RU2086947C1 - Способ определения предела текучести материалов - Google Patents
Способ определения предела текучести материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2086947C1 RU2086947C1 RU93018860A RU93018860A RU2086947C1 RU 2086947 C1 RU2086947 C1 RU 2086947C1 RU 93018860 A RU93018860 A RU 93018860A RU 93018860 A RU93018860 A RU 93018860A RU 2086947 C1 RU2086947 C1 RU 2086947C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- load
- diameter
- yield strength
- center
- test material
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Сущность изобретения: испытуемый материал нагружают посредством сферического индентора диаметром D, после снятия нагрузки P измеряют параметры отпечатка, при этом используют материал с коэффициентом Пуассона μ2 , величину нагрузки используют в диапазоне, соответствующем измерению твердости, перед определением предела текучести определяют контактный модуль упрочнения испытуемого материала и интенсивность деформации εi,o в центре отпечатка из соотношения , а предел текучести σ0,2 определяют с учетом интенсивности деформации в центре отпечатка из соотношения где σ0,2 - предел текучести испытуемого материала; εi,o - интенсивность деформации в центре отпечатка; P - нагрузка на индентор; d - диаметр остаточного отпечатка; D - диаметр сферического индентора; μ2 - коэффициент Пуассона испытуемого материала; H - контактный модуль упрочнения испытуемого материала; b - коэффициент, зависящий от химического состава испытуемого материала. 1 табл.
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для оперативного контроля предела текучести материалов.
Известен способ определения предела стальных материалов (1), заключающийся в том, что в поверхность стального образца вдавливается сферический индентор нагрузкой, при которой диаметр dH невосстановленного отпечатка составляет 0,09 диаметра D индентора, что соответствует общей деформации в отпечатке 0,2 определяют твердость на передаче текучести испытуемого материала и определяют условный предел текучести по формуле
σ0,2= 0,5•H , (1)
где H0,2 твердость испытуемого материала на пределе текучести.
σ0,2= 0,5•H
где H0,2 твердость испытуемого материала на пределе текучести.
Недостатком данного способа является то, что перед каждым определением значения предела текучести необходимо вначале экспериментально подобрать (путем пробного многократного вдавливания индентора) такую нагрузку на индентор, при которой dH=0,09 D; при этом очевидно, что точно подобрать такую величину нагрузки весьма затруднительно, что существенно снижает точность способа. Кроме того, недостатком этого способа является то, что он пригоден лишь для одной группы материалов, а именно сталей.
Наиболее близким по технической сущности является способ определения условного предела текучести материалов (2), заключающийся в том, что в поверхность стального образца вдавливают сферический индентор под нагрузкой при заранее заданной остаточной относительно деформации 0,4.0,7% в образующейся лунке, близкой к деформации (0,2%), соответствующей условному пределу текучести стали, замеряют диаметр отпечатка после снятия нагрузки и рассчитывают величину условного предела текучести по формуле
Р нагрузка; D диаметр индентора; t глубина невосстановленного отпечатка; равная d диаметр отпечатка; E -модуль упругости; c и d - коэффициенты, определяемые экспериментально.
Р нагрузка; D диаметр индентора; t глубина невосстановленного отпечатка; равная d диаметр отпечатка; E -модуль упругости; c и d - коэффициенты, определяемые экспериментально.
Недостатком данного способа является то, что здесь также необходимо предварительно подобрать нагрузку, при которой деформация в лунке составит 0,4.0,7% Недостатком способа является и то, что он пригоден лишь для материалов из стали.
Сущность изобретения заключается в том, что испытуемый материал нагружают посредством сферического индентора диаметром D, после снятия нагрузки P измеряют параметры отпечатка и определяют предел текучести испытуемого материала, при этом используют материал с заданным коэффициентом Пуассона μ2 величину нагрузки используют в диапазоне, соответствующем измерению твердости, перед определением предела текучести определяют контактный модуль упрочнения испытуемого материала и интенсивность деформации εi,o в центре отпечатка из соотношения
а предел текучести σ0,2 определяют с учетом интенсивности деформации в центре отпечатка из соотношения
где
σ0,2 предел текучести испытуемого материала;
εi,o интенсивность деформации в центре отпечатка;
P нагрузка на индентор;
d диаметр остаточного отпечатка;
D диаметр сферического индентора;
μ2 коэффициент Пуассона испытуемого материала;
H контактный модуль упрочнения испытуемого материала;
b коэффициент, зависящий от химического состава испытуемого материала.
а предел текучести σ0,2 определяют с учетом интенсивности деформации в центре отпечатка из соотношения
где
σ0,2 предел текучести испытуемого материала;
εi,o интенсивность деформации в центре отпечатка;
P нагрузка на индентор;
d диаметр остаточного отпечатка;
D диаметр сферического индентора;
μ2 коэффициент Пуассона испытуемого материала;
H контактный модуль упрочнения испытуемого материала;
b коэффициент, зависящий от химического состава испытуемого материала.
