Способ испытания материалов на прочность и термостойкость

 

СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ПРОЧНОСТЬ И ТЕРМОСТОЙКОСТЬ, заключающийся в том, что образец жестко связывают с нйгружателем, выполненным из материала, имеющего коэффициент термического расширения, отличный от коэффициента термического расширения материала образца, нагревают образец с нагружателем и охлаждают образец, отличающийся тем, что, с целью приближения условий испытания к эксплуатационным путем создания в образце напряженного состояния с градиентом температуры вдоль третьей оси, образец связывают с нагружателем по его боковой поверхности , нагружатель после нагрева (Л термоизолируют, а охлаждают одну из свободнь х торцовых поверхностей образца . 5

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ РЕСПУБЛИН

„„SU„„1114925

Э(51) С 01 N 3/60

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3626166/25-28 (22) 26.07.83 (46) 23.09.84. Бюл. ¹ 35 (72) А.В.Швецов, Ю.А.Необердин, В.Г.Васильев, М.Ф.Егоров, П.А.Идин и Т.И.Борисова (7 1) Научно-производственное объединение по технологии машиностроения

"ЦНИИТМАШ" и Производственное объединение "Ижорский завод" (53) 620.171.32(088.8) (56) i. Школьник Л.М. Методика усталостных испытаний. M., "Металлургия", 1978, с. 268. . 2 ° Авторское свидетельство СССР

¹- 381959, кл. G 01 N 3/08, 1970 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ

НА ПРОЧНОСТЬ И ТЕРМОСТОЙКОСТЬ, заключающийся в том, что образец жестко связывают с нагружателем, выполненным из материала, имеющего коэффициент термического расширения, отличный от коэффициента термического расширения материала образца, нагревают образец с нагружателем и охлаждают образец, отличающийся тем, что, с целью приближения условий испытания к эксплуатационным путем создания в образце напряженного состояния с градиентом температуры вдоль третьей оси, образец связывают с нагружателем по его боковой поверх- @ ности, нагружатель после нагрева термоизолируют, а охлаждают оцну из свободных торцовых поверхностей об- { разца.

1114925

Изобретение относится к испытательной технике и может быть исполь- зовано при испытании материалов на прочность и термостойкость.

Известен способ испытайия матерна- .лов на прочность и термостойкость, заключающийся в том, что испытуемый образец нагружают заданным усилием, а его.рабочую часть подвергают циклическому нагреву и охлаждению i1$. 10

Известен также способ испытания материалов на прочность и термостойкость, заключающийся в том, что образец в виде стержня жестко связывают торцами с нагружателем, выполненным из материала, имеющего коэффициент термического расширения, отличный от коэффициента термического расширения материала образца, нагревают и охлаждают образец и нагружатель C2$ рб

Недостатком известных способов является несоответствие условий испытания эксплуатационным, при которых в металле, находящемся в двухосном нагруженном состоянии, имеет 2S место значительный градиент температуры по сечению образца.

Цель изобретения — приближение условий испытания к эксплуатационным путем создания в образце двухосного напряженного состояния с градиентом температуры вдоль третьей оси.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу испытания материалов на прочность и термостойкость, заключающемуся в том,.что образец жестко связывают с нагружателем, выполненным из материала, имеющего коэффициент термического расширения, отличный от коэффициента термическо-, го расширения материала образца, нагревают образец с нагружателем и охлаждают образец,. последний связывают с нагружателем по его боковой поверхности, нагружатель после нагре-45 ва термоизолируют, а охлаждают одну из свободных торцовых поверхностей образца.

На фиг. I изображено приспособление для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 — то же, вид сверху.

Приспособление для реализации способа выполнено в виде нагружателя 1, представляющего собой пластину с прямоугольным круглым или другой форS °

55 мы сквозным отверстием 2, повторяющим форму испытуемого образца 3. Нагружатель 1 выполнен из материала, имеющего коэффициент термического расширения, отличный от коэффициента термического расширения материала образца 3.

Способ осуществляется следующим образом.

Образец 3, подлежащий испытанию, на одной из поверхностей которого может быть выполнен дефект, например,. в виде трещины 4, вставляют в отверстие 2 нагружателя 1 и связывают с последним по боковой поверхности образца 3, например, с помощью сварки. Нагревают нагружатель 1 с образцом 3 до заданной температуры, которая обеспечивает в последнем двухосные растягивающие напряжения, соответствующие эксплуатационным в реальной конструкции, например в сосуде давления. Указанные напряжения возникают в образце 3 вследствие различного термического расширения материалов образца 3 и нагружателя 1. Затем поверхность нагретого

1 нагружателя 1 термоизолируют изоляцией 5, а на одну из свободных торцовых поверхностей образца 3 подают охлаждающий поток жидкости или газа, температура которых соответствует температуре потока, создающего термоудар в реальном сосуде. В результате этого в образце 3, находящемся в двухосном напряженном состоянии, появляется градиент температуры вдоль третьей оси и, следовательно, дополнительные напряжения, которые могут привести к его разрушению. Возникающие в образце 3 градиент температуры и деформацию измеряют термопарами и тензодатчиками (не показаны). При испытании на термоудар определяют напряжения, необходимые для разрушения, и величину раскрытия трещины 4, по которым судят о прочности и термостойкости образца 3.

При многократном термоциклировании определяют также количество циклов до разрушения образца 3.

Изобретение r.oçâoëÿåò приблизить условия испытаний к условиям эксплуатации путем создания в испытуемом образце двухосного напряженного состояния и значительного градиента температуры вдоль третьей оси.

Составитель В. Гриненко

Редактор P.Öèöèêà Техред Ж. Кастелевич Корректор В.Бутяга

Заказ 6759/29 Тираж 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4