Способ испытания на ударную вязкость для определения склонности к хрупкому разрушению тонколистового стального проката



Способ испытания на ударную вязкость для определения склонности к хрупкому разрушению тонколистового стального проката
Способ испытания на ударную вязкость для определения склонности к хрупкому разрушению тонколистового стального проката
Способ испытания на ударную вязкость для определения склонности к хрупкому разрушению тонколистового стального проката
Способ испытания на ударную вязкость для определения склонности к хрупкому разрушению тонколистового стального проката
Способ испытания на ударную вязкость для определения склонности к хрупкому разрушению тонколистового стального проката
Способ испытания на ударную вязкость для определения склонности к хрупкому разрушению тонколистового стального проката
G01N1/28 - Исследование или анализ материалов путем определения их химических или физических свойств (разделение материалов вообще B01D,B01J,B03,B07; аппараты, полностью охватываемые каким-либо подклассом, см. в соответствующем подклассе, например B01L; измерение или испытание с помощью ферментов или микроорганизмов C12M,C12Q; исследование грунта основания на стройплощадке E02D 1/00;мониторинговые или диагностические устройства для оборудования для обработки выхлопных газов F01N 11/00; определение изменений влажности при компенсационных измерениях других переменных величин или для коррекции показаний приборов при изменении влажности, см. G01D или соответствующий подкласс, относящийся к измеряемой величине; испытание

Владельцы патента RU 2655720:

Закрытое акционерное общество "Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский и проектный институт строительных металлоконструкций им. Н.П. Мельникова" (RU)

Изобретение относится к области строительства, а именно для определения с помощью механических испытаний на ударную вязкость пригодности элементов конструкций, изготовленных из тонколистового проката толщиной от 0,4 до 2,9 мм, для применения в районах Крайнего Севера и приравненных к ним местностях, где расчетная температура достигает минус 65°C. Сущность: из листов тонколистового стального проката для исключения потери устойчивости изготавливают призматический по форме пакет толщиной не менее 3,0 мм, затем пакет стягивают винтами диаметром 2,0 мм через два отверстия диаметром 2,2 мм, расположенные на расстоянии 17,5 мм от оси надреза, и наносят V- или U-образный надрез на пакете со стороны, противоположной движению ударного механизма копра. Проводят испытание на ударный изгиб пакета с помощью копра с номинальной потенциальной энергией маятника 300 Дж, причем для изготовления пакета используют листы тонколистового стального проката с одинаковой толщиной и для снижения разброса значений ударной вязкости поверхность торца пакета со стороны удара копра подвергают механической зачистке заподлицо. Технический результат: возможность проведения испытания на ударную вязкость тонколистового стального проката толщиной от 0,4 до 3,5 мм при отрицательных температурах до минус 65°C. 5 ил.

 

Изобретение относится к области строительства, а именно для определения с помощью механических испытаний на ударную вязкость пригодности элементов конструкций, изготовленных из тонколистового проката с целью применения в районах Севера и приравненных к ним местностях, где расчетная температура достигает минус 65°C.

А именно изобретение относится к способу испытания (на ударную вязкость для определения склонности к хрупкому разрушению) тонколистового стального проката толщиной от 0,4 до 3,5 мм при отрицательных температурах, в котором с целью предотвращения потери устойчивости плоских образцов с U- и V-образным надрезом при испытании образцы собирают в пакет (тип образца №4 по ГОСТ 9454-78) толщиной не менее 3,0 мм и заневоливают (скрепляют) его с помощью двух болтов (винтов) диаметром 2,0-3 мм, расположенных на расстоянии 17,5 мм от оси надреза.

Уровень техники

Аналогичные задачи для металлических элементов конструкций пытались решить несколькими способами, в том числе экспериментальным и экспериментально-расчетным:

- ГОСТ 9454-78 «Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах» допускает применение образцов толщиной 2 мм (тип 4 по ГОСТ 9454-78), однако при проведении испытаний образцы теряют устойчивость (гнутся), не обеспечивая саму возможность использования этого метода.

