Высокотемпературный твердомер

 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к измерениям микротвердости при повышенных температурах . Целью изобретения является расширение функциональных возможностей прибора за счет определения анизотропных свойств материалов, повышение точности и надежности. В твердомере , содержащем вакуумную камеру 1, предметный стол 2, индентор 4, механизм 5 нагружения, узел 6 нагрева образца и индентора 4, микроскоп 7, механизм 8 перемещения предметного стоС/ )

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (И) А1 (51) 4. G 01 N 3/54

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ i ", К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ Гй д„,. (21) 3980653/25-28 (22) 28. 11. 85 (46) 30. 04. 88. Бюл. N 16 (71) Московский инженерно-физический институт (72) С.А. Волобуев, Н.А. Евстюхин и А.А. Кульбах (53) 620. 178. 154 ° 5 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 186180, кл. G 01 N 3/54, 1965.

Кульбах А.А. и др. Установка для измерения микротвердости при высоких температурах. — Заводская лаборатория, 1972, У 9, с. 1146. (54) ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ ТВЕРДОМЕР (57) Изобретение относится к испытательной технике, а именно к измерениям микротвердости при повышенных температурах. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей прибора за счет определения анизотропных свойств материалов, повышение точности и надежности. В твердомере, содержащем вакуумную камеру 1, предметный стол 2, индентор 4, механизм 5 нагружения, узел 6 нагрева образца и индентора 4, микроскоп 7, механизм 8 перемещения предметного сто1392445 ла 2 от микроскопа 7 под индентор 4 и механизм 9 перемещения предметного стола 2 в двух взаимно перпендикулярных направлениях, механизм 5 нагружения выполнен в виде двух вакуумно-уплотненных коаксиально расположенных цилиндров, внешний из которых жестко

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к измерениям микротвердости при повышенных температурах.

Целью изобретения является расши5 рение функциональных возможностей прибора за счет определения анизотропных свойств материалов, повышение точности и надежности.

На фиг. f схематично представлен 1p высокотемпературный твердомер; на фиг. 2, 3 и 4 — механизм нагружения образца, примеры выполнения.

Высокотемпературный твердомер содержит вакуумную камеру 1, в которой расположен предметный стол 2 для крепления образца 3, индентор 4, связанный с механизмом 5 нагружения образца 3, узел 6 нагрева образца 3 и индентора 4, микроскоп 7, механизм 8 ,перемещения предметного стола 2 от микроскопа 7 под индентор 4 и механизм 9 перемещения предметного стола

2 в двух взаимно перпендикулярных направлениях в плоскости, перпендикуляр- 25 ной оси индентора 4.

Механизм 5 нагружения образца 3 выполнен (фиг, 2) в виде двух вакуумно-уплотненных коаксиально расположенных элементов (цилиндров) 10 и 11, 3р ! причем цилиндр 10 соединен с вакуумной камерой 1, а цилиндр 11 может вращаться вокруг своей оси. Внутри цилиндра 11 на упругих элементах 12 подвешен индентор 4 и установлен узел нагружения индентора 4, состоя35 щий из штока 13, грузов 14, опорного кулачка 15 на валу 16 и шкалы 17.

Шток 13 с грузами 14 выполнен с воэмоностью перемещения вверх-вниз, à 4р вал 16 — с возможностью вращения вокруг своей оси, соединен с вакуумной камерой 1, а внутренний может вращаться вокруг своей оси и в нем закреплен на упру. гих элементах индентор 4 и установлен узел нагружения индентора. 2 3 п. ф-лы, 4 ил.

Механизм 5 нагружения образца 3 может быть выполнен (фиг. 3) иэ немагнитного стакана 18 (например, из нержавеющей стали), соединенного с вакуумной камерой 1, магнитной втулки 19 (например, с запрессованными постоянными магнитами), которая вы" полнена с возможностью вращения вокруг своей оси, и магнита 20, установленного с воэможностью вращения вокруг стакана 18 и для взаимодействия с втулкой 19.

Механизм 5 нагружения образца 3 может быть снабжен (фиг. 4) шаговым двигателем 21, кинематически связанным линией 22 связи с цилиндром 11 или магнитом 20, и блоком 23 управления шаговым двигателем 21.

Высокотемпературный твердомер работает следующим образом.

