SU1353833A1 - Method of retardation of cracks in metal articles - Google Patents
Method of retardation of cracks in metal articles Download PDFInfo
- Publication number
- SU1353833A1 SU1353833A1 SU864079095A SU4079095A SU1353833A1 SU 1353833 A1 SU1353833 A1 SU 1353833A1 SU 864079095 A SU864079095 A SU 864079095A SU 4079095 A SU4079095 A SU 4079095A SU 1353833 A1 SU1353833 A1 SU 1353833A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- product
- crack
- load
- length
- cracks
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к упрочнению элементов металлических конструкций пластической деформацией, в частности к способам повышени остаточ- ной долговечности и ресурса работы металлических изделий машиностроительной промышленности. Цель изобретени - повьшение долговечности изде-; ЛИЯ путем увеличени времени задержки роста трещины. Способ позвол ет получить максимально возможную задерж-. ку роста трещин в изделии вне зависимости от их размеров за счет того, , что. предварительно на эталоиньк образ цах определ ют значение коэффициента интенсивности напр жений, соответствующее максимальному времени задержки роста трещины. Величину нагрузки при статическом нагружении издели опре-- дел ют с учетом длины имеющейс трещины из соотношени Р «iA ,где PC. нагрузка-при статическом нагружении тох коэффициент интенсивности напр жений, соответствующий максимальному времени задержки роста трещины в эталонных образцах; Г,„д - площадь поверхности брутто-сечени издели , перпендикул рного действию рабочей нагрузки; 1„зд - половина длины растущей ,в изделии трещины; ц,д - известна дл издели функци длины трещины. с & слThe invention relates to the hardening of elements of metal structures by plastic deformation, in particular, to methods for increasing the residual durability and service life of the metal products of the engineering industry. The purpose of the invention is to increase the durability of the product; LIA by increasing the crack growth delay. The method allows to obtain the maximum possible delay. ku growth of cracks in the product regardless of their size due to the fact that. The values of the stress intensity coefficient corresponding to the maximum delay of crack growth are preliminarily determined on the reference samples. The magnitude of the load under static loading of the product is determined taking into account the length of the existing cracks from the ratio P & aiA, where PC. load-with static loading Tox is the stress intensity factor corresponding to the maximum delay of crack growth in the reference samples; G, g - the surface area of the gross section of the product, perpendicular to the action of the working load; 1 „zda - half the length of the crack growing in the product; q, d — the crack length function known for the product. c & cl
Description
11eleven
Изобретение относитс к области упрочнений элементов металлических конструкций пластической деформацией в частности к способам повышени остаточной долговечности и ресурса работы металлических изделий машиностроительной промьшшепности.The invention relates to the field of strengthening of elements of metal structures by plastic deformation, in particular, to methods for increasing the residual durability and service life of metal products of a machine-building industry.
Цель изобретени - повышение долговечности издели путем увеличени времени задержки роста трещины.The purpose of the invention is to increase the durability of the product by increasing the crack growth delay time.
Сущность изобретени заключаетс ToMj что испытывают эталонные образц из того же материала, что и изделие в з слови х его эксплуатации, В процессе испытаний прикладывают разныеThe essence of the invention is ToMj that test reference samples of the same material as the product in the words of its operation. During the test, different
пер- и вper- and in
направлении ее действи , т.е. осуществл ют раст гивающую перегрузку. Наход т значение коэффициента интенсивности напр жений (КИИ) по зависимостиits direction of action, i.e. carry out tensile overload. Find the value of the stress intensity factor (CII) according to
статические нагрузки Р выше воначальной (рабочей) нагрузкиstatic loads P higher initial (working) load
Р,R,
ст. ОБрArt. Checkout
1 -Y1-y
ОБр Checkout
/F/ F
овр ;ram;
де Р,de P,
СТ, ОБОWITH YOU
FF
ОбрArr
30thirty
2121
„„
ОБрCheckout
3535
нагрузка при статическом нагружении образца; площадь поверхности брут- то-сечени образца; длина трещины в образце; известна дл эталонного образца функци длины трещины.load at static loading of the sample; gross surface area of the sample; the length of the crack in the specimen; the crack length function known for the reference sample.