- Способ, использующий для определения вязкости (работы деформации) величину площади под диаграммой растяжения гладких образцов [Золоторевский B.C. Механические свойства металлов // М.: Металлургия, - 1983, с. 183]. Однако характеристики механических свойств, предлагаемые в нем для определения площади, являются нестандартизованными, пригодными лишь для узких исследований и неприменимы в практических испытаниях металлов. В образцах отсутствует концентратор, который отражает вклад дефекта в сопротивление хрупкому разрушению.

- По способу В.А. Скуднова [Энергетика явлений и процессов в металловедении упрочняющих технологий и разрушении / Н. Новгород: НГТУ, 2007, с. 49] вязкость, определяемую как площадь под диаграммой растяжения, принимают как полную работу А, относят к деформируемому в испытании объему V образца, т.е. α=A/V. К числу недостатков этого метода следует отнести неучет работы, необходимой для совершения упругой деформации, и игнорирование фактора наличия концентратора у образца с надрезом нагружаемого изгибом. Обсуждаемый метод основан на использовании при растяжении гладкого образца.

- В Европе и США широко применяют конструкции из стальных тонкостенных оцинкованных холодногнутых профилей. Для их расчета при проектировании используют стандарты Евросоюза [Eurocode 3: Designofsteelstructure. EN 1993-1-3: 2004 Part 1-3: General rules. Supplementary rules for cold-formed members and sheeting. CEN. European Committee for Standardisation. 2004] и США [North American Specitication for The Design of Cold-formed Steel Structural members. 2001]. Однако эти стандарты не имеют рекомендаций в части проведения испытаний на сопротивление хрупкому разрушению. Расчетная температура для строительных конструкций в обоих стандартах Евросоюза и США принимается не ниже минус 50°C и, соответственно, испытания на ударную вязкость не проводятся.

- По ГОСТ 52246 для сталей марок 220-250 применение стальных конструкций из холодногнутых оцинкованных профилей ограничивается температурой минус 55°C, а для сталей марок 220-350 применение конструкций из холодногнутых оцинкованных профилей не регламентируется.

- Среди рассматриваемых способов определения ударной вязкости наиболее близким является способ по ГОСТ 9454-78, использующий образцы типа 4 с V- и U-образным надрезом с высотой образца 8 мм.

В отличие от известных ранее способов определения ударной вязкости заявленный способ позволяет проводить испытания на ударную вязкость тонколистового стального проката толщиной от 0,4 до 3,5 мм при отрицательных температурах до минус 65°C, что ранее не было известно. Трудность проведения испытания на ударную вязкость при температуре ниже минус 55°C заключается в повышении хрупкости тонкого листа стального проката.

Техническим результатом заявленного изобретения является возможность проведения испытания на ударную вязкость тонколистового стального проката толщиной от 0,4 до 3,5 мм при отрицательных температурах до минус 65°C.

Сущность изобретения

В связи с расширением хозяйственной деятельности в районах с расчетной температурой до минус 65°C, а также с повышением уровня требований по хладостойкости к используемым стальным материалам, настоятельно возникает проблема аттестации качества сталей по хладостойкости.

Эта аттестация проводится путем испытания призматических по форме образцов с V- или U-образными надрезами на ударный изгиб (трехточечная схема нагружения) в соответствии с ГОСТ 9454-78. Однако этот ГОСТ регламентирует испытания только для образцов толщиной 10; 7,5; 5 и 2 мм.

Для образцов толщиной 5-10 мм высота образца составляет 10 мм, а для образца толщиной 2 мм высота образца составляет 8 мм (тип 4 по ГОСТ 9454). Несмотря на это обстоятельство даже при толщине образца 2 мм, он теряет устойчивость (изгибается, скручивается), что не позволяет надежно и достоверно проводить оценку работы разрушения. По этой причине в нормативной литературе отсутствуют сведения об ударной вязкости для тонколистового проката.

Для исключения потери устойчивости ударных образцов с V- или U-образным надрезом толщиной до 2,5 мм изготавливают пакет образцов (по существу пакетный образец) толщиной не менее 3,0 мм. Метод вырезки листовых заготовок для изготовления соответствует требованиям для образца типа 4 по ГОСТ 9454-78. Метод вырезки заготовок для пакетного образца, технология вырезки и изготовление образцов также соответствуют требованиям ГОСТ 9454-78.

При изготовлении пакетного образца следует использовать один и тот же профиль проката с одинаковой толщиной.