Способ определения предела текучести испытуемого материала реализуется следующим образом.
В испытуемый материал с заданным коэффициентом Пуассона μ2 вдавливают сферический индентор нагрузкой в диапазоне, соответствующем измерению твердости. Диапазон нагрузки может быть выбран, например, согласно ГОСТ 9012-59 "Металлы. Методы испытаний. Измерение твердости по Бринеллю": нагрузка может достичь 29430 H, при этом диаметры отпечатков должны находится в пределах 0,2. 0,6 от диаметра индентора. Широкий диапазон нагрузок на индентор позволяет применять различные нагружающие устройства: пресс Бринелля, разрывные машины, ручные винтовые прессы и т. п.
Измеряют диаметр d остаточного отпечатка. Эту операцию можно выполнить с помощью инструментального микроскопа (например, типа МИМ-2), переносного микроскопа Бринелля типа МПБ-3 и т. п.
По зависимости (3) определяют интенсивность деформации в центре отпечатка εi,o
Измеряют контактный модуль H упрочнения испытуемого материала. При этом имеют в виду, что в диапазоне используемых в предлагаемом способе нагрузок и диаметров остаточных отпечатков значение модуля H численно равно значению пластической твердости HD испытуемого материала, которую определяют согласно ГОСТ 18835-73 "Металлы. Метод измерения пластической твердости".
Измеряют контактный модуль H упрочнения испытуемого материала. При этом имеют в виду, что в диапазоне используемых в предлагаемом способе нагрузок и диаметров остаточных отпечатков значение модуля H численно равно значению пластической твердости HD испытуемого материала, которую определяют согласно ГОСТ 18835-73 "Металлы. Метод измерения пластической твердости".
С учетом величин интенсивности деформации εi,o в центре отпечатка, нагрузки P, диаметра остаточного отпечатка d, контактного модуля H упрочнения испытуемого материала и коэффициента Пуассона μ2 определяют предел текучести σ0,2 испытуемого материала по формуле (4)
где дополнительно
b коэффициент, зависящий от химического состава испытуемого материала; как показали исследования, для конструкционных сталей, титана, дюралюминия b=245 МПа.
где дополнительно
b коэффициент, зависящий от химического состава испытуемого материала; как показали исследования, для конструкционных сталей, титана, дюралюминия b=245 МПа.
Пример. Проведена экспериментальная проверка предложенного способа.
Определение предела текучести проводили на образцах, изготовленных из сталей различного уровня прочности и твердости, а также из титана ОТ4 и дюралюминия DI6. Индентор был изготовлен из стали ШХ-15 (с твердостью HV > 8500 МПа) и имел диаметры 5, 10, 20 мм. Коэффициенты Пуассона испытуемых материалов: сталей 0,28; титана 0,32; дюралюминия 0,33.
Внедрение индентора осуществляли с помощью пресса Бринелля. Нагрузку на индентор варьировали в пределах 1839-29430 H, что соответствует полному диапазону нагрузок пресса Бринелля.
Диаметр остаточного отпечатка измеряли с помощью инструментального микроскопа МИМ-2 с ценой деления 0,005 мм.
Учитывая, что в диапазоне диаметров d остаточного отпечатка (0,2.0,6) D величины контактного модуля H упрочнения материала численно равны пластической твердости HD, измерение контактного модуля H упрочнения материала выполняли согласно ГОСТ 18835-73 "Металлы. Метод измерения пластической твердости".
Интенсивность деформации в центре отпечатка для каждого испытания определяли и выражения (3).
Предел текучести испытуемых материалов определяли по формуле (4).
Результаты определения диаметров d остаточных отпечатков, контактного модуля H упрочнения, интенсивности деформации εi,o в центре отпечатка и предела текучести σ0,2 представлены в таблице. В таблице приведены и значения предела текучести σ0,2,э определенные по ГОСТ 1497-84 "Металлы. Методы испытания на растяжение", принятому в качестве эталонного способа. Как видно из таблицы, в подавляющем большинстве испытаний погрешность определения предела текучести предлагаемым способом не превышает ± 5 и имеет характер случайного двустороннего разброса.
Результаты экспериментальной проверки свидетельствуют о пригодности способа для практического использования. Способ можно использовать в широком диапазоне нагрузок и диаметров индентора. Способ реализуется с помощью широко распространенных прессов типа Бринелля, разрывных машин и т. п. и может быть осуществлен в условиях заводских лабораторий.