алее определ ют соответствующие этим КИН времена задержки роста треины . Наход т значение КИН К, соответствующее максимальному времени задержки. Статическую нагрузку Р которую прикладывают к изделию в нап- 40 равлении рабочей,определ ют из услови равенства КИН в эталонном об- разце и изделии, т.е.later, the corresponding growth factors for treina growth are determined. Find the value of the CIN K corresponding to the maximum delay time. The static load P that is applied to the product in the working direction is determined from the condition of equality of the CIN in the reference sample and the product, i.e.
Y Y
хности брутто-сечени издели ; 21иг,а длина трещины в изделии; Y|, - известна дл конкретного издели функци длины трещины.the gross section of the product; 21ig, and the length of the crack in the product; Y |, is a crack length function known for a particular product.
Во врем кратковременного повьпие- ни нагрузки выше эксплуатационной . происходит увеличение радиуса вершины -исходных технологических дефектов типа трещин, а также трещин, образовавшихс во врем эксплуатации изде - ли . Продеформированный при этом материал перед вершиной трещины находитс под действием остаточных сжимающих напр жений. Эти два влени привод т к торможению процесса ростаDuring a short-term load, the load is higher than the operational one. there is an increase in the radius of the apex - original technological defects such as cracks, as well as cracks formed during the operation of the product. The deformed material in front of the crack tip is exposed to residual compressive stresses. These two phenomena cause the growth process to slow down.
Кцзд - КА:Р, изд г-Де РИ,Д - площадь повер5 (jKtszd - KA: R, ed. Mr. De RI, D - area of turn 5 (j
515515
4545
00
1515
00
2525
30thirty
3535
40 40
трещин или полной их остановке. При повышении уровн нагрузки этот эффект будет увеличиватьс Однако по приближени КИН при данном статическом нагружении к в зкости разрушени происходит значительное повреждение материала перед вершиной трещинь, состо щее в исчерпании его способности к дальнейшему пластическому деформированию . Это приводит к увеличению скорости процесса разрушени после некоторой его задержки. Возрастает веро тность срыва трещит, и увеличени ее длины Это доказывает существование максимума времени задержки роста трещины при значении КИН, меньшем в зкости разрушени .cracks or stop them completely. As the load level increases, this effect will increase. However, as the CIN approaches, with this static loading to the fracture toughness, there is a significant damage to the material in front of the crack tip, which consists in exhausting its ability to further plastic deformation. This leads to an increase in the speed of the destruction process after some of its delay. The probability of stalling increases, and its length increases. This proves the existence of a maximum delay in the growth of a crack at a CIN value less than the fracture toughness.
Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает максимальную задержку роста трешдны вне зависимости от ее длины после приложени статической нагрузки при дальнейшей эксплуатации издели . Повтор данную операцию периодически по мере пророста трещины через локальную деформированную зону перед ее вершиной можно значительно повысить долговечность изде.- ли ,Thus, the proposed method provides the maximum growth retardation of a trashdny regardless of its length after applying a static load during the further operation of the product. Repeating this operation periodically as the crack grows through a local deformed zone in front of its tip, the durability can be significantly increased by
Пример, Способ реал11зуют на серийной установке АИМА-5-2. Испытани провод т в услови х длительного, статического нагружени на воздухе при температуре 923 К, ДЛ наблюде- - ни за процессом распространени трещин используют плоские образцы из стали типа Х18Н10Т размером М мм и типа Х16Н15МЗБ размером Юб ;12 0,8 мм. Исходньш острый центральный надрез с радиусом вершины менее 0,08 мм создают электроэрозионным методом в средней части образца. Длина надреза 10 мм дл образцов из стали Х18Н10Т и 4 Mi-i из CTaj-ш Х16Н15МЗБ Слежение за ростом трещины осуществл ют с помощью микроскопа МБС-1 с точностью до 0,015 мм и методом разг ности электрических потенциалов. Потенциальные контакты располагают на 5(j берегах надреза вдоль осевой линии образца.An example, the Method is implemented on the AIMA-5-2 serial unit. The tests were carried out under conditions of long-term static loading in air at a temperature of 923 K, DL observation of the process of propagation of cracks using flat samples of steel of type X18H10T of size M mm and of type X16H15MZB of size Jub; The original sharp central incision with a tip radius of less than 0.08 mm is created by the electroerosion method in the middle part of the sample. 10 mm notch length for samples of steel Х18Н10Т and 4 Mi-i from CTaj-ш Х16Н15МЗБ Tracking the crack growth is carried out using an MBS-1 microscope with an accuracy of 0.015 mm and an electric potential pickup method. Potential contacts are located on 5 (j notch banks along the centerline of the sample.