Пакеты стягиваются винтами диаметром 2,0 мм через два отверстия диаметром 2,2 мм, расположенные на расстоянии 17,5 мм от оси надреза.

Для снижения разброса значений ударной вязкости поверхность торца образца со стороны удара копра подвергают механической зачистке заподлицо.

Наносят V- или U-образный надрез на пакетном образце со стороны, противоположной движению ударного механизма копра.

Испытания на ударный изгиб пакетного образца проводят с помощью копра с номинальной потенциальной энергией маятника 300 (30,0) Дж (кг⋅м).

Температура испытания варьируется от нуля до минус 65°C.

Работа разрушения стали для каждого пакета устанавливается путем деления общей работы разрушения на число слоев в пакете.

Основным признаком изобретения является разработка способа определения ударной вязкости тонкостенного проката толщиной от 0,4 до 2,9 мм на пакетных образцах толщиной не менее 3,0 мм, соединенных с помощью двух болтов диаметром 2,0 мм, которые устанавливают в отверстия диаметром 2,2 мм на расстоянии 17,5 мм от оси надреза образца.

Обобщая вышеуказанные признаки заявленного изобретения, сущность заявленного способа заключается в следующем.

На пластины из тонколистового стального проката с одинаковой толщиной наносят V- или U-образный надрез и, для исключения потери устойчивости, из пластин изготавливают призматический по форме пакет толщиной не менее 3,0 мм, в котором с одного торца расположен V- или U-образный надрез. Затем пакет стягивают винтами диаметром 2,0 мм через два отверстия диаметром 2,2 мм, расположенные на расстоянии 17,5 мм от оси надреза V- или U-образный надреза на пластинах. После этого, для снижения разброса значений ударной вязкости, поверхность торца пакета со стороны удара копра подвергают механической зачистке заподлицо и проводят испытание на ударный изгиб пакета с помощью копра с номинальной потенциальной энергией маятника 300 Дж. Причем удар копром осуществляют по торцу пакета, противоположному торцу с V- или U-образным надрезом.

Изменение количества образцов в пакете не изменяет схему изготовления пакетного образца.

Перечень чертежей и иных материалов

Для лучшего уяснения решаемой задачи прилагается схема изготовления пакетных образцов, состоящая из фигур 1-5.

На фигуре 1 проиллюстрирован сборочный чертеж пакета, состоящего из двух пластин толщиной 2,5 мм каждая и элементов соединения (винты М 2,2).

На фигуре 2 представлен чертеж ударного образца, изготовленного из пластины толщиной 2,5 мм с местами расположения отверстий и V- или U-образного надреза.

На фигуре 3 проиллюстрирована схема соединения элементов пакетного ударного образца. На схеме указано направление движения винтов (болтов) и гаек при скручивании пакета.

На фигуре 4 представлен общий вид пакетного ударного образца в аксонометрической проекции.

На фигуре 5 представлено поэлементное схематичное изображение пакетного ударного образца в сборе.

Сведения, подтверждающие возможность реализации изобретения

В 2016 г. пакетные образцы с надрезом типа Менаже (U-образный надрез) были использованы при оценке ударной вязкости тонколистового оцинкованного проката толщиной 0,4; 0,45; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 и 2,5 мм из марок сталей 200-350 по ГОСТ Р 52346. Температура испытания варьировалась от нуля до минус 65°C.

Впервые получены характеристики работы разрушения и, соответственно, ударной вязкости сталей марок 200-350, поставляемых по ГОСТ Р 52346 для расчетной температуры районов Крайнего Севера вплоть до температуры минус 65°C.

Способ испытания на ударную вязкость для определения склонности к хрупкому разрушению тонколистового стального проката при отрицательных температурах от нуля до минус 65°С, заключающийся в том, что на пластины из тонколистового стального проката с одинаковой толщиной наносят V- или U-образный надрез и для исключения потери устойчивости при испытании из пластин изготавливают призматический по форме пакет толщиной не менее 3,0 мм, затем пакет стягивают винтами, расположенными на расстоянии 17,5 мм от оси V- или U-образного надреза на пластинах, после этого для снижения разброса значений ударной вязкости поверхность торца пакета со стороны удара копра подвергают механической зачистке заподлицо и проводят испытание на ударный изгиб пакета с помощью копра с номинальной потенциальной энергией маятника 300 Дж, причем удар копром осуществляют по торцу пакета, противоположному торцу с V- или U-образным надрезом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к испытательному оборудованию. Стенд содержит стол для закрепления объекта испытаний (ОИ), установленный в центральной части связанного с основанием упругого элемента, средство создания ударной нагрузки в виде падающего груза.