Claims (1)
- Способ определения предела текучести материала, заключающийся в том, что испытуемый материал нагружают посредством сферического индентора диаметром D, после снятия нагрузки Р измеряют параметры отпечатка и определяют предел текучести испытуемого материала, отличающийся тем, что величину нагрузки используют в диапазоне, соответствующем измерению твердости, перед определением предела текучести определяют контактный модуль упрочнения H испытуемого материала и интенсивность деформации εi,o в центре отпечатка из соотношения
а предел текучести σ0,2 определяют с учетом интенсивности деформации в центре отпечатка из соотношения
где d диаметр остаточного отпечатка;
b коэффициент, зависящий от химического состава испытуемого материала;
μ2- коэффициент Пуассона исследуемого материала.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93018860A RU2086947C1 (ru) | 1993-04-12 | 1993-04-12 | Способ определения предела текучести материалов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93018860A RU2086947C1 (ru) | 1993-04-12 | 1993-04-12 | Способ определения предела текучести материалов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93018860A RU93018860A (ru) | 1996-12-20 |
RU2086947C1 true RU2086947C1 (ru) | 1997-08-10 |
Family
ID=20140157
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93018860A RU2086947C1 (ru) | 1993-04-12 | 1993-04-12 | Способ определения предела текучести материалов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2086947C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2610936C1 (ru) * | 2015-12-11 | 2017-02-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Способ определения интенсивности деформаций и напряжений в локальных зонах пластически деформированного материала |
RU2756378C1 (ru) * | 2021-03-16 | 2021-09-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Способ определения предела текучести материала детали при изгибе |
RU2756376C1 (ru) * | 2021-03-16 | 2021-09-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Способ определения предела текучести материала при смятии |
RU2765342C1 (ru) * | 2021-04-14 | 2022-01-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Способ определения предела текучести материала цилиндрической детали при кручении |
-
1993
- 1993-04-12 RU RU93018860A patent/RU2086947C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Марковец М.П. Определение механических свойств металлов по твердости. - М.:Машиностроение, 1979, с.63-67. 2. Авторское свидетельство СССР N 684382, кл.G 01 N 3/00, 1979. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2610936C1 (ru) * | 2015-12-11 | 2017-02-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Способ определения интенсивности деформаций и напряжений в локальных зонах пластически деформированного материала |
RU2756378C1 (ru) * | 2021-03-16 | 2021-09-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Способ определения предела текучести материала детали при изгибе |
RU2756376C1 (ru) * | 2021-03-16 | 2021-09-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Способ определения предела текучести материала при смятии |
RU2765342C1 (ru) * | 2021-04-14 | 2022-01-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Способ определения предела текучести материала цилиндрической детали при кручении |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE10005301A1 (de) | Multi-Schritt-Kinetik molekularer Interaktionen als analytisches Mess- und Auswerte-Verfahren | |
RU2086947C1 (ru) | Способ определения предела текучести материалов | |
RU2079832C1 (ru) | Способ определения предела текучести материалов | |
CN111982635A (zh) | 一种材料内部夹杂的弹性模量测定方法 | |
RU2756376C1 (ru) | Способ определения предела текучести материала при смятии | |
SU1370444A1 (ru) | Способ определени напр жений в изделии | |
RU2011182C1 (ru) | Способ определения предела прочности материала | |
RU96113153A (ru) | Способ определения предела контактной выносливости материала | |
RU93018860A (ru) | Способ определения предела текучести материалов | |
RU2066859C1 (ru) | Способ определения механических свойств материала | |
Curry | The detection and measurement of crack growth during ductile fracture | |
RU2756378C1 (ru) | Способ определения предела текучести материала детали при изгибе | |
JPH11230875A (ja) | 微小バネ定数測定装置およびバネ定数の測定方法 | |
RU2082146C1 (ru) | Способ определения предела выносливости металлических материалов | |
RU2721314C1 (ru) | Способ определения относительного сужения после разрыва | |
RU2085902C1 (ru) | Способ оценки пластичности упрочненного металла | |
KR20020061013A (ko) | 연속압입시험을 이용한 가공경화지수 및 응력계수 결정방법 | |
Berriche et al. | Evaluation of the elastic and plastic properties of Si3N4 by depth sensing indentation | |
Johnson | Modelling the indentation hardness of solids | |
SU909625A2 (ru) | Способ определени механических свойств эластичных материалов | |
SU1693439A1 (ru) | Способ определени в зкости разрушени материала | |
ZHOU | Development and application of an advanced ductile fracture mechanics methodology(Ph. D. Thesis) | |
SU1649377A1 (ru) | Способ определени твердости | |
Adhihetty et al. | Thin film mechanical properties through nano-indentation | |
SU807122A1 (ru) | Способ испытани на прочностьпРизМАТичЕСКиХ ОбРАзцОВ |