способ испытания материалов на термостойкость

Формула изобретения

Способ испытания материалов на термостойкость, заключающийся в том, что поверхность испытываемого образца материала подвергают циклическому тепловому воздействию, включающему нагрев и последующее охлаждение, а также производят контроль поверхности испытываемого образца материала, а о термостойкости материала судят по количеству циклов теплового воздействия до появления трещин на упомянутой поверхности, отличающийся тем, что после охлаждения с поверхности образца материала периодически снимают слой материала толщиной, соответствующей интенсивности изнашивания материала в процессе эксплуатации, а контроль поверхности испытываемого образца материала осуществляют после снятия слоя материала с поверхности образца через заданное количество циклов теплового воздействия или после каждого цикла.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам испытания материалов на термостойкость.

Аналогом изобретения является способ испытания материалов из термостойкость, заключающийся в том, что образцы материала подвергают ряду последовательных теплосмен, периодически производят контроль образцов, а о термостойкости судят по количеству циклов до появления трещин в образце (авт. св. СССР N 1345097, кл. G 01 N 3/60; авт. св. СССР N 1645883, кл. G 01 N 3/60; авт. св. СССР N 1696966, кл. G 01 N 3/60). Существенные признаки аналога: "способ испытания материалов на термостойкость", "производят контроль образцов", "о термостойкости материала судят по количеству циклов до появления трещин в образце" совпадают с существенными признаками изобретения.

Недостатком аналога является малая достоверность оценки термостойкости материалов, работающих в условиях одностороннего поверхностного нагрева, обусловленная недостаточно точным воспроизведением характеристик нагрева материала.

Прототипом изобретения является способ оценки термостойкости, заключающийся в том, что поверхность образца подвергают циклическому тепловому воздействию, включающему нагрев поверхности и последующее охлаждение, а о термостойкости судят по количеству циклов теплосмен до появления в материале трещин (авт. св. СССР N 1704024, кл. G 01 N 3/60,), существенные признаки прототипа "поверхность образца подвергают циклическому тепловому воздействию, включающему нагрев и последующее охлаждение", "о термостойкости судят по количеству циклов теплосмен до появления трещин на поверхности образца" совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком прототипа является малая достоверность оценки термостойкости материалов, обусловленная недостаточно точным воспроизведением условий эксплуатации, а именно отсутствием воспроизведения съема материала с поверхности.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение достоверности определения термостойкости материала путем учета влияния поверхностного съема материала.

Для достижения указанного технического результата поверхность испытываемого образца материала подвергают циклическому тепловому воздействию, включающему нагрев и последующее охлаждение, а также производят контроль поверхности испытываемого образца. При этом после охлаждения с поверхности образца материала периодически снимают слой материала толщиной, соответствующей интенсивности изнашивания материала в процессе эксплуатации. Контроль поверхности испытываемого образца материала осуществляют после снятия слоя материала с поверхности образца через заданное количество теплового воздействия или после каждого пика. О термостойкости материала судят по количеству циклов теплового воздействия до появления трещин на поверхности испытываемого образца материала. Существенные признаки изобретения "после охлаждения с поверхности образца материала периодически снимают слой материала толщиной, соответствующей интенсивности изнашивания материала в процессе эксплуатации, а контроль поверхности испытываемого образца материала осуществляют после снятия слоя материала с поверхности образца через заданное количество циклов теплового воздействия или после каждого цикла" являются отличительными от признаков прототипа.

На чертеже представлена схема установки реализации способа.

Образец материала 1 помещают на участок контроля, где производится контроль поверхности образца, например визуальный, и регистрируется начало отсчета циклов испытания. Затем с помощью транспортирующего органа 2 образец попадает в зону нагрева, где посредством поверхностного нагревателя 3 (например, нагревателя сопротивления, газовой горелки, лазерного или инфракрасного излучателя) образец нагревают до заданной температуры с заданной скоростью. После нагрева образец перемещается в зону охлаждения, где он охлаждается до заданной температуры, например, путем обдува сжатым воздухом через сопло 4. Затем образец перемещается под шлифовальную головку 5 (имитатор износа), где с поверхности образца снимается слой материала заданной толщины, соответствующей интенсивности изнашивания материала в условиях эксплуатации. Затем образец возвращается на участок контроля. После этого цикл испытания повторяется. Контроль поверхности образца осуществляется через заданное количество циклов или после каждого цикла испытаний одним из известных методов контроля, например визуальным. Оценка термостойкости осуществляется по количеству циклов до появления трещин термического растрескивания.

Под действием температурной нагрузки на поверхности материала образуются термические микротрещины, скорость роста которых определяется интенсивностью температурной нагрузки, а также механическими и теплофизическими свойствами материала. Съем материала с нагружаемой поверхностью оказывает существенное влияние на процесс образования и развития микротрещин. Если интенсивность изнашивания поверхности материала превышает скорость роста трещин, то трещины на поверхности не развиваются и вследствие износа могут исчезнуть с поверхности. Если интенсивность изнашивания меньше скорости роста трещин, то образующиеся на поверхности трещины растут и развиваются вглубь материала.

Таким образом предложенный способ, позволяющий производить испытания материалов на термостойкость при температурном режиме и интенсивности съема материала с поверхности, соответствующими условиями эксплуатации, способствует более точному прогнозированию поведения материала в процессе эксплуатации.