Способ определения внутренних напряжений в материалах

 

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВНУТРЕННИХ НАПРЯЖЕНИЙ В МАТЕРИАЛАХ, состоящий в сопоставлении свойств материала в деформированном и недеформированном состояниях, о т личзющийся тем, что, с целью уменьшения трудоемкости и расширения области применения, образцы материала нагревают, измеряют температурные зависимости температурного коэффициента линейного или объемного расширения и судят об искомой величине, сопоставляя результаты испытаний. 2. Способ по п. 1, отличающий с я тем, что в качестве материала в недеформированном состоянии используют испытуемый материал , подвергнутый отжигу.

СОЮЗ CORETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕС11УБЛИК

„„SU„„1 I 57427 А

4 (5)) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3609716/24-25 (22) 2),06. 83 (46) 23. 05. 85. Бюл. Р 19 (72) С. А. Букатый (7!) Рыбинский авиационный технологический институт (53) 536. 41 (088. 8) .(56) 1. Биргер И, А. Остаточные чапряжения, М., Машгиз, 1963, 2. Баррет Ч. С. Структура метаха лов.- Кристаллохимические методы, принципы и данные. М., Металлургиздат, 1948, с. 341 (прототип). (54)(57) l. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ВНУТРЕННИХ НАЛРЯЖЕНИЙ В МАТЕРИАЛАХ, состоящий в сопоставлении свойств материала в деформированном и недеформированном состояниях, о т— л и ч з ю шийся тем, что, с целью уменьшения трудоемкости и расширения области применения, образцы материала нагревают, измеряют температурные зависимости температурного коэффициента линейного нли объемного расширения и судят об искомой величине, сопоставляя результаты испытаний.

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что в качестве материала в недеформированном состоянии используют испытуемый материал, подвергнутый отжигу.

1157427

Изобретение относится к испытаниям материалов при температурном воздействии и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и радиотехнике для понышения качества и надежности изделий.

Известны способы определения внутренних (остаточных, собственных) напряжений, основанные на удаления части контролируемой детали и одно- 10 временном измерении претерпеваемых деталью деформаций (13.

Недостаток этих способов в том, что они являются разрушающими и деталь после определения внутренних 15 напряжений становится непригодной к эксплуатации.

Наиболее близким к изобретению является способ определения внутренних напряжений в материалах, со- 20 стоящий в сопоставлении свойств материала в деформиронанном и Не деформированном состояниях. Сопоставление осуществляется ренгеновским методом, контролируемыми величинами 25 являются межплоскостные расстояния кристалла в напряженном и ненапряженном состояниях (21.

Недостатками известного способа являются большая трудоемкость испьг- 3р таний и обработки результатов, а

-:«кже ограничения на его применение (наличие в поверхностном слое материала значительных градиентов концентраций компонентов сплава).

Цель изобретения — уменьшение трудоемкости и расширение области при— менения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения4О внутренних напряжений н материалах, состоящему в сопоставлении свойств материала в деформированном и недеформированном состояниях, образцы материала нагренают, измеряют температурные зависимости температурного коэффициента линейного или объемного расширения и судят об искомой величине, "опоставляя результаты испытанийе

В качестве материала в недеформированном состоянии используют испытуемый материал, подвергнутый отжигу.

Способ осуществляют следующим >5 образом.

Иэ материала, из которого выполнена контролируемая деталь, изготовляют дна образца, один из них подвергают отжигу до полного снятия внутренних напряжений, Размеры и форма образцов должны удовлетворять требованиям оборудования, с помощью которого будут проводиться дилатометрические исследования. Образцы материала нагревают и определяют температурный коэффиияент термического расширения (ТКЛР)каждого образца в зависимости от температуры по одной из известных методик. Различие полученных зависимостей будет обусловлено влиянием внутренних напряжений.

В качестве примера исследуют внутренние напряжения в заготовках

30 25.60 из стали ШХ 15.

Нагрев образ. ов при измерениях

ТКЛР проводят в термостате ТС-80М в интервале температур 20-60"С, изменение размеров измеряют с помощью частотных преобразователей. Результаты дилатометрических измерений аппроксимируют многочленом д1=а +а, t+g г. +а „1, где t — температура, С;

à f — изменение длины образца.

Зависимости ТКЛР от температуры получают в виде

g(e)=b,+b,t+b„c а, 2а 3 аз где Ь = — — b = ---- Ъ

1 Т 1 1 3 1

f — длина образца.

Один иэ образцов отжигают при

500 С в течение 2 ч для снятия внутренних напряжений. В результате получают зависимости ТКЛР от температуры для материала в деформированном (/) и недеформированном (0() состояниях: о .(11э2+О ° 015) 10 (С ") 1 с (14,7+0,011) . 10 (С ).

Лля оценки связи между средними внутренними напряжениями и ТКЛР используют соотношения ь,„с ; -(-,); вн (o) E где ь — приращение относительной температурной деформации, обусловленное внутренними напряжениями;

Š— модуль упругости материала.

Применение предлагаемого способа не требует использования сложного и громоздкого рентгеновского оборудования, а также соответствующего высококвалифицированного персонала.

1157427

Составитель В. Вертоградскнй

Редактор А. Шишкина. Техред С. Иовжий Корректор В. Гирнлк

Заказ 3360/42 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Область применения метода расширяется по сравнению с известным способом на образцы с поверхностным слоем, имеющим значительный градиент по параметру решетки. Предлагаемый способ имеет преимущества пги исследовании многокомпонентных сплаф вов, исследование которых известным рентгеновским методом затруднитель-. ное

Изобретение мошет найти применение в качестве способа неразрушакщего контроля напряшений образцов материала и готовых деталей.