Способ испытания стержневых образцов с круглым поперечным сечением из огнеупорных материалов на термостойкость

 

Изобретение относится к испытательной технике. Целью изобретения является повышение точности путем создания в образце дополнительных напряжений за счет одновременного нагрева одного его конца и охлаждения другого. Путем спекания брикетов из порошка различных материалов формируют образцы переменного сечения по длине, например конусообразные с постоянными геометрическими параметрами. Устанавливают образец большим торцом на охдаждаемую подставку и одновременно с этим нагревают противоположный торец. Устанавливают интенсивность суммарного теплового потока таким образом, чтобы получить заданное температурное поле по длине образца например установившееся. Проводят измерение температуры в двух точках образца, разноудаленных от нагреваемого торца. Увеличивают интенсивность суммарного теплового потока до разрушения образца и по величине разности измерений температуры в двух точках образца в момент разрушения определяют коэффициент термостойкости материала. § (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (so 4 G 01 N 3 60

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ нефти матеКиев, Ярысравматепроч№ 6, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3901169/25-28 (22) 27.05.85 (46) 23.01.87. Бюл. № 3 (71) Ивано-Франковский институт и газа (72) Б. Д. Сторож (53) 620.181(088.8) (56) Писаренко Г. С. и др. Прочность риалов при высоких температурах, Наукова думка, 1968.

Минин О. В., Столяров А. С., шев Н. А. Плазменная установка для нительных испытаний огнеупорных риалов на термостойкость. Проблемы ности, Киев, Наукова думка, 1970, с. 88 — 91. (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ СТЕРЖНЕВЫХ ОБРАЗЦОВ С КРУГЛЫМ ПОПЕРЕЧНЫМ СЕЧЕНИЕМ ИЗ ОГНЕУПОРНЫХ

МАТЕРИАЛОВ НА ТЕРМОСТОЙКОСТЬ (57) Изобретение относится к испытательной технике. Целью изобретения является повы„„SU„„1285351 шение точности путем создания B образце дополнительных напряжений за счет одновременного нагрева одного его конца и охлаждения другого. Путем спекания брикетов из порошка различных материалов формируют образцы переменного сечения по длине, например конусообразные с постоянными геометрическими параметрами. Устанавливают образец большим торцом на охдаждаемую подставку и одновременно с этим нагревают противоположный торец. Устанавливают интенсивность суммарного теплового потока таким образом, чтобы получить заданное температурное поле по длине образца например установившееся. Проводят измерение температуры в двух точках образца, разноудаленных от нагреваемого торца.

Увеличивают интенсивность суммарного теплового потока до разрушения образца и по величине разности измерений температуры в двух точках образца в момент разрушения определяют коэффициент термостойкости материала.

1-285351

Формула изобретения

Составитель А. Гуммель

Редактор А. Сабо Техред И. Верес Корректор С. Черни

Заказ 7589/45 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” -35, Раугпская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная. 4

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при определении термостойкости огнеупорных матер и алов.

Цель изобретения — повышение точности результатов испытаний путем одновременного нагрева одного торца и охлаждения другого, а также создания установившегося температурного поля по длине образца.

Способ испытания стержневых образцов с круглым поперечным сечением из огнеупорных материалов на термостойкость осуществляют следующим образом.

Предварительно сформированные из порошков, например, А120з, AlN или TiN брикеты спекают и готовят стержневые образцы с круглым и переменным по длине поперечным сечением, например, конусообразной формы, шлифуют наружную поверхность образцов для придания ей одинаковой формы и размеров. Устанавливают образцы одним торцом на водоохлаждаемую подставку и нагревают другой торец, например, с использованием вольфрамового нагревателя. Измеряют температуру образца в двух разноудаленных от нагреваемого торца точках, при этом для измерения температуры целесообразно использовать термопары.

При установившемся аксиальном температурном поле в стержневых образцах постоянного по длине сечения и при его нагреве с одного торца термические напряжения в теле образца отсутствуют вследствие линейного градиента температуры по длине образца, а показатель термостойкости материала определяет по специальной методике расчета, учитывающей термомеханические и теплофизические свойства материала, что вносит дополнительную погрешность.

Выполнение образца с переменным сечением по его длине и охлаждение его с другого торца позволяет при установившемся температурном поле по длине образца и при меньшей длине образца увеличить градиент температуры, при этом градиент температуры по длине образца нелинейный, что создает в теле образца поле напряжений.

Использование установившегося или близкого к установившемуся (т. е. медленно изменяющегося во времени) температурного поля по длине образца при нелинейном градиенте температуры позволяет повысить точность измерения температуры в образце вследствие уменьшения инерционных эффектов в первичных датчиках температуры (термопарах) и уменьшить степень влияния погрешности фиксации момента разрушения образца.

При этом место расположения точек измерения температуры и соответственно расстояние между ними, форму и размеры образца сохраняют постоянными. При постоянстве геометрических параметров образца разрушающий температурный перепад или разрушающая величина теплового потока может быть определена по разности измерений температуры в двух точках образца, так как напряжения в теле образца могут быть выражены через простые функции типа

15 о — A AT, где ЬТ вЂ” разность измерения температуры в двух точках образцов;

А — коэффициент, зависящий от геометрических размеров образца и его термомехнических свойств (например, модуль Юнга, коэффициент Пуанссона, коэффициент линейного расширения).

Увеличивая интенсивность суммарного

25 теплового потока, доводят образец до разрушения и определяют коэффициент термостойкости материала по величине разности измерения температур в двух точках в момент разрушения образца. Аналогичным образом проводят испытания с другими обЗО разцами.

Способ испытания стержневых образцов с круглым поперечным сечением из огнеупорных материалов на термостойкость, заключающийся в том, что образец нагревают с одного торца и создают аксиальное температурное поле, увеличивают нагрев до разрушения образца и по величине перепада

40 температур в точках образца, разноудаленных от указанного торца, в момент разрушения судят о его термостойкости, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при испытании образца с переменными сечениями по его длине, одновременно с нагревом

45 его охлаждают с другого торца, а интенсивность суммарного теплового потока устанавливают из условия обеспечения заданного температурного поля по длине образца.