Изобретения относятся к исследованию материалов путем определения их физических свойств и могут быть использованы для статического и динамического сжатия образцов горных пород и определения совокупности физических величин, характеризующих начальную стадию процесса их разрушения, например спектра упругих колебаний от образования микротрещин.

Изобретение относится к материаловедению, а именно к способам исследования образцов металлических материалов путем приложения к ним динамической (ударной) кратковременной нагрузки, и может быть использовано для определения вязкости металлических материалов.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для испытаний на ударные воздействия различных приборов и оборудования. Стенд состоит из силового каркаса в виде прямоугольной рамы на ножках с продольными направляющими для установки через амортизаторы подпружиненной платформы, выполненной в виде резонансной плиты, поперечная собственная частота которой соответствует частоте перехода на требуемом ударном спектре ускорений, и рамы для крепления маятника с бойком, состоящим из стержня с профилированным торцом и резьбой, для установки и фиксации дополнительных грузов.

Изобретение относится к области научно-исследовательских методов, применяемых при выявлении причин разрушения изделий, а также используемых при изучении свойств твердых тел и механизмов их разрушения, и может быть использовано в химической, нефтехимической, энергетической, машиностроительной и металлургической промышленности, на объектах транспорта для контроля качества и оценки работоспособности материалов, при прогнозировании эксплуатационной надежности изготовленных из них деталей и узлов машин производственного назначения.

Изобретение относится к определению механических свойств металла, а именно к способам разделения ударной вязкости на работу зарождения и работу распространения трещины при испытании на ударный изгиб, и может быть использовано в металлургии, машиностроении и других отраслях народного хозяйства.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам определения параметров удара о преграду зерен алмазно-абразивных порошков, имеющих неправильные геометрические формы.

Изобретение относится к области материаловедения, в частности к способам комплексной оценки физико-механических свойств высоковязких конструкционных сталей, и может быть использовано для экспресс-анализа состояния трещиностойкости материала и прогнозирования трещиностойкости материала стали.

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для взврывозащиты технологического оборудования, в частности защиты аппаратов от разрушения при взрыве горючей смеси разрывной мембраной.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при испытании конструкций и отдельных элементов зданий и сооружений, работающих на изгиб с кручением при статическом и кратковременном динамическом воздействии с определением точной деформационной модели конструкции, например балок или плит.

Изобретение относится к области медицины, в частности к медицинской генетике, и предназначено для ранней генетической диагностики риска развития сахарного диабета (СД) 2 типа.

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к способам идентификации корицы цейлонской, китайской, индонезийской и вьетнамской. Для этого образцы корицы анализируют методом изотопной масс-спектрометрии, при этом определяют изотопный состав углерода (δ13С), азота (δ15N) и кислорода (δ18О).

Изобретение относится к технологиям визуально-измерительного контроля (ВИК), позволяющим по зарегистрированным изображениям обнаружить искомые элементы поверхности контролируемых объектов в труднодоступных внутренних полостях различных технических устройств и сооружений и измерить геометрические характеристики этих элементов.
Изобретение относится к медицине и представляет собой способ оценки эффективности антикоагулянтной терапии у больных с фибрилляцией предсердий (ФП), перенесших инсульт, отличающийся тем, что перед назначением антикоагулянтной терапии новыми пероральными антикоагулянтами (НПОАК) у пациента проводят взятие крови из периферической вены, 10 мкл которой помещают в камеру Горяева с зеркальным напылением и анализируют с помощью лазерного фазово-интерференционного микроскопа, измеряя фазовую высоту 40-50 эритроцитов в пробе; определяют среднюю максимальную dY1 и среднюю минимальную dY2 фазовую высоту эритроцитов, рассчитывают коэффициент оксигенации эритроцитов dY2/dY1; значения dY2/dY1 от 0,085 до 0,2 считают нормальными; значения dY2/dY1<0,085 и значения dY2/dY1>0,2 свидетельствуют о нарушении реологических свойств крови; через 17 недель после начала терапии НПОАК исследование повторяют; достижение или сохранение значений dY2/dY1 от 0,085 до 0,2 считают признаком эффективности терапии, а значения dY2/dY1<0,085 и значения dY2/dY1>0,2 свидетельствуют о ее неэффективности.

