SU1165923A1

SU1165923A1 - Method of determining crack resistance of brittle materials

Info

Publication number: SU1165923A1
Application number: SU843686978A
Authority: SU
Inventors: Всеволод Александрович Фальковский; Марина Владимировна Куралина; Юрий Евгеньевич Тябликов; Григорий Григорьевич Травушкин; Анатолий Андреевич Синицын
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт тугоплавких металлов и твердых сплавов
Priority date: 1984-01-06
Filing date: 1984-01-06
Publication date: 1985-07-07

Abstract

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕЩИНО-: СТОЙКОСТИ ХРУПКИХ МАТЕРИАЛОВ, эаключакщ1йс в том, что в образце материала вьшолн ют щелевой надрез. нагружают образец, регистрируют нагрузку образовани и страгивани трещины из вершины надреза.и по ней суд т о трещиностойкости материала, отличающийс тем, что, с целью приближени условий нагружени к эксплуатационным услови м работы материала инструментов из твердых сплавов, характеризующихс различными сопротивлени ми разрушению при действии нормальных и сдвиговых напр жений, надрез выполн ют на торце образца с пр моугольным поперечным сечением щели и глубиной 0,250 ,40 длины образца, а нагружение осуществл ют сжатием образца по его тсЙЦам. (Л Од СП со 1C A METHOD FOR DETERMINING A CRACKING: THE RESISTANCE TO BRITELY MATERIALS, is due to the fact that a slit incision is made in the sample of material. load the specimen, record the load of formation and cracking of the crack from the notch tip, and judge the crack resistance of the material, characterized in that, in order to bring the loading conditions to the operating conditions of the material of tools made of hard alloys, characterized by various fracture resistances under the action normal and shear stresses, a cut is made at the end of the specimen with a rectangular cross section of the slit and a depth of 0.250, 40 of the specimen length, and loading is carried out by compressing the specimen and he tsYTsam. (L Od JV with 1C

Description

1 Изобретение относитс к исследованию прочностных свойств материала а именно к способам определени тре щиностойкости хрупких материалов. Известен способ определени трещиностойкости хрупких материалов, заключающийс в том,, что в образце материала вьшолн ют щелевой надрез, нагружают образец, регистрируют нагрузку образовани и страгивани трещины из вершины надреза и по ней суд т о трещиностойкости материала. В известном способе надрез вьшол н ют клиновидным с боковой стороны призматического образца, а нагружение осуществл ют внецентренным раст жением образца через отверсти в консол х, образующихс после выполнени надреза О Недостатком известного способа вл етс определение трещиностойкос ти хрупких материалов в услови х, далеких от эксплуатационных условий работы материала инструментов из твердых сплавов, характеризук цихс различными.сопротивлени ми разрущению при действии нормальных и сдвиговых напр жений. Цель изобретени - приближение условий нагружени к эксплуатационным услови м работы материала инструментов из твердых сплавов, характеризующихс различными сопротив легш ми разрушению при действии нор мальных и сдвиговых напр жений. Указанна цель, достигаетс тем, что при способе определени трещино стойкости хрупких материалов, заключающемс в том, что в образце материала выполн ют щелевой надрез, нагружают образец, регистрируют нагрузку образовани и страгивани . трещины из вершины надреза и по ней суд т о трещиностойкости материала, надрез вьшолн ют на торце образца с пр моугольным поперечным сечением щели и глубиной 0,25-0,40 длины образца, а нагружение осуществл ют сжатием образца по его торцам. Это позвол ет исследовать кинети|су роста трещины на стадии зарождени трещины и роста ее до критического размера, котора отражает поведение материала в услови х эксплуатации . На фиг. 1 изображен предлагаемый образец, имеющий призматическую 3 ; 2 форму; на фиг. 2 - то же, цилиндри- ческой формы. Способ осуществл ют следук цим . образом. В образце 1, которьй может :иметь либо призматическую (фиг, 1), либо цилиндрическую (фиг. 2) форму, выполн ют щелевой надрез 2.. Последний должен быть вьшолнен на торце3 образца 1 и иметь пр моугольное поперечное сечение и глубину h равную (0,25-0,40), где И - длина образца . Нагруженир образца осуществл ют ступенчато сжатием образца усили ми Р по торцам. При отношении h/f в пределах 0,25-0,40 трещина 4, возникающа из вершины 5 надреза 2, направлена под углом f/4 к плоскости 6 симметрии образца, т.е. под углом действи максимальных касательных напр жений , возниканлдих при сжатии образца усили ми. При отношении h/f 0,25 силы трени , возникающие на торцах образца сжати , измен ют характер напр женного состо ни материала в вершине 5 надреза 2. В этом случае из вершины 5 надреза 2 распростран ютс несколько трещин (не показаны) , исходные траектории которых направлены под углом, большим Л/4, к плоскости 6 симметрии и измен ющих свое направление при нагружении до перпендикул рного по отношению к направлению усилий Р сжати . При отношении h/t 7 0,4 наблюдаетс разрушение образца 1 в на- правлении усилий Р, т.е. расслоение образца 1, которое не дает информации о трещиностойкости материала при сжатии и сдвиге в услови х, приближенных к услови м эксплуатации . При нагружении визуально фиксируют образование трещты 4, регистрируют нагрузку образовани трещины и по ней суд т о трещиностойкости материала. При испытании партии образцов по результатам испытаний стро т диаграмму разрушени в координатах напр жение сжати - длина трещины и по ней суд т о сопротивлении материала разрушению. Пример. Испытьгоают призматические образцы сплава марки1 The invention relates to the study of the strength properties of a material, in particular, to methods for determining the crack resistance of brittle materials. A known method for determining the crack resistance of brittle materials is that a material slit is punctured, the specimen is loaded, the load of formation and movement of the crack from the notch tip is recorded and the crack resistance of the material is judged by it. In the known method, the notch is wedged from the side of the prismatic specimen, and the load is performed by centrifugally stretching the specimen through the holes in the consoles formed after making the notch O. The disadvantage of the known method is the determination of the crack resistance of fragile materials far from operational working conditions of the material of tools made of hard alloys, characterized by different resistances to fracture under the action of normal and shear stresses. The purpose of the invention is to approximate the loading conditions to the operating conditions of the operation of the material of tools made of hard alloys, which are characterized by various resistances to light failure under the action of normal and shear stresses. This goal is achieved by the fact that, in the method for determining crack resistance of brittle materials, namely, a slit incision is made in the material specimen, the specimen is loaded, and the formation and release loads are recorded. the cracks from the top of the notch and by it are judged on the crack resistance of the material, the notch is performed at the end of the specimen with a rectangular cross section of the slit and a depth of 0.25-0.40 in the specimen length, and loading is performed by compressing the specimen at its ends. This makes it possible to investigate the kinetics of crack growth at the stage of crack initiation and its growth to a critical size, which reflects the behavior of the material under operating conditions. FIG. 1 shows the proposed sample having a prismatic 3; 2 form; in fig. 2 - the same, cylindrical form. The method is carried out with the following. in a way. In sample 1, which can: have either a prismatic shape (FIG. 1) or a cylindrical shape (FIG. 2), a slit incision 2 is made. The latter must be made on the end face 3 of sample 1 and have a rectangular cross section and a depth h (0,25-0,40), where And - the length of the sample. The sample was loaded stepwise by compressing the sample with efforts P at the ends. When the ratio h / f is within 0.25-0.40, the crack 4 arising from the tip 5 of notch 2 is directed at an angle f / 4 to the plane 6 of the symmetry of the sample, i.e. at an angle of action of maximum tangential stresses arising during the compression of a sample by forces. At a ratio h / f of 0.25, the friction force arising at the ends of the compression specimen changes the nature of the stress state of the material at apex 5 of notch 2. In this case, several cracks (not shown) propagate from apex 5 of notch 2, the original trajectories which are directed at an angle greater than L / 4 to the plane of symmetry 6 and changing their direction when loaded to perpendicular to the direction of the forces P of compression. With the ratio h / t 7 0.4, the destruction of sample 1 in the direction of the force P is observed, i.e. delamination of sample 1, which does not provide information on the crack resistance of the material under compression and shear under conditions close to the conditions of operation. When loading, the formation of cracks 4 is visually recorded, the load of formation of a crack is recorded, and the crack resistance of the material is judged by it. When testing a batch of samples according to the results of testing, a fracture stress diagram in terms of compressive stress — the length of the crack is constructed and judged from it by the resistance of the material to fracture. Example. Testing prismatic alloy samples

