RU1803772C

RU1803772C - Способ механических испытаний двухфазного материала

Info

Publication number: RU1803772C
Application number: SU904890820A
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Иванович Князев; Григорий Григорьевич Травушкин; Юрий Анатольевич Абрамов; Дмитрий Ростиславович Кутырев
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт тугоплавких металлов и твердых сплавов
Priority date: 1990-10-15
Filing date: 1990-10-15
Publication date: 1993-03-23

Abstract

Изобретение относитс к области исследовани и анализа материалов путем определени их физико-механических свойств. Цель изобретени - повышение информативности при испытани х двухфазных материалов с однородным распределением компонент и разными модул ми упругости материала фаз путем определени объемной концентрации фаз непосредственно в процессе механических испытаний. При осуществлении способа изготовл ют образцы испытуемого материала из материала одной из фаз и определ ют их модули упругости. Новизна способа состоит в том, что дополнительно изготовл ют образец из материала второй фазы, измер ют его модуль упругости и пористость трех образцов в идентичных услови х и наход т объемную концентрацию фаз из математического выражени . Использование способа позвол ет получить комплекс механических /характеристик материала в совокупности с его составом во врем и в услови х испытаний . 1 табл., 1 ил. ел с

Description

Способ механических испытаний двухфазного материала относитс к области из- мерительной техники и может быть использован, например в порошковой металлургии ..

Целью изобретени вл етс повышение информативности при испытании двухфазных материалов с однородным распределением компонент и разными модул ми упругости материала фаз путем определени объемной концентрации фаз непосредственно в процессе механических испытаний.

На чертеже представлена зависимость модулей упругости двухфазных материалов с одинаковой пористостью от объемной концентрации фаз с меньшим (а) и большим (б) модул ми упругости соответственно. Линейна зависимость модулей упругости двухфазных материалов от объемной концентрации фаз (см. чертеж) позвол ет составить пропорции, включающие модули упругости двухфазного материала, исход- .ных компонент и их объемные концентрации , а именно

Еб-Ej Ёб - Ем

EI - Ем Еб -Ем

См 1

ЈЈ- 1

0)

(2)

где См и Сб - объемные концентрации фаз с меньшим и большим модул ми упругости соответственно;

EJ, Ем и Еб модули упругости двухфазного материала и однофазных компонент

00

о ы

Ч

VI ю

материала с одинаковой пористостью соответственно .

Дл осуществлени способа изготавливают одного форморазмера образцы двухфазного материала и его однофазных .компонент. Подготовленные дл испытани образцы используют дл определени одним из известных способов пористости и модулей упругости и по предложенным математическим выражени м рассчитывают объемное содержание каждой фазы в двухфазном материале.

Пример. Дл проведени механических испытаний были изготовлены образцы из двух сплавов и их однофазных компонент . В соответствии с технологией порошковой металлургии дл первой партии образцов были вз ты порошки карбида вольфрама (WC) и кобальта (Со), приготовлена шихта и получены образцы из однофазных компонент WC и Со и сплава WC-Co; дл второй партии - порошки оксида алюмини /МаОз и карбида титана TICo,97, из которых приготовили промышленный сплав ВОК-71 (20 вес.% TIC и образцы из и TiCo.97. Модули упругости определ ли статическим методом по диаграмме деформировани при испытании на сжатие. Дл этого использовали образцы ф 10x40 мм. На образцы из WC, и TIC и сплава ВЛК - 71 устанавливали тензодатчики, на остальные тензометр с базой измерени 10 мм. Испытани проводили в соответствии с ГОСТ 25503-80 Методы испытани на сжатие на машине УМЭ-10ГМ при скорости перемещени активного захвата 0,05 мм/мин. Запись диаграммы деформировани осуществл ли в случае применени тензометра на диаграммном аппарате. При использовании тен- зодатчикз нагрузку фиксировали по силовой шкале машины, а деформацию - при помощи прибора СИД-1. Модуль упругости находили по закону Гука.

Поскольку очень трудно изготовить образцы из разных материалов с одинаковой пористостью, то дл определени состава двухфазных материалов с реальной пористостью , измеренные модули упругости нормировали на одинаковую пористость по формуле Рышкевича

Е0 Еисп ехр4р,,(3)

где Ео, Еисп - соответственно модули упругости плотного и испытуемого материалов;

р - пористость образца. Затем по формулам (1) или (2), использу (3), находили объемные концентрации фаз, т.е. состав материала.

Все данные по услови м и результатам механических испытаний, а также по рентгеновскому фазовому анализу (дл сравнени ) сведены в таблицу. Как видно, расхождени по составу (массовому), определенному предлагаемым и известным способами не превышает 2%. Следует отметить, что при использовании динамических методов определени модулей упруго

сти погрешность определени состава может быть уменьшена в 2-3 раза.

Использование предлагаемого способа механических испытаний двухфазных матб- риалов обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества:

а) полезность определени фазового состава во врем и в услови х (облучение, диссоциаци и т.д.) механических испытаний по ГОСТу очевидно, поскольку способ прост в исполнении и широкодоступен (установок дл механических испытаний в стране значительно больше, чем рентгеновских приборов и лабораторий дл химического анализа), выполн етс достаточно быстро - при динамических методах нагружени необходима только частота резонансных колебаний или скорость распространени звука,

при статических методах - необходима только упруга часть диаграммы деформировани . Во втором случае можно получить обширную информацию по спектру механических свойств (прочность, пластичность,

деформаци , модули упругости и т.д.) одновременно е фазовым составом. Погрешность определени состава предлагаемым способом не превышает ±2%.

б) одинаковые услови определени со- става и механических свойств делают эти данные весомыми и представительными. Особенно важно это, например, ъ услови х проведени радиационных испытаний или высокотемпературной диссоциации материала, когда не представл етс возможным применить ни рентгеновский, ни химический методы анализа состава.

Таким образом, предлагаемый способ повышает информативность при механических испытани х по ГОСТ Двухфазных материалов с гомогенным распределением компонент и разными модул ми упругости

материала фаз, обеспечива возможность установлени взаимооднозначного соответстви характеристик их механических свойств и фазового состава и исключа при этом необходимость применени дополнительных средств.

Claims

Формула изобретени

Способ механических испытаний двухфазного материала, по которому изготавливают образцы из испытуемого материала и из материала одной из фаз и определ ют их модули упругости, отличающийс тем, что, с целью повышени информативности при испытании материалов с однородным распределением компонент и разными модул ми упругости материала фаз путем определени объемной концентрации фаз непосредственно в процессе механических испытаний, изготавливают дополнительно образец из материала второй фазы, измер ют его модуль упругости и пористость всех образцов, а объемную концентрацию фаз определ ют из соотношени

г - Еб-Е,

См Ее - Ем И

Сб

EI-EM

Ее - Ем

1 -См.

где См и Сб - объемна концентраци фаз с меньшим и большим модул ми упругости соответственно;

Е, Ем и Ее - модули упругости с одинаковой пористостью соответственно.

Материал, услови и результаты испытаний, сравнение состава предлагаемым и рентгеновским способами

Продолжение таблицы