SU1147951A1

SU1147951A1 - Method of determination of material physical and mechanical properties

Info

Publication number: SU1147951A1
Application number: SU833641298A
Authority: SU
Inventors: Марк Соломонович Дрозд; Михаил Маркович Матлин
Original assignee: Волгоградский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт
Priority date: 1983-06-08
Filing date: 1983-06-08
Publication date: 1985-03-30

Abstract

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКО- МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛА,заключающийс в том, что при различньтх нагрузках внедр ют индентор в поверхность образца, измер ют глубину восстановленных отпечатков, определ ют динамический коэффициент твердости и физико-механические свойства материаЛа образца, о т л и ч а ю щ и йс тем, что, с целью определени модул нормальной упругости, вдавливают индентор до фиксированного уров н , составл ющего 5-15% от радиуса индентора, определ ют пластическую твердость и модуль нормальной упругости по формуле о f-iu2 Е --1 0.0A METHOD FOR DETERMINING THE PHYSICAL-MECHANICAL PROPERTIES OF THE MATERIAL, which consists in the fact that at various loads an indenter is introduced into the sample surface, the depth of the restored prints is measured, the dynamic coefficient of hardness and the physical and mechanical properties of the sample material are determined, about 50% and by the fact that, in order to determine the modulus of normal elasticity, push the indenter to a fixed level of 5–15% of the indenter radius, the plastic hardness and modulus of normal elasticity are determined by the formula about f-iu2 Е --1 0.0

Description

Изобретение относитс к механическим испытани м материалов.This invention relates to mechanical testing of materials.

Известен способ определени модул нормальной упругости материала Cl3, включающий упругое вдавливание двум последовательно прикладываемыми нагрузками шарикового индентора в материал исследуемой детали, измерение под нагрузкой сближени Индентора с поверхностью детали и определе/ние модул упругости по формуле где E,/A- модуль нормальной упругос и коэффициент Пуассона исследуемого материала; то же, материала индентора; R - радиус сферического индентора; d. - сближение индентора с повер ностью детали, соответствующее разности нагрузок Р и Рд. Недостатки этого способа - необходимость использовани индентора большого радиуса (R 100 мм) и необходимость производить нагружение несколько раз, при этом измер величину нагрузки. Наиболее близким к изобретению вл етс способ определени физико- механических свойств материала, заключающийс в том, что при различны нагрузках внедр ют индентор в повер ность образца, измер ют глубину вос становленных отпечатков, определ ют динамический коэффициент твердости и физико-механические свойства материала образца 2. Недостаток i указанного способа невозможность определени модул нормальной упругости. Цель изобретени - определение модул нормальной упругости. Цель достигаетс тем, что соглас но способу определени физико-механических свойств материала, заключающемус в том, что при различных нагрузках внедр ют индентор в повер ность образца, измер ют глубину вос становленных отпечатков, определ ют динамический коэффициент твердости и физико-механические свойства мате риала образца, вдавливают инденторA known method for determining the modulus of normal elasticity of a Cl3 material includes the elastic indentation of two successively applied loads of a ball indenter into the material of the test piece, measurement of the Indenter with the part surface under load, and the elastic modulus determined by the formula where E, / A is the normal modulus of elasticity and Poisson material under study; the same, indenter material; R is the radius of the spherical indenter; d. - rapprochement of the indenter with the surface of the part, corresponding to the difference in loads P and Pd. The disadvantages of this method are the need to use a large radius indenter (R 100 mm) and the need to perform loading several times, while measuring the magnitude of the load. The closest to the invention is a method for determining the physicomechanical properties of a material, which means that at different loads the indenter is inserted into the surface of the sample, the depth of the restored imprints is measured, the dynamic coefficient of hardness and the physicomechanical properties of the material of the sample 2 are determined The disadvantage i of this method is the impossibility of determining the modulus of normal elasticity. The purpose of the invention is to determine the modulus of normal elasticity. The goal is achieved by agreeing on the method of determining the physicomechanical properties of a material, which consists in introducing an indenter at different loads at the sample, measuring the depth of the restored prints, determining the dynamic coefficient of hardness and physicomechanical properties of the material sample, indent indent

до фиксированного уровн , составл ющего 5-15% от радиуса индентора, определ ют пластическую твердость и модуль нормальной упругости по формулеto a fixed level of 5–15% of the indenter radius, the plastic hardness and the modulus of normal elasticity are determined by the formula

1-(U1- (U

вat

AilidAilid

0+5CC+K)0 + 5CC + K)

