Устройство для определения твердости материалов

 

Изобретение относится к приборам для исследования свойств материалов по твердости . Цепь изобретения - расширение эксплуатационных возможностей устройства. Устройство содержит корпус с индентором. соосный с ним узел нагружения индентора, выполненный в виде цилиндрической пружины , изготовленной из материала с памятью формы, связана с системой нагрева путем пропускания по ней электрического тока и размещена в кожухе, образованном телескопически складываемыми полыми цилиндрами , основания которых жестко соединены соответственно с корпусом и индентором и электрически изолированы опорными тарелями пружины, наименее материалоемкое сечение которой снабжено задатчиком температуры, одновременно используемым в качестве датчика нагружения . 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 6 01 N 3/42

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4689466/28 (22) 05.05.89 (46) 07.06,92. Бюл. М 21 (72) А.Е.Лямин, Н.А.Филиппов и О.В.Киц (53) 620.178Л (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

NÜ 373581, кл. 6 01 и 3/42, 1971. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ .ТВЕРДОСТИ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к приборам для исследования свойств материалов по твердости. Цель изобретения — расширение эксплуатационных возможностей устройства.

Устройство содержит корпус с индентором, Изобретение относится к испытательной технике, а именно к приборам для исследования свойств материалов по твердости.

Известно устройство для определения твердости материалов, содержащее корпус, размещенные в нем индентор, соосный с ним.узел нагружения индентора, датчик нагрузки и узел регистрации геометрических параметров отпечатка.

Недостаток устройства — узкие эксплуатационные возможности, обусловленные низкой точностью нормирования и дискретностью приложения нагрузки, создаваемой узлом нагружения индентора. Это сужает возможности устройства по номенклатуре испытуемых материалов (сложность испытаний высокопластичных материалов и хруп. ких тонких пленок), рабочему ходу индентора и плавности приложения нагрузки.

„„5U „, 1739263 А1

2 соосный с ним узел нагружения индентора, выполненный в виде цилиндрической пружины, изготовленной из материала с памятью формы, связана с системой нагрева путем пропускания по ней электрического тока и размещена в кожухе, образованном телескопически складываемыми полыми цилиндрами, основания которых жестко соединены соответственно. с корпусом и индентором и электрически изолированы опорными тарелями пружины, наименее ма-. териалоемкое сечение которой снабжено задатчиком температуры, одновременно используемым в качестве датчика нагружения. 1 з;и. ф-лы, 2 ил.

В °

Цель. изобретения — расширение эксплуатационных возможностей устройства.

Указанная цель достигается тем, что а узел нагружения индентора выполнен в ви- с, ( де жестко связанной одним концом с корпу- (Ъ сом цилиндрической пружины из материала с памятью формы с сечением проволоки. монотонно увеличивающимся в направлении индентора, при этом:датчик нагрузки О представляет собой датчик температуры. Оь связанный с витком цилиндрической пружины, сечение проволоки в котором наименьшее.

На фиг,1 схематично изображен узел нагружения индентора, общий вид; на фиг.2 — его температурно-силовая характеристика, Устройство содержит корпус 1, индентор 2, соосный с ним узел нагружения индентора, выполненный в виде цилиндрической пружины 3, изготовленной

1739263 иэ материала с памятью формы, например, из отечественного сплава ТН1. Сечение проволоки пружины 3 монотонно увеличивается в направлении индентора 2. Кроме того. пружина 3 снабжена системой.электропитания, представляющего собой источник 4 тока, токоподводы 5 и ключ 6, Верхняя

7 и нижняя 8 опоры пружины 3 изготовлены из материала с высокими электро- и теплоизоляционными свойствами. В целях безопасности привод индентора 2 закрыт кожухом, выполненным в виде телескопически склады ваемых обечаек 9 и 10. Наименее материалаемкий участок пружины 3 снабжен датчиком 11 температуры (например, термопарой, рабочий спай которой зачеканен в проволоку пру>кины), выведенным на регистрирующий прибор 12, при этом датчик температуры одновременно служит датчиком нагрузки.

Перед использованием устройства снимают его температурно-силовую характеристику (фиг.21, для чего демонтируют с индентора 2 испытательную головку, устанавливают на рабочем столике (не доказан) образцовый динамометр и подводят ere до соприкосновения с индентором, при этом пружина 3 остается в ненапряженном состоянии (точка а, фиг.2). Затем производят нагрев пружины 3 путем пропускания по ней электрического тока, замкнув ключ 6. О температуре нагрева судят по прибору 12. В процессе нагрева (участок ав) вплоть до температуры Ан(температура начала обратного мартенситного превращения в материале пружины 3), пружина 3 остается в ненапряженном состоянии, а при последующем нагреве (участок с) до температуры А» (температура конца обратного мартенситного превращения материала пружины) она генерирует усилия от О до Рмакс При этом обеспечивается, плавность нарастания нагрузки в процессе нагрева за счет монотонного увеличения сечения пружины 3, так как обратное мартенситное превращение первоначально протекает в наименее материалоемких витках пружины, имеющих более высокое электросопротивление, что способствует постепенному нарастанию волны деформации в направлении индентора.

После нагрева выключают электропитание пружины 3. Начинается ее естественное охлаждение, в процессе которого нэ участке

cd значение усилия не изменяется. В интервале температур М,-М4 (температура соот50 ра

2.Устройство по п.1, о т л и ч э ю щ е е с я тем, что датчик нагрузки представляет собой датчик температуры, связанный с витком цилиндрической пружины, сечение проволоки в котором наименьшее.

40 ветственно начала и конца прямого мартенситного превращения в материале пружины) усилия воздействия пружины 3 на индентор 2 уменьшаются от Pease до 0 (участок de). По результатам одновременной регистрации температуры и нагрузки определяется температурно-силовая характеристика устройства (ebcde). нагрузочным участком которой является участок bc, а разгрузочным — участок бе (при необходимости нагрузка может быть снята соответствующим перемещением рабочего столика устройства). Пунктирами показаны участки температурно-силовой характеристики (нагрузка bf и разгрузка dq) привода, пружина которого выполнена иэ проволоки одинакового сечения (фиг,2);

Устройство применяют следующим образом.

Испытуемый образец при комнатной температуре размещают на рабочий стол и подводят под индентор 2, снабженный рабочей головкой. Задаются требуемым усилием, например Pt, которое необходимо приложить к индентору. По температурносиловой характеристике определяют температуру нагрева Т> пружины 3. Подают электропитание на пружину и производят ее нагрев.

Предложенное устройство имеет широкие эксплуатационные возможности по диапазону режимов нагружения, что расширяет номенклатуру испытуемых материалов и образцов.

Формула изобретения

1. Устройство для определения твердости материалов, содержащее корпус, размещенные э нем индентор, соосный с ним узел нагружения индентора, датчик нагрузки и узел регистрации геометрических параметров отпечатка, о т л и ч а ю.щ е е с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей, узел нагружения индентора выполнен в виде жестко связанной одним концом с корпусом цилиндрической пружины из материала с памятью формы с сечением проволоки, монотонно увеличивающимся в направлении инденто1739263

Составитель А.Лямин

Техред M,Моргентал Корректор М.Пожо

Редактор А.Козориз

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина. 1Î1

Заказ 1998 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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