Способ контроля прочности изделий из хрупких материалов
Изобретение относится к акустикоэмиссиснному контролю прочности. Цель изобретения - повышение точности. Изобретение предусматривает нагружение изделия до возникновения стабильной скорости счета акустической эмиссии, регистрацию соответствующей нагрузки и определение по ней разрушающей нагрузки при последующем монотонном нагружении Для устранения паразитного уменьшения прочности в результате такого нагруж ения предложено осуществлять его при относительной влажности воздуха 60 - 90% и выдерживать изделия в разгруженное состоянии не менее 1 ч. Экспериментально доказано, что при соблюдении этих условии значительно возрастает точность контроля керамических изделий.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛ ИСТИ Ч Е СКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 3 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1663535 (21) 4887588/28 (22) 29,11.90 (46) 23.06.92. Бюл, 23 (75) Т.С.Степанянц (53) 620,179,16 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР ¹ 1663535, кл. G 01 N 29/14, 1989, (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРОЧНОСТИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ХРУПКИХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к акустикоэмиссионному контролю прочности. Цель изобретения — повышение точности. Изобретение предусматривает нагружение изИзобретение относится к неразрушающему контрсяю акустика-эмиссионным методом и является усовершенствованием способа по основному авт.св. ¹ 1663535. Известен способ, согласно которому нагружают эталонные образцы до разрушения, регистрируя скорость счета стабильной акустической эмиссии перед разрушением. Изделия контролируются нагружением с величины нагрузки, соответствующей стабильной скорости счета N. Если при первом нагружении не появилась акустическая эмиссия, то изделие разгружают и нагружают вновь до появления сигналов акустической эмиссии. По максимальной нагрузке при этом судят о прочности изделия. Недостатком известного способа является низкая точность контроля. Цель изобретения — повышение точности контроля за счет создания условий испытаний изделий, снижающих паразитное снижение прочности от нагружений. Посгавленная цель достигается тем, что первое нагружение изделия осуществляют. Ы 1742711 А2 делия до возникновения стабильной скорости счета акустической эмиссии, регистрацию соответствующей нагрузки и определение по ней разрушающей нагрузки при последующем монотонном нагружении. Для устранения паразитного уменьшения прочности в результате такого нагружения предложено осуществлять его при относительной влажности воздуха 60 — 90% и выдерживать изделия в разгруженном состоянии не менее 1 ч. Экспериментально доказано, что при ссблюдении этих условий значительно возрастает точность контроля керамических изделий.. при относительной влажности воздуха 0 90%, а последующее нагружение осуществ ляюг не менее чем через 1 4 после снятия предыдущей нагрузки, Способ осуществляют следу ощим î=:;ð,азом. Разрушают эталонный образец, регистрируя стабильную N. Первое нагружение изделия осуществляют с нагрузки, соответствующей измеренной стабильной N. причем при влажности 60 — 90%. После чего изделие разгружают и выдерживают не менее 1 ч. Затем осуществляют последующие нагружания. Опыты показывают, что при монотонном нагружении до разрушения. например. при изгибе керамического изделия. на завиФ симости N от времени нагружения незадолго перед разрушением имеет место плато. соответствующее развитию превалирующего дефекта с постоянной скорость. Если керамическое из,белие нагружать до стаЕ бильной N. то после выдержки в разгруженном состоянии соседняя разрушающая 1 (42711 Составитель Т. Степанянц Редактор В. Петраш Техред М.Моргентал Корректор Т, Палий Заказ 2281 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва, Ж-35. Раушская наб.. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101 нагрузка оказывается в 1,5 — 2,0 раза выше, чем у контрольной выборки, не подвергавшейся нагружению. Такое повышение разрушающей нагрузки происходит со скоростью Р, затухающей во времени s no экспоненте Р = Р ехр(-т/Т), и реализуется наполовину уже в первые сутки, а через 1 ч выдержки в разгруженном состоянии эффект упрочнения перекрывает снижение разрушающей нагрузки в результате выдержки под нагрузкой при АЭ со стабильной Й. Упрочнение, по видимому, обусловлено тем„что при нагрузке, соответствующей стабильной N, влага окружающей атмосферы получает доступ к устью превалирующего дефекта, притупляет в процессе выдержки без нагрузки кончик трещины и тем самым снижает развитие дефекта при повторном нагружении. Экспериментально установлено, что эффект упрочнения набл юдается при нагружении в атмосфере с относительной влажностью 60 — 90, оптимальное значение которой для конкретного материала можно определить в предварительных опытах. При реализации способа предварительно нагружают по 4 образца при разных значениях относительной влажности W окружающего воздуха до возникновения стабильной N, регистрируют соответствующие нагрузки Р> и выдерживают образцы каждой выборки в разгруженном состоянии различное время т. например 1. 3. 6 и 10 ч. Затем снова образцы нагружают до стабильной N и регистрируют соответствующие нагрузки Pz. Значение И/, при котором отношения Рг/Р1 максимальны, является оптимальным. Контрольное нагружение изделия не обязательно производить при оптимальном значении И/. Важно лишь с учетом результатов испытаний образцов назначить время выдержки в разгруженном состоянии такое. которое гарантирует преобладание эффекта упрочнения над деградацией при контрольном нагружении, Проверку способа проводили на турбинных керамических лопатках из AlzOg, которые испытывали на изгиб по трехточечной 50 схеме нагружения силой на границе пера и основания лопатки, Для регистрации АЭ использовали прибор АФ-15. Сначала 10 лопаток нагрузили при W = 65 до возникновения стабильной N, зарегистрировали соответствующие нагрузки Р>, разгрузили и без промежуточной выдержки е разгруженном состоянии снова нагрузили до разрушения, зарегистрировав нагрузки Рг, при которых возникала стабильная N, и разрушающие нагрузки Рг. Отношения Pz/Р составляли 0,97 — 0,99 т,е, деградация прочности при контрольном нагружении составляла 1 — 3 . Отношение p = Р>/Р1 составляло 1,05 — 1,12, а в соеднем 1,09, что позволяет предсказать Рр с точностью +5 Ä, умножив Р> на р = 1,09. Затем по 4 лопатки Э нагрузили до стабильной N npu W = 65,, W 72 /,, W = 83 >. разгрузили их, выдержали в разгру>кенном состоянии 1, 3. 6 и 10 ч и снова, регистрируя АЭ. нагрузили до разрушения, Наибольшие отношения P2/Р> (1,02; i,04; 1,06; 1.08) оказались при W == =-72, а при W = 65% отношение Pz/P) превысило 1 лишь после 10 ч выдер>кки в разгруженном состоянии, При W = 72 /, нагрузили до стабильной N еще 12 лопаток, выдержали их в разгруженном состоянии 5 сут и, регистрируя АЭ, довели до разрушения. Предлагаемый способ контроля прочности дает представление о прочности непосредственно после контроля и гарантирует дальнейшее увеличение прочности во времени. Этот способ сокращает разброс разрушаю цих нагрузок за счет резкого увеличения наименьших, что повышает надежность конструкций с большим количеством керамических элементов. Формула изобретения Способ контроля прочности изделий из хрупких материалов по авт.св. N-. 1663535, отличающийся тем. что, с целью повышения точности. первое нагру>кение изделия осуществляют при относительной влажности воздуха 60 — 90 . а последующее нагружение осуществляют не менее чем через 1 ч после снятия предыдущей нагрузки.
