Образец для испытания на трещиностойкость

 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытаний на трещиностойкость. Цель изобретения - снижение трудоемкости испытания образцов из монокристаллов тугоплавких материалов. Образец выполнен составным из трех участков. Центральный рабочий участок изготовлен в виде прямого параллелепипеда из монокристалла исследуемого материала. В указанном участке имеется надрез 2. Механические характеристики участков образца удовлетворяют соотношению 0,8 о ор, где ov - предел текучести материала захватных участков при изгибе; Ор - разрушающее напряжение в материале центрального участка 1 при заданной температуре испытаний. Крайние участки 3 и 4 жестко прикреплены к центральному 1 и расположены симметрично оси надреза 2. 1 ил., 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (зи)5 6 01 N 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ (21) 4839029/28 (22) 11.03.90 (46) 30.06.92. Бюл. Мг 24 (71) Научно-производственная и внедренческая фирма "Экситон" (72) А,В.Бабак, С.А.Войницкий и A,Þ,Êîâàëü (53) 620.17 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 545892, кл. G 01 N 1/00, 1975. (54) ОБРАЗЕЦ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ НА ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ (57) Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытаний на трещиностойкость. Цель изобретения — снижение трудоемкости испытания образцов из монокристаллов

„„5U„„1744566 А1 тугоплавких материалов, Образец выполнен составным из трех участков. Центральный рабочий участок изготовлен в виде прямого параллелепипеда из монокристалла исследуемого материала. В указанном участке имеется надрез 2. Механические характеристики участков образца удовлетворяют соотношению 0,8 о, > (тр, где (тт — предел текучести материала захватных участков при изгибе; ор — разрушающее напряжение в материале центрального участка 1 при заданной температуре испытаний. Крайние участки 3 и 4 жестко прикреплены к центральному 1 и расположены симметрично оси надреза 2, 1 ил., 2 табл.

1744566

Изобретение относится к механическим испытаниям, в частности к конструкциям образцов для испытаний на трещиностойкость монокристаллов тугоплавких материалов.

Известен образец для испытаний на грещиностойкость, выполненный в виде прямого параллелепипеда с боковым надрезом в центральной рабочей части и с двумя сквозными отверстиями, симметрич, ными плоскости надреза, в боковых захватных частях, Известный образец предназначен для испытаний на внецентренное растяжение.

Недостаток конструкции — значительная трудоемкость изготовления образцов из монокрИсталлов тугоплавких материалов, таких как вольфрам, молибден. Это обусловлено тем, что в соответствии с ГОСТ 25.50685 практически невозможно получить серию образцов для определения характеристик трещиностойкости. Так, для изготовления серии образцов с целью определения

К1 требуется не менее четырех образцов на одну экспериментальную точку. Даже при минимально допустимых размерах каждого образца 32,5 х 31,2 х 6,5 мм требуется монокристалл (стержень) вольфрама с диаметром не менее 48 мм, который изготовить в настоящее время практически невозможно, так как требуется создание нового оборудования и технологии.

Цель изобретения — снижение трудоемкости испытания хрупких монокристаллов тугоплавких,материалов.

Поставленная цель достигается тем, что образец для испытаний на трещиностойкость, выполненный в виде прямого параллелепипеда с боковым надрезом в центре рабочей части и с двумя сквозными отверстиями, симметричными плоскости надреза, в боковых захватных частях, выполнен составным из трех соединенных между собой участков, центральный рабочий участок выполнен в виде прямого параллелепипеда иэ исследуемого монокристалла, два одинаковых захватных участка вы пол не н ы .из материала с пределом текучести сг, удовлетворяющих условию о; 1,25 cJp . где ст — напряжение разрушения исследуемого материала.

Предлагаемая конструкция образца позволяет, используя. традиционное техническое оборудование, изготавливать образцы для испытаний на трещиностойкость из монокристаллов тугоплавких материалов. Экспериментально найдены оптимальные механические характеристики крайних участков составного образца. Так, в процессе высокотемпературных испытаний (2000 С) 55

50 монокристалла вольфрама при 0.8 (h <

< стг, наблюдали необратимое формоизменение крайних участков образца, выполненных из молибдена, в результате протекания микропластической деформации. При более низких температурах испытания предел текучести материала, из которого выполнены крайние участки образца, увеличивается в большей степени, чем разрушающее напряжение исследуемого материала, Отсюда следует обязательное условие для материала крайних элементов образца 0,8 o> > ор .

Крайние участки содержат сквозные отверстия, оси которых симметричны оси надреза в центральном участке. При этом геометрические размеры составного образца полностью соответствуют геометрическим размерам образца-прототипа.

На чертеже приведена схема составного образца для испытаний на трещиностойкость.

Предлагаемый образец состоит из трех участков. Центральный рабочий участок 1 выполнен в форме г,рямого параллелепипеда с боковым надрезом 2 и изготовлен из исследуемого материала — монокристалла вольфрама, Симметрично оси надреза 2 к участку 1 жестко прикреплены крайние захватные участки 3 и 4, изготовленные из вольфрама, полученного методом порошковой металлургии. Участки 3 и 4 прикреплены к участку 1 посредством соединения "ласточкин хвост", В участках 3 и 4 имеются сквозные отверстия 5 и 6 соответственно, предназначенные для крепления образца в захватах испытательной установки (не показана).

Основные размеры образца: ширина образца Т = 31,2 мм, ширина центральной рабочей части 1 образца Н> 0,2 Т, Н =

=.6,0 мм; высота образца L = 32,5 мм; глубина надреза 2S =.1 5 мм; разрушающее напряжение в материале участка 1 op = 15 МПа при температуре испытаний Т = 2000 С; предел текучести материага захватных участков 3 и

4 при изгибе при температуре 2000 С 0T=

=40 МПа.

Составные зоны 1, 3 и 4 образца нагревают до температуры испытаний 2000 С и при помощи манипуляторов-устройств для передачи движения в герметичную камеру (не показаны) — собирают соединения.

Испытанию на трещиностойкость подвергали серию образцов, центральная рабочая часть 1 которых была изготовлена из монокристэлла вольфрама, а крайние захватные участки 3 и 4 — иэ вольфрама, полученного методом порошковой.

1744566 металлургии. В процессе испытаний варьировали также. ширину зоны 1.

Таблица 1

Таблица 2

Составитель С. Войницкий

Редактор А. Лежнина Техред М.Моргентал Корректор Т. Лонская

Заказ 2191 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

Результаты испытаний сведены в табл.

1 и 2. 5

На образцах наносились трещины, длина которых укладывалась в соотношения, указанные ГОСТ 25.506-85 для компактных образцов на внецентренное растяжение 10 (тип И1).

Образцы предлагаемой конструкции позволяют получать корректные результаты испытаний по сравнению с образцом-про- 15 тотипом, при атом существенно снижается трудоемкость изготовления образцов из монокристаллов тугоплавких материалов за счет изготовления образцов с сопоставимыми механическими характеристиками, 20

Формула изобретения

Образец для испытаний на трещиностойкость, выполненный в виде прямого параллелепипеда с боковым надрезом в центральной рабочей части и с двумя сквозными отверстиями, симметричными плоскости надреза, в боковых захватных частях, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости испытания хрупких монокристаллов тугоплавких материалов, образец выполнен составным из трех соединенных между собой участков, центральный рабочий участок выполнен в виде прямого параллелепипеда из исследуемого монокристалла, а два одинаковых захватных участка выполнены из материала с пределом текучести oi, удовлетворя ющим условию % >1.25 ор, где oð- напряжение разрушения исследуемого материала монокристалла.