Способ испытания материалов на термостойкость

 

СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ТЕРМОСТОЙКОСТЬ, заключающийся в том, что используют две партии одинаковых образцов, на одной из которых предварительно определяют разрушающую нагрузку при комнатной температуре , а на второй партии ведут непосредственно испытания путем приложения при различных температурах нагрузки меньше разрушающей, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения производительности испытаний, дополнительно определяют энергию разрушения образцов первой партии, при испытании второй партии образцов используют нагружатель с запасом упругой энергии, превышающим энергию разрушения, нагрузку выбирают в пределах разрушающей нагрузки, а в пpioцecce нагружения создают на образцах изменяющийся во времени градиент температур, по ве (Л личине которого в момент появления с трещины судят о термостойкости материала .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .

РЕСПУБЛИН (19) (И) (р() С 01 N 3/60

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3651050/25-28 (22) 12.10.83 (46) 15.06.85. Бюл. М- 22 (72) К.А. Казакявичюс и A.È. Заботка (71) Институт физико-технических проблем энергетики АН Литовской ССР (53) 620.178.38(088.8) (56) 1. Школьник Л.М. Методика усталостных испытаний. М., Металлур гия", 1978, с. 263-266.

2. Газуко И.В., Шестериков С.А. и Юмашев М.В. Хрупкое разрушение керамики при изгибе в условиях импульсного нагрева. - "Проблемы прочности", 1983, 9 4, с. 66-70 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ

НА ТЕРМОСТОЙКОСТЬ, заключающийся в том, что используют две партии одинаковых образцов, на одной из которых предварительно определяют разрушающую нагрузку при комнатной температуре, а на второй партии ведут непосредственно испытания путем приложения при различных температурах нагрузки меньше разрушающей, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности

% испытаний, дополнительно определяют энергию разрушения образцов первой партии, при испытании второй партии образцов используют нагружатель с запасом упругой энергии, превышающим энергию разрушения, нагрузку выбирают в пределах 20-80Х разрушающей нагрузки, а в процессе нагружения создают на образцах изменяющийся во времени градиент температур, по величине которого в момент появления

- трещины судят о термостойкости материала.

1 11618

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при испытании материалов на термостойкость.

Известен способ испытания материалов на термостойкость, заключающийся в том, что испытуемый образец подвергают циклическому нагреву и последующему охлаждению, одновременно регистрируют число термических 10 циклов до появления в образце трещины, по которому судят о термостойкости материала (1 ), Недостатком способа является невысокая точность испытания. 13

Наиболее близок к изобретению по технической сущности и достигаемому результату способ испытания ма. териалов на термостойкость, заключающийся в том, что используют две щ партии одинаковых образцов, на одной, из которых предварительно определяют разрушающую нагрузку при комнатной температуре, а на второй партии ведут непосредственно испытания путем приложения к первому образцу при заданной температуре, достигаемой за счет импульсного нагрева. с заданной величиной энергии, нагрузки меньше разрушающей, и увеличивают на каждом ЗО последующем образце энергию нагрева до тех пор, пока она не вызовет разрушение образца (2).

Данный способ характеризуется невысокой производительностью испыта-, 3S ния, поскольку для его Реализации необходимо большое количество образцов для определения величины"энергии нагрева, вызывающей разрушение испытуемого материала.

Цель изобретения — повышение производительности испытания, Указанная цель достигается тем, что согласно способу испытания материалов на термостойкость, заключающемуся в том, что используют две партйи одинаковых образцов, на одной из которых предварительно определяют разрушающую нагрузку при комнатной температуре,а на второй партии ведут .. непосредственно испытания путем приложения при различных температурах

Нагрузки меньше разрушающей, дополнительно определяют энергию разрушения образцов первой партии,при испытании второй партии образцов используют нагружатель с запасом упругой энергии, превышающим энергию разру48 г шения, нагрузку выбирают в пределах 20-80Х разрушающей нагрузки, а в процессе нагружения создают на образцах изменяющийся во времени градиент температур, по величине которого. в момент появления трещины судят о термостойкости материала.

На фиг. 1 изображена схема установки для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 — сечение А-А на фйг. 1.

Установка содержит основание 1, на котором закреплены опоры 2, покрытые теплоиэоляцией 3 и служащие для размещения испытуемого образца (на чертеже показан один образец 4).

На траверсе 5, прикрепленной к основанию i закреплен нагружатель 6, соединенный через динамометр 7 и упругий элемент 8 с пуансоном 9, торец которого также покрыт теплоизоляцией 10. Упругий элемент 8 выполнен, например, в виде пружины и служит для накопления упругой энергии. Нагреватель 11 через шарнир 12 прикреплен к рычагам 13, закрепленным на боковой стенке 14, с возможностью поворота в горизонтальной плоскости, соединен с источником 15 питания и покрыт слоем тепловой изоляции 16, а рычаги 13 соединены с пружиной 17, обеспечивающей равномерный прижим нагревателя 1 1 к испытуемому образцу 4. Нагружатель 6 и динамометр 7 электрически соединены с контрольно-измерительной системой 18, к которой также подключены источник 15 питания и термопары 19, закрепленные на испытуемом образце 4.

Способ осуществляется следующим образом.

Для испытания используют две партии одинаковых образцов, например, три штуки в каждой. Образцы первой паРтии поочередно устанавливают на опоры 2, включаюr нагружатель и при отключенном нагревателе путем изгиба сосредоточенной нагрузкой доводят до разрушения. В процессе испытания регистрируют диаграмму деформации, по которой определяют разрушающую нагрузку, а по площади диаграммы — энергию, необходимую для разрушения образцов.

Для испытания второй партии образцов подбирают упругий элемент 8 в виде пружины заданной жесткости, поочередно устанавливают каждый обра11б18

3 зец на опоры 2, включают нагружатель 6 и, деформируя упругий элемент 8, передают на образец нагрузку в пределах 20-80Х разрушающей. Вследствие деформации упругого элемента

8 заданной жесткости на заданную величину в нем накапливается упругая энергия, превышающая энергию разрушения образца. Увеличение нагрузки более 807 может вызвать разрушение 10 образца и без последующего нагрева, а нагрузка ниже 207. может не обеспечить разрушение образца при нагреве. Затем нагреватель 11 с помощью пружины 17 прижимают к одной из 15 поверхностей образца, в результате в образце появляется изменяющийся во . времени градиент температуры, значения которого регистрируют термопарами 19. Градиент температур приводит 2О к появлению термических напряжений в образце, которые в совокупности с

48 4 напряжениями, обусловленными механической нагрузкой, могут привести к появлению начальной трещины. Дальнейшее развитие начальной трещины до полного разрушения образца происходит за счет энергии, накопленной в упругом элементе. 8. Это исключает необходимость определения энергии нагрева, обеспечивающей разрушение образца. Термостойкость испытуемого материала, оценивают по величине первоначально приложенной механической нагрузки и градиента температуры, вызвавших. разрушение образца.

Изобретение позволяет повысить производительность испытания за счет значительного снижения количества испытуемых образцов, так как исключается необходимость определения энер гии нагрева, обеспечивающей разрушение образца.

1161848

Составитель В. Гриненко

Редактор M. Келемеш Техред М.Надь Корректор С.Черни

Заказ 3964/46 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