,5 Гц. Величина энергии определяется высотой подъема шпинделя 6 перед падением и массой грузов 7, частота — скоростью вращения кулачкового приводного механизма 8.

Затем изнашивают эталонный образец в идентичных условиях нагруження, но прн температуре, равной температуре контробразца; измеряют величины износа образцов, получен- 30 ные при различных температурах, рассчитывают износостойкость по отношению к эталону и получают температурную зависимость износо: стойкости. исследуемого материала.

Верхняя граница диапазона энергий соуда- 15

;: рения 2,50 Дж, частота соударений в пределах 0,5-1,5 Гц и время контактировання образца с контробраэцом после удара в пределах 005-0,1 с выбраны ю условий обеспе чения допустимого нагрева образцов при испы- эо таниях в исследуемом диапазоне температур

14 4 различных металлических материалов. Нижняя .граница диапазона энергий соударения —0,25 Дж установлена исходя из фактических минимальных энергий соударения при эксплуа тацни деталей стопорных, рычажных и эксцентрнковых механизмов автоматических метеорами логических приборов и радиоэлектронного обо1рудования.

Использование предлагаемого способа позволяет получать сопоставимые значения иэносостойкости испытываемых материалов, обеспФ чивает повышение точности оценки влияния нюких температур на юносостойкость материФлов, позволяет осуществить на стадии проектв ровання рациональность выбора материалов и технологии их упрочнения с точки зрения обеспечения износостойкости и, следовательно, способствует сокращению сроков разработки конструкций машин дпя работы при низких температурах.

НИИПИ Заказ 2474/32 аж 871 Подписное.,Филиал ПЙП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4