Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при определении механических свойств металла изделий, например, из аустенитных и аустенитно-ферритных сталей. The invention relates to testing equipment and can be used to determine the mechanical properties of metal products, for example, from austenitic and austenitic-ferritic steels.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ определения начальной пластической деформации, возникающей при вдавливании прозрачного сферического индентора, основанный на оптическом контроле наличия начального остаточного отпечатка на контролируемой поверхности. (См. М.П. Марковец. Определение механических свойств металлов по твердости. - М.: Машиностроение. - 1979. -С. 159 - 161). Closest to the proposed technical essence is a method for determining the initial plastic deformation that occurs when a transparent spherical indenter is pressed in, based on the optical control of the presence of the initial residual imprint on the surface being monitored. (See MP Markovets. Determination of the mechanical properties of metals by hardness. - M.: Mechanical Engineering. - 1979. - S. 159 - 161).
Недостатком этого способа является возможность наблюдения за отпечатком только с поверхности, в то время как известно, что при контактном взаимодействии сферического тела с плоской или криволинейной поверхности максимальное напряжение, а следовательно, и начальная пластическая деформация, возникают под поверхностью, поэтому последняя не может быть обнаружена оптическим методом. The disadvantage of this method is the possibility of observing the fingerprint only from the surface, while it is known that in the contact interaction of a spherical body with a flat or curved surface, the maximum stress, and therefore the initial plastic deformation, arise under the surface, so the latter cannot be detected optical method.
Предлагается способ определения начальной пластической деформации при вдавливании индентора, основанный на контроле возникновения указанной деформации, в котором в процессе вдавливания индентора в контролируемый металл осуществляют намагничивание и измерение локальной намагниченности металла в зоне отпечатка, устанавливают зависимость усилие вдавливания - намагниченность, при этом процесс вдавливания и разгрузки периодически повторяют с увеличением максимального значения усилия вдавливания до момента возникновения остаточной намагниченности после разгрузки индентора, который и принимают за момент возникновения начальной пластической деформации. Момент возникновения начальной пластической деформации может быть установлен также путем однократного вдавливания по изменению хода зависимости усилие вдавливания - намагниченность. A method is proposed for determining the initial plastic deformation during indenter indentation, based on controlling the occurrence of said deformation, in which, during indenter indentation into a controlled metal, the magnetization and measurement of the local magnetization of the metal in the imprint zone are carried out, the indentation force - magnetization is established, and the indentation and unloading process periodically repeated with an increase in the maximum value of the indentation force until the residual amagnichennosti after unloading of the indenter, which is taken as the time of the initial plastic deformation. The moment of occurrence of the initial plastic deformation can also be established by a single indentation by changing the course of the dependence of the indentation force - magnetization.
Предложенный способ позволяет выявлять возникновение пластической деформации под поверхностью металла, где начинается ее зарождение, что существенно повышает точность определения механических свойств металла с использованием метода вдавливания индентора. The proposed method allows to detect the occurrence of plastic deformation under the surface of the metal, where it begins to nucleate, which significantly increases the accuracy of determining the mechanical properties of the metal using the indenter indentation method.
Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.
Индентор снабжают намагничивающей и измерительной обмотками. Осуществляют последовательно вдавливание индентора и разгрузку с увеличением максимального усилия вдавливания. При этом одновременно осуществляют намагничивание и измерение локальной намагниченности металла в зоне отпечатка, устанавливают зависимость усилие вдавливания - намагниченность. Процесс вдавливания и разгрузки повторяют до тех пор, пока при разгрузке не появится остаточная намагниченность, что является признаком возникновения начальной пластической деформации. Момент возникновения начальной пластической деформации при вдавливании можно также определить по ходу зависимости усилие вдавливания - намагниченность. В этом случае достаточно однократного нагружения индентора до появления изменения хода указанной зависимости. The indenter is provided with magnetizing and measuring windings. The indenter is pressed in and out sequentially with an increase in the maximum indentation force. At the same time, magnetization and measurement of the local magnetization of the metal in the imprint zone are simultaneously carried out, the indentation force - magnetization dependence is established. The process of indentation and unloading is repeated until the residual magnetization appears during unloading, which is a sign of the initial plastic deformation. The moment of occurrence of the initial plastic deformation during indentation can also be determined from the dependence of the indentation force — magnetization. In this case, a single loading of the indenter is sufficient until a change in the course of the indicated dependence appears.
Использование описанного способа позволяет существенно повысить точность определения модуля упругости E и предела пропорциональности, а также построения диаграммы вдавливания в упругой области и в области малых пластических деформаций. Using the described method allows to significantly increase the accuracy of determining the elastic modulus E and the proportionality limit, as well as constructing an indentation diagram in the elastic region and in the region of small plastic strains.