способ определения начала разрушения

Формула изобретения

Способ определения начала разрушения, заключающийся в том, что деформируют образец материала и регистрируют момент начала разрушения, отличающийся тем, что регистрируют максимальную температуру на рабочем участке образца материала, строят графическую зависимость изменения максимальной температуры от степени деформации, а момент начала разрушения устанавливают по понижению температуры образца материала на стадии предразрушения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для установления предельного состояния материала по началу разрушения.

Известен способ определения начала разрушения материалов, близкий к изобретению по технической сущности и достигаемому положительному эффекту, заключающийся в деформировании образца материала и регистрации момента начала разрушения, соответствующего образованию зародышевой трещины при слиянии пор, наблюдаемой на шлифе после травления [Пежина (Р. Perzyna). Моделирование закритического поведения и разрушения диссипативного твердого тела /Труды американского общества инженеров-механиков. Теоретические основы. 1984. Т. 106. №4. С.107-117 (прототип)].

Недостатком известного способа является трудоемкость в определении начала разрушения по шлифам.

Целью предложенного способа является снижение трудоемкости.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе определения начала разрушения, заключающемся в деформировании образца материала и регистрации момента начала разрушения, согласно изобретению регистрируют максимальную температуру на рабочем участке образца материала, строят графическую зависимость изменения максимальной температуры от степени деформации, а момент начала разрушения устанавливают по понижению температуры образца материала на стадии предразрушения.

Заявляемое техническое решение обеспечивает регистрацию изменения температуры на локальном участке образца материала.

Способ осуществляется следующим образом.

Образец материала устанавливают в захватах разрывной машины. Образец деформируют, регистрируют изменение усилия и максимальной температуры образца материала на рабочем участке. Момент начала разрушения устанавливают по понижению температуры образца материала.

Пример.

На одноосное растяжение испытывались пропорциональные плоские образцы типа I (ГОСТ 1497-84) из низколегированной стали 18Г2С с размером рабочей части 65152,4 мм. В качестве приемника теплового излучения использовался тепловизор “Termovision 550” фирмы “Agema” с точностью определения температуры 0,1 К. Изменение температуры образца также регистрировали с помощью медьконстантановых термопар с использованием измерительно-вычислительного комплекса "Hewlett-Packard 3497А", при этом обеспечивалось определение температуры с точностью 0,05К. В качестве нагружающего устройства использовали разрывную машину "Instron 1195", скорость нагружения - 8,310^-5 мс^-1.

В процессе нагружения следили за изменением максимальной температуры с локального участка образца. Строили диаграмму деформирования и график зависимости изменения максимальной температуры образца T от степени деформации. На начальной, упругой стадии I деформирования образца температура образца понижается (на чертеже представлены графики зависимости "-" - кривая 1 и "T-" - кривая 2). На площадке текучести материала (область II) наблюдалось повышение температуры. В момент изменения температуры образца материала на границе упругопластического перехода напряжение в образце составляло 413,6 МПа, что соответствовало пределу текучести стали 18Г2С. В начале участка III (упрочнения) наблюдается некоторая стабилизация температуры. С дальнейшим ростом усилия температура образца вновь повышается. На границе участков III и IV (потеря устойчивости пластической деформации) наблюдается существенное повышение температуры. Пластические деформации концентрируются в локальной зоне, образуя "шейку". На стадии предразрушения наблюдалось понижение температуры. Кратковременное понижение температуры в зоне локализации пластических деформаций наблюдается в закритической стадии деформирования материала (точка F" на кривой 2). Снижение температуры предшествует полному разрушению образца. Данное явление в случае вязкого разрушения упругопластического материала служит признаком начала разрушения - образования зародышевой трещины. При разрыве образца происходит резкий скачок температуры (на чертеже не указано).

Таким образом, эксперименты по деформированию образца показали, что начало разрушения можно определить по понижению температуры образца.