IHD I где модуль нормальной упругости и коэффициент Пуассона ис .следуемого материала-, EJ,, |Хц-то же,материала индентора i R - радиус сферического инденс - фиксированный уровень вдавливани индентораi h - глубина остаточного отпечатка- , HD - пластическа твердость исследуемого материала; t - динамический коэффициент твердости, по которым суд т о физико-механических свойствах материала. Способ определени физико-механических свойств материала реализуетс следующим образом. Измер ют (согласно ГОСТ 18835-73) пластическую твердость НП материала образца, определ ют динамический коэффициент твердости (при статическом способе внедрени индентора он равен единице). Дл этого при двух различных нагрузках производ т внедрение сферического индентора сначала статическим, а затем динамическим способом и определ ют динамический коэффициент твердости по формуле . 1 г где h , h. - глубины восстановленных отпечатков после приложени первой и второй нагрузки статическим способом} hg-- то же, при динамическом способе. При этом начальна скорость индентора при динамическом внедрении должна быть та же, что и используема при определении модул нормальной упругости. 31U После этого производ т вдавливание сферического индентора с образованием остаточного от/гечатка, составл ющего 5-15% от радиуса индентора. Этот диапазон обусловлен тем, что в его пределах существует устойчива линейна зависимость между глубиной остаточного отпечатка и нагрузкой на индентор . Эта операци может быть проведена на любом твердомере (прессе) или с помощью ударного твердомера любого типа, в которых индентор снабжен кольцом, опирающимс на поверхность образца при заданном погружении индентора . Измер ют глубину остаточного отпечатка , например, с помощью индикатора часового типа и определ ют модуль нормальной упругости материала образца по формуле 14 При этом koэффициeнты Пуассона образцов материала и индентора могут быть определены по справочньм таблицам . Таким образом, данный способ позвол ет определ ть модуль нормальной упругости на готовых издели х без их разрушени , обеспечива при этом практически такую же точность, как у наиболее точного - резонансного способа , Способ может быть непосредственно использован в промыпленности с использованием существующих инденторов и нагружающих устройств. Кроме того, при вдавливании индентора не требуетс контролировать нагрузку, а необходимо обеспечить лишь вдавливание индентора до фиксированного уровн , ограниченного простым упором, например кольцом, установленные на инденторе.IHD I where the modulus of normal elasticity and Poisson's ratio of the material under study is, EJ ,, | Hz is the same, the indenter material i R is the radius of spherical indentation — the fixed level of indentation indentation i h is the depth of residual imprint-, HD is plastic hardness ; t is the dynamic coefficient of hardness by which the physical and mechanical properties of the material are judged. The method for determining the physicomechanical properties of a material is implemented as follows. The plastic hardness of the NP of the sample material is measured (according to GOST 18835-73), the dynamic coefficient of hardness is determined (with the static method of indentation it is equal to one). To do this, at two different loads, the spherical indenter is introduced first by a static and then by a dynamic method and the dynamic coefficient of hardness is determined by the formula. 1 g where h, h. - depths of the recovered prints after applying the first and second loads in a static way} hg - the same, with the dynamic method. In this case, the initial speed of the indenter during dynamic implementation should be the same as that used to determine the modulus of normal elasticity. 31U Thereafter, a spherical indenter is indented with the formation of a residual from / reject equal to 5-15% of the indenter radius. This range is due to the fact that within it there is a stable linear relationship between the depth of the residual indentation and the load on the indenter. This operation can be carried out on any hardness tester (press) or using a shock type hardness tester in which the indenter is provided with a ring supported on the surface of the sample for a given immersion of the indenter. The depth of the residual footprint is measured, for example, using a dial-type indicator and the modulus of the normal elasticity of the sample material is determined by formula 14. The Poisson ratios of the samples of the material and indenter can be determined from reference tables. Thus, this method allows to determine the modulus of normal elasticity on the finished products without destroying them, while providing almost the same accuracy as the most accurate - the resonant method. The method can be directly used in industry using existing indenters and loading devices . In addition, when the indenter is pushed in, it is not necessary to control the load, but it is only necessary to ensure that the indenter is pushed to a fixed level limited by a simple stop, for example a ring, mounted on the indenter.

Claims

THE METHOD FOR DETERMINING THE PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF THE MATERIAL, which consists in the fact that, at various loads, an indenter is embedded in the surface of the sample, the depth of the restored prints is measured, the dynamic coefficient of hardness and the physicomechanical properties of the material of the sample are determined, that, in order to determine the modulus of normal elasticity, the indenter is pressed down to a fixed level of 5-15% of the indenter radius, plastic hardness and normal elasticity modulus are determined by the formula, _

h 3 0.045- (0 + ¼) 4HD AND, R. ..

where E, ^ is the modulus of normal elasticity and the Poisson's ratio of the test material;

E „, - the same, indenter material;

; R '*'

- - HD

- radius of a spherical indenter - 2 torus -,

- a fixed level of indent-Qfj indenter flow;

- depth of the residual imprint;

- plastic hardness of the test material;

- dynamic coefficient of hardness, which is used to judge the physical and mechanical properties of the material.

Μ ζ © SI>

1 147951