ВК22КС (We 87%, Co 22%). Размеры образца 7 7 14 мм. На торце образца нанос т электроэрозионной обработкой щелевой надрез шириной 0,2 мм и глубиной 5 мм. При длине . t 14 мм отнодение h/t составл ет ,354, что удовлетвор ет условию 0,25 h/l 0,4.BK22KS (We 87%, Co 22%). Sample size 7 7 14 mm. At the end of the specimen, by electro-erosion treatment, a slit incision with a width of 0.2 mm and a depth of 5 mm is applied. With length. t 14 mm; the h / t offset is 354, which satisfies the condition 0.25 h / l 0.4.

Нагружение осуществл ют на испы тательной машине гд-40 ступенчато через О,1 Гн/м со скоростью нагружени 0,01 Гн/ч. Образование трещи1659234 - -.The loading was carried out on a testing machine gd-40 stepwise through 0, 1 g / m with a loading rate of 0.01 g / h. Crack formation 1659234 - -.

. ны происходит пр.и нагрузке 104-10 Н, t. We are pr.i load 104-10 N, t

что соответствует напр жению 2,16П1а.which corresponds to a voltage of 2.16P1a.

- Использование изобретени позво- . г л ет определ ть трещиностойкость и осуществл ть исследовани процесса повреждени материала при внешней нагрузке, приближенной.к эксплуатационной и характерной дл запрессовки с нат гом твердосплавных вставок инструмента в обойму и дл деформации металла при высадке. - Use of the invention is allowed. It is desirable to determine the crack resistance and carry out investigations of the process of material damage under external load, approximate to the operational and characteristic for pressing carbide tool inserts with tension into the holder and to deform the metal during the landing.

Claims

THE METHOD FOR DETERMINING THE CRACKING RESISTANCE OF FRAGILE MATERIALS, which consists in making a slit incision in the material sample, from the top of the notch and along it the crack resistance of the material, taking into account the fact that the approximation of the conditions load the specimen, registering the crack formation and cracking load is judged about aiming at the operating conditions of the work of the material of tools made of hard alloys, characterized by different resistance to fracture under the action of normal and shear stresses, an incision is made on a torus e specimen with a rectangular cross section and the slit depth 0,250,40 sample length, and loading is carried out by compression of the sample along its r <$ scham.

116592a

FIG. I>