Изобретение относится к области физико-химического анализа. Предложен способ определения состава поверхностного слоя двухкомпонентной наночастицы сферической формы в матрице, согласно которому с целью установления размерной зависимости состава поверхностного слоя наночастицы, сплав, содержащий наноразмерные частицы, подвергают термическому отжигу, определяют состав наночастицы и матрицы, а также средний радиус наночастицы.

Группа изобретений относится к области биохимии. Предложена система и способ для сбора нуклеиновой кислоты из образца текучей среды организма, а также стерильная съемная крышка для приемника для сбора отходов.

Изобретение относится к измерительному устройству и к способу отбора образцов. Способ содержит следующие этапы: а) добавление образца в камеру, в которой обеспечены магнитные частицы, при этом образец содержит целевой компонент, и камера имеет поверхность обнаружения; b) приложение силы магнитного поля к магнитным частицам, чтобы притянуть магнитные частицы к поверхности обнаружения.

Настоящее изобретение относится к области биотехнологии, в частности к новым вариантам глюкозооксидазы из Aspergillus niger с улучшенными свойствами, а именно термостабильностью и собственной глюкозооксидазной активностью.

Изобретение относится к области физики и может быть использовано для спектрального элементного анализа веществ и материалов, в том числе сложных по составу и/или с сильно дымящей при испарении проб в электротермическом атомизаторе матрицей.

Изобретение относится к экологии, лимнологии, океанологии и может быть использовано в качестве устройства для проведения in situ исследований антропогенной загрязненности природных акваторий с морской и пресной водой.
Изобретение относится к области медицины и представляет собой способ определения показаний для открытой биопсии яичка у больных необструктивной азооспермией, включающий определение ряда биомаркеров, отличающийся тем, что рассчитывают значение дискриминантной функции по формулеf=age×0,003+lh×0,119-fsh×0,020+tf×0,002+shbg×0,058+prl×0,004-3,479,где f - значение дискриминантной фукции; age - возраст (лет); lh - уровень ЛГ в плазме крови (МЕ/л); fsh - уровень фолликулостимулирующего гормона в плазме крови (МЕ/л); tf - уровень свободной фракции тестостерона в плазме крови (пмоль/л); shbg - уровень секс-стероид связывающего глобулина в плазме крови (нмоль/л); prl - уровень пролактина в плазме крови (мМЕ/л). При f<-0,045 определяют наличие показаний для открытой биопсии яичка, а при f>-0,045 - отсутствие показаний. Изобретение обеспечивает повышение точности определения показаний для открытой биопсии. 3 пр.

Изобретение относится к области строительства, а именно для определения с помощью механических испытаний на ударную вязкость пригодности элементов конструкций, изготовленных из тонколистового проката толщиной от 0,4 до 2,9 мм, для применения в районах Крайнего Севера и приравненных к ним местностях, где расчетная температура достигает минус 65°C. Сущность: из листов тонколистового стального проката для исключения потери устойчивости изготавливают призматический по форме пакет толщиной не менее 3,0 мм, затем пакет стягивают винтами диаметром 2,0 мм через два отверстия диаметром 2,2 мм, расположенные на расстоянии 17,5 мм от оси надреза, и наносят V- или U-образный надрез на пакете со стороны, противоположной движению ударного механизма копра. Проводят испытание на ударный изгиб пакета с помощью копра с номинальной потенциальной энергией маятника 300 Дж, причем для изготовления пакета используют листы тонколистового стального проката с одинаковой толщиной и для снижения разброса значений ударной вязкости поверхность торца пакета со стороны удара копра подвергают механической зачистке заподлицо. Технический результат: возможность проведения испытания на ударную вязкость тонколистового стального проката толщиной от 0,4 до 3,5 мм при отрицательных температурах до минус 65°C. 5 ил.

Наверх