На образец 3, закрепленный на предметном столике 2, производят внедрение индентора 4 при помощи механизма 5 нагружения образца 3. Затем образец 3 при помощи механизма перемещения перемещают от индентора 4 к микроскопу 7, который настраивают на отпечаток индентора 4. При проведении испытаний образец 3 закрепляют на предметном столике 2, вакуумируют камеру 1, подводят образец 3 при помощи механизма 8 перемещения предметного столика под микроскоп 7, предварительно настроенный на точку внедрения индентора 4, перемещая образец 3 в двух взаимно перпендикулярных нап" равлениях при помощи узла 9 перемеще» ния, выбирают микрообъект (зону) для исследований на поверхности образца, посредством механизма 8 перемещают образец под индентор 4, при помощи механизма 5 нагружения образца путем

1392445 поворота индентора 4 вокруг его оси осуществляют нужную ориентацию индентора относительно осей образца. Затем образец 3 и индентор 4 при помощи уз5 ла 6 нагрева нагревают до необходимой температуры и производят внедрение индентора 4 в образец 3 н выбранную точку (зону) при необходимой ориентации индентора 4 относительно осей образца 3. Дальнейшие исследования производят аналогично. не снижая температуры, производят выбор объекта исследования на поверхности образца, осуществляют необходимую ориентацию ин- 15 дентора 4 и производят прицельное внедрение индентора 4 в выбранную точку на поверхности образца.

Механизм 5 нагружения образца работает следующим образом. 20

После выбора точки приложения нагрузки (зоны для исследования) путем поворота стакана 11 относительно стакана 10 производят поворот индентора

4, подвешенного на упругих элементах 25

12, вокруг его оси, т.е. осущестнляют необходимую ориентацию индентора 4 относительно осей образца. Положение индентора фиксируют по шкале 17. Затем путем перемещения штока 13 при- З0 кладывают нагрузку к индентору 4 и путем вращения опорного кулачка 15 посредством поворота вала 16 осущестнляют внедрение индентора 4 в образец.

Механизм 5 нагружения образца, по35 казанный на фиг. 3, работает следующим образом.

После выбора на поверхности образца 3 микрообъекта для проведения ис- 40 следований образец 3 подводят под индентор 4, который поворачивают, добиваясь необходимой ориентации индентора 4 относительно осей образца 3.

Поворот осуществляют путем вращения 45 магнита 20 относительно немагнитного стакана 18, при этом поворачивается магнитная втулка 19 и подвешеннIA на упругих элементах 12 соосно втулкой индентор 4 ° 50

Угол поворота индентора опре еляют по шкале 17. Затем, перемещая ш ок 13, к индентору прикладывают грузы 14 и путем вращения опорного кулвчка 15 посредством поворота вала 16 ос>ществляют внедрение индентора в эь анную область на поверхности обра t a при заданной ориентации инденто1, относительно осей образца.

Механизм 5 нагружения образца, снабженный шаговым двигателем 21, работает следующим образом.

Образец помещают под индентор 4, предварительно выбрав точку для внедрения индентора 4 на поверхности образца 3. При помощи блока 23 управления двигателем 21 и кинематической связи 22 осуществляют поворот цилиндра 11 на необходимый угол, при этом происходит адекватный поворот индентора 4 вокруг своей оси. Затем при помощи узла нагружения индентора 4 прикладывают нагрузку к индентору 4 и осуществляют внедрение индентора в образец.

Формула и з о б р е т е н и я

1. Высокотемпературный твердомер, содержащий вакуумную камеру, расположенные в ней предметный стол для крепления образца, размещенный напротив него индентор, связанный с ним механизм нагружения образца, узел нагрева образца и индентора, расположенный вне вакуумной камеры микроскоп, механизм перемещения предметного стола от микроскопа под индентор и механизм перемещения предметного стола в двух взаимно перпендикулярных направлениях в плоскости, перпендикулярной оси индентора, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей эа счет определения анизотропных свойств материалов. он снабжен механизмом поворота индентора в виде двух вакуумно-уплотненных коаксиальных элементов, первый из которых соединен с вакуумной камерой, а второй установлен с возможностью вращения вокруг оси, и закрепленных на последнем и связывающих его с соосно установленным ему индентором упругих элементов.

2. Твердомер по и. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и надежности, первый элемент выполнен в виде немагнитного стакана, второй — в виде магнитной втулки, а вне вакуумной камеры размещен магнит, охватывающий стакан и установленный с возможностью вращения относительно него и для взаимодействия с магнитной втулкой.

3. Твердомер по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю шийся тем, что он снабжен шаговым двигателем, кинематически связанным с вторым элементом.

1392445

Составитель С. Барабанов

Техред И.Верес

1 оРРектоР А, Зимокосов

Редактор А. Лежнина

Заказ 1885/47 Тираж 847

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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