При достижении суммарной длиной трещин,выросших из надреза, определенной величины (0,9 мм дл образ- 515 цов из Х18Н10Т и 0,7 мм из Х16Н15МЗБ) производ т кратковременное увеличение нагрузки до необходимого уровн . В этот момент вершина растущей трещины выходит из-под вли ни исходногоWhen the total length of cracks grown from the notch is reached, a certain value (0.9 mm for 515 samples from Х18Н10Т and 0.7 mm from Х16Н15МЗБ) produces a short-term increase in the load to the required level. At this point, the top of the growing crack is out of the original
4545
надреза, что определ етс по изменению наклона кривой, отражающей зависимость скорости распространени трещины от коэффициента интенсивности напр жений. После уменьшени нагрузк до первоначального уровн она остаетс неизменной до конца испытани .a notch, which is determined by the change in the slope of the curve, which reflects the dependence of the crack propagation velocity on the stress intensity factor. After reducing the load to the original level, it remains unchanged until the end of the test.
Дл регистрации нагрузки используют силоизмеритель в виде полого ци линдра с наклеенными на него тензо- датчиками, соединенными в мостовую схему, и двухкоординатный самописец ПДП 4-002. Погрешность составл ет менее 1% от величины нагрузки. Дл определени вли ни уровн перегрузки при статическое; нагружении на торможение растущих трещин испытани провод т во всем возможном диапазоне изменени КИН: от нул , когда происходит стационарное испытание, до той величины, при которой достигаетс в зкость разрушени , т.е. имеюща с трешина страгиваетс при максимальной нагрузке. Некоторое врем после перегрузки трещина не двигаетс , после чего начинаетс ее медленный рост.To register the load, a power meter in the form of a hollow cylinder with load cells connected to it in a bridge circuit and a two-coordinate recorder PDP 4-002 are used. The error is less than 1% of the load. To determine the effect of either an overload level on a static one; loading on the braking of growing cracks is carried out in the entire possible range of CIN: from zero, when stationary testing occurs, to the value at which the fracture toughness is reached, i.e. The cracked trap moves at maximum load. Some time after the overload, the crack does not move, after which its slow growth begins.
Дл количественной оценки вли ни увеличени нагрузки введен параметр - врем тормолсеии трещины Т, за которое скорость роста становитс равной, своему значению перед перегрузкой. Результаты испытаний двух исследованных сталей мохаю представить в виде зависимости . от К/К,., где врем торможени трещины в случае перегрузки до уровн в зкости разруше-In order to quantify the effect of load increase, a parameter is introduced - crack crack time T, for which the growth rate becomes equal to its value before overload. The test results of the two studied steels can be presented as a dependency. from K / K,., where the crack deceleration time in case of overload to the level of fracture toughness
ни К. Значени КИН рассчитывают по формуле К Р-Д Y/W-H, где Р - на- грузка; 1 - половина длины трещины; W - ширина образца; Н - толщина образца . Максимальньй эффект от перегрузки наблюдаетс при К 0,65 К дл образцов из стали Х18Н10Т и К 0,75 Kj. дл образцов из стали Х16Н15МЗБ. По сравнению с известным способом, врем торможени увеличиваетс в 1,8 раза дл стали Х18Н10Т и в 2,1 раза дл стали Х16Н15МЗБ. Соз- Neither K. The values of CIN are calculated by the formula K P-D Y / W-H, where P is the load; 1 - half the length of the crack; W is the width of the sample; H is the sample thickness. The maximum effect of overload is observed at K = 0.65 K for samples of steel X18H10T and K 0.75 Kj. for samples of steel H16N15MZB. Compared with the known method, the braking time is increased by 1.8 times for steel X18H10T and 2.1 times for steel X16H15MZB. So-
Редактор В. ПетрашEditor V. Petