Способ оценки энергии активации материалов
Изобретение может быть использовано для оценки износостойкости материалов. Целью изобретения является повышение точности оценки энергии активации материала в условиях трения за счет приближения напряженного состояния в материале при испытаниях к напряженному состоянию при трении. Определяют коэффициент трения материала в исследуемой паре трения. Материал испытывают на длительную прочность при отношении касательного и нормального напряжений, равном коэффициенту трения. Энергию активации определяют из экспериментальной зависимости долговечности от температуры и напряжения. 3 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (,5Р 4 G 01 N 3/56
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4303849/25-28 (22) 31.08.87 (46) 30 .06.89. Бюл . У 24 (71) Куйбышевский политехнический институт им.В ° В,Куйбышева (72) Д.Г.Громаковский, Н .М.Толкачев, M.Н.Дубман, А.Б.Скачек и.В.В,Горбатенко (53) 620.178.16 (088.8) (56) Ппейзман В.В. Долговечность и ползучесть металлов при различных напряженных состояниях. Автореф. канд. наук, Л., 1969, с.5-12. (54) СПОСОБ ОЦЕНКИ ЭНЕРГИИ АКТИВАЦИИ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение может быть исполь. Изобретение относится к трибологии и может быть использовано для оценки износостойкости материалов.
Цель изобретения — повышение точности оценки энергии активации мате" риала в условиях трения путем приближения напряженного состояния в мате риале при испытаниях к напряженному состоянию при трении.
На фиг.1 приведены графики результатов экспериментальной оценки зависимости долговечности с материала БрАЖН 10.4.4 от разрушающего напряжения G „e при фиксированных температурах; на фиг.2 — графики л зависимости при долговечности материала БрАЖН 10.4.4 от температуры Т при фиксированных напряжениях
Q, на фиг.3 — график, иллюстрирующий определение энергии активаÄÄSUÄÄ 14 О 2 А 1
2 зовано для оценки износостойкости материалов. Целью изобретения является повышение точности оценки энергии активации материала в условиях трения за счет приближения напря женного состояния в материале при испытаниях к напряженному состоянию при трении. Определяют коэффициент трения материала в исследуемой паре трения. Материал испытывают на длительную прочность при отношении касательного и нормального напряжений, равном коэффициенту трения., Энергию активации определяют из экспериментальной зависимости долговечности от температуры и напряжения.
3 ил. ции о путем экстраполяции энергии разрушения U(Q „ ).
На фигурах приняты следующие обозначения: 1 — Т = 623 К; 2 — Т =
648 K- 3 — Т = 673 К; 4 — Т =
723 К; 5 -5 „в = 180 МПа; 6 -бэ в =
210 МПа; 7(>Re= 240 МПа; 8 - экв=
270 МПа °
С позиции термофлуктуационной кон- цепции прочности долговечность материала при действии в нем напряжения
G связана с температурой Т материала следующим равенством:
В G) ехр -—
0 RT Ф где 11 8) = Uo — JG - энергия разрушения; энергия активао ции материала;
1490592 коэффициент несовершенства материала;
R — универсальная газовая постоянная; — коэффициент, характеризующий прочностные свойства материала.
При наличии в материале сложного напряженного состояния в качестве
G берется некоторое эквивалентное разрушающее напряжение б з„ . Равенство (1) позволяет на основе зависимости долговечности о от напряжения 0 Ä T полученной при испытаниях на длительную прочность, определить значение U энергии активации материала.
Способ осуществляют следующим об" разом.
Определяют коэффициент трения f материала в исследуемой паре трения.
Проводят испытания материала на длительную прочность. Для этого трубчатый образец материала нагружают осевым сжимающим и скручивающим усилиями таким образом, что отношение сдвигового (скручивающего) 6> и сжимающего (осевого) „ напряжений составляет f и регистрируют долговечность . Испытания повторяют при различных усилиях и температурах Т материала. По экспериментальным результатам строят зависимости 1д от б щ == 6 „+ Зб при фиксированных
2 температурах Т (фйг. 1) . Полученные экспериментальные графики перестраи/ ваются в координатах lg — 1/Т (фиг.2) при фиксированных (з „ . Из последни.< графиков определяют завиI d1 симость U (G „ } = 2,3 R (-- -) /бзкв
1 (фиг.3), экстраполяция которой до
Яз„а= О дает энергию U, активации.
10 выбирают из условия 6з = Й6 „ при эа15 данном значении У чв G„+ 3G< . Мо2 2 мент разрушения фиксируют по кривой деформации, а время от приложения усилий до разрушения квалифицируют .
20 как долговечность при данном напряжении G „ь и температуре Т. Полученное значение энергии активации для
БрАЖН 10.4.4 составляет U 100 кДж/ .
/моль а коэффициента несовершенства
2
25 материала — f 2 кДк мм /моль кг.
Формула изобретения зр
Пример. Определение энергии активации проводят для бронзы
БрАЖН 10.4.4, работающей в паре со сталью ЗОХГСНА. Смазка—
ЦИАТИМ 201. Коэффициент трения составляет f 0,15.
Испытания на длительную прочность проводят на машине И11-4П. Стандартный образец трубчатого типа закрепляют в устройство реверсивного типа, помещают в печь и нагружают сжимающим и скручивающим усилиями. Усилия
Способ оценки энергии активации материалов, заключающийся в том, что образцы материала при различных температурах и сложных напряженных состояниях испытывают на длительную прочность и по зависимости разрушающего напрякения от долговечности оценивают энергию активации, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности оценки энергии активации материала в условиях трения, предварительно определяют. коэффициент f трения исследуемого материала, в качестве сложного напряженного состояния реализуют сжатие и сдвиг, величины напряжений соответственно 5„ и G . которых связаны соотношением Gз = f 6, а разрушающее напряжение > „ определяют по формуле
1490592
Фиг.1
Фиа. 2
1,И 1516 б Ма
s pre
1490592
Й70
80 бО
ЧО чо во т ао гю 2vo 280 ИО G МИа
Фиг. 8
Составитель И.Солдатенков
Редактор С.Лнснна Техред Л.Сердюкова Корректор MË.!àðîøè
Заказ 3748/51 Тираж 789 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101
