Способ определения трещиностойкости хрупких материалов

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕЩИНО-: СТОЙКОСТИ ХРУПКИХ МАТЕРИАЛОВ, эаключакщ1йся в том, что в образце материала вьшолняют щелевой надрез. нагружают образец, регистрируют нагрузку образования и страгивания трещины из вершины надреза.и по ней судят о трещиностойкости материала, отличающийся тем, что, с целью приближения условий нагружения к эксплуатационным условиям работы материала инструментов из твердых сплавов, характеризующихся различными сопротивлениями разрушению при действии нормальных и сдвиговых напряжений, надрез выполняют на торце образца с прямоугольным поперечным сечением щели и глубиной 0,250 ,40 длины образца, а нагружение осуществляют сжатием образца по его тсЙЦам. (Л Од СП со 1C

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОИИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(51) G 01 N 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

tlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3686978/25-28 (22) 06. 01. 84 (46) 07.07.,85. Бюл. Ф 25 (72) В.А.Фальковский, М.В. Куралика, N.Е.Тябликов, Г.Г.Травушкин . и А.А.Синицын (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт тугоплавких металлов и твердых сплавов (53) 620;172.24 (088.8) (56) 1.Кудряшов В.Г. и др. Вязкость разрушения. алюминиевых сплавов. М., "Металлургия", 1976, с. 25-26. (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕЩИНО-.

СТОЙКОСТИ ХРУПКИХ МАТЕРИАЛОВ, заключаижщйся в том, что в образце материала выполняют щелевой надрез, „„SU,, 1165923 А нагружают образец, регистрируют нагрузку образования и страгивания трещины из вершины надреза и по ней судят о трещиностойкости материала, отличающийся тем, что, с целью приближения условий нагружения к эксплуатационным условиям работы материала инструментов из твердых сплавов, характеризующихся различными сопротивлениями разрушению при действии нормальных и сдвиговых напряжений, надрез выполняют на торце образца с прямоугольным поперечным сечением щели и глубиной 0,250,40 длины образца, а нагружение осуществляют сжатием образца по его торцам.

1165923 l0

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материала, а именно к способам определения трещиностойкости хрупких материалов.

Известен способ определения трещиностойкости хрупких материалов, . заключающийся в том,, что в образце материала выполняют щелевой надрез, нагружают образец, регистрируют нагрузку образования и страгивания трещины из вершины надреза и по ней судят о трещиностойкости материала.

В известном способе надрез выполняют клиновидным с боковой стороны призматического образца, а нагружение осуществляют внецентренным растяжением образца через отверстия в консолях, образующихся после выполнения надреза 1 1.

Недостатком известного способа является определение трещиностойкости хрупких материалов в условиях, далеких от эксплуатационных условий работы материала инструментов из .твердых сплавов, характеризукяцихся различными. сопротивлениями разрушению при действии нормальных и сдвиговых напряжений.

Цель изобретения — приближение условий нагружения к эксплуатационным условиям работы материала инструментов из твердых сплаВов, характеризующихся различными сопротивлениями разрушению при действии нормальных и сдвиговых напряжений.

Указанная цель. достигается тем, что при способе определения трещиностойкости хрупких материалов, заключающемся в том, что в образце материала выполняют щелевой надрез, нагружают образец, регистрируют нагрузку образования и страгивания трещины иэ вершины надреза и по ней судят о трещиностойкости материала, надрез выполняют на торце образца с прямоугольным поперечным сечением щели и глубиной 0,25-0,40 длины образца, а нагружение осуществляют сжатием образца по его торцам.

Это позволяет исследовать кинетику роста трещины на стадии зарождения трещины и роста ее до критического размера, которая отражает поведение материала в условиях эксплуатации.

На фиг. 1 изображен предлагаемый образец, имеющий призматическую форму; на фиг, 2 — то же, цилиндри-: ческой формы, Способ осуществляют следукяцим образом.

В образце 1, который может иметь либо призматическую (фиг, 1), либо цилиндрическую (фиг. 2) форму, выполняют щелевой надрез 2. Последний должен быть выполнен на торце 3 образца 1 и иметь прямоугольное поперечное сечение и глубину h равную (О, 25-0,40) Ю, где 1 — длина образца.

Нагружение образца осуществляют ступенчато сжатием образца усилиями

P по торцам.

При отношении h/ Т в пределах

0,25-0,40 трещина 4, возникающая из вершины 5 надреза 2, направлена под углом 7/4 к плоскости 6 симметрии образца, т.е. под углом действия максимальных касательных напряжений, возникающих при сжатии образца усилиями.

При отношении h/ Ф (0,25 силы трения, возникающие на торцах образца сжатия, изменяют характер напряженного состояния материала в вершине 5 надреза 2. В этом случае из вершины 5 надреза 2 распространяются несколько трещин (не показаны),исходные траектории которых направлены под углом, большим Л /4, к плоскости

6 симметрии и изменяющих свое направление при нагружении до перпендикулярного по отношению к направле нию усилий P сжатия.

При отношении h/ 2 7 0,4 наблюдается разрушение образца 1 в направлении усилий P т.е. расслоение образца 1, которое не дает информа ции о трещиностойкости материала при сжатии и сдвиге в условиях, приближенныс к условиям эксплуатации»

При нагружении визуально фиксируют образование трещины 4, регистрируют нагрузку образования трещины и по ней судят о трещиностойкости материала.

При испытании партии образцов по результатам испытаний строят диаграмму разрушения в координатах

"напряжение сжатия — длина трещины" и по ней судят о сопротивлении материала разрушению.

Пример. Испытывают призматические образцы сплава марки

Составитель М.Кузьмин

Редактор О.Головач Техред C.éoâæèé

Корректор В.Гирняк, Заказ 4301/35 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

3 1

ВК22КС (Wc 87X, Со 22%). Размеры образца 7 7 х14 мм. На торце образца наносят электроэрозионной обработкой щелевой надрез спириной

0,2 мм и глубиной 5 мм. При длине

14 мм отношение h/f составляет

5/14=0,354, что удовлетворяет условию 0,25 4 h/1 (0,4.

Нагружение осуществляют на испытательной машине ЕД-40 ступенчато через О, 1 Гн/м со скоростью нагружения 0,01 Гн/ч. Образование трещи165923

4 ны происходит при нагрузке 104-1ФН, что соответствует напряжению 2, 16 ГПа, 1

Использование изобретения позво- . ляет определять трещиностойкость и осуществлять исследования процесса повреждения материала при внешней нагрузке, приближенной.к эксплуатационной и характерной для запрессов1р ки с натягом твердосплавных вставок инструмента в обойму и для деформации металла при высадке.