Способ определения твердости материалов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и i) 532О39

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.05.?О (21) 1445196/28 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.10.76, Бюллетень ¹ 38

Дата опубликования описания 04.11.76 (51) М. Кл. - Сх 01N 3 54

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 620.178.158 (088.8) по делам изобретений и OTKpblTHH (72) Авторы изобретения

В. М. Баранов и Ю. В. Милосердин

Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-физический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТВЕРДОСТИ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к способам определения твердости материалов.

Известен способ определения твердости материалов, заключающийся в том, что в образце возбужда|отся колебания и по анализу спектра резонансных частот судят о твердости материала образца (1).

Недостатком известного способа является то, что он может быть применен только для тех материалов, для которых предварительно установлена корреляционная зависимость между твердостью и спектром резонансны.; частот.

Известен также способ определения твердости материалов, заключающийся в том, что в образец вдавливают заданным усилием индентор, возбуждают резонансные колебания последнего, регистрируют изменение резонансных свойств при вдавливании, по которому определяют площадь контакта индентора с образцом и соответствующее ей число твердости (2).

Недостатком известного способа является недостаточная точность определения твердости малых образцов при высоких температурах, т. к. при проведении испытаний на малых образцах при высоких температурах возможны погрешности измерения, обусловленные малыми размерами образца и тем, что стержень с пьезодатчиком находится в неоднородном поле температур из-за необходимости охлаждения пьезодатчика и прн высоких температурах физические свойства индентора меняются, поэтому невозможно контролировать изменение физических свойств индентора.

Способ реализуется следующим образом.

Исследуемый образец устанавливается на опоре таким образом, что контакт образца с

1р поверхностью опоры осуществляется в узловых точках колебаний образца. Например, при использозании образца в виде тонкой круглой пластинки колебания на второй резонансной частоте характеризуются наличием узловой

15 окружности с диаметром, составляющим

0,68 от диаметра образца. В образце возбуждают резонансные колебания, затем в последний вдагливают индентор. Имеющее место изменение резонансных свойств образца при вдавливании обусловлено изменением глубины проникновения стержня — нндентора в образецц.

Площадь контакта твердого нндентора с образцом в виде кру«слой пластинки, завися25 щая от изменения резонансной частоты при вдавливании, определяется по формуле:

15 rr (Ю ) ) 4 )

30 (,>4

532039 вз =-1, 3 — — О ll 3—

Составитель Г. Коновалова

Техред 3. Тараненко

Корректор Н. Аук

Редактор Н. Аристова

Заказ 2354 3 Изд. М 1700 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ?К-35, Раугискан наб., д. 4)5

Типографии, пр. Сапунова, 2 где о) — функция, характеризующая распределение амплитуд колебаний по поверхности образца; р — плотность материала образца;

Š— модуль упругости 1 рода материала образца;

p — коэффициент Пуассона материала образца;

h — толщина образца;

fo — резонансная частота образца до ьоздействия индентора;

Af — изменение резонансной частоты при вдавливании индентора;

Eo — модуль упругости 1 рода материала индентора;

po — коэффициент Пуассона материал а индентора; / Я <о2ДЯ

$ — площадь одной плоской стороны образца;.4 и 7в — функции Бесселя нулевого порядка;

r — расстояние точки на поверхности образца от его оси; а — радиус образца.

Формула изобретения

Способ определения твердости материалов, заключающийся в том, что в образец вдавливают заданным усилием индентор, возбуждают резонансные колебания, регистрируют

10 изменение резонансных свойств при вдавливании, по которому определяют площадь контакта индентора с образцом и соответствующее ей число твердости, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности опре15 деления твердости малых образцов при высоких температурах, регистрируют изменение резонансных свойств образца.

Источники информации, принятые во внима20 ние при экспертизе:

1. Лвт. св. № 167057, М. Кл. G 01N 3/40 от

18.02.63 г.

2. Патент СШЛ № 3153338, кл. 73 — 671 от

20.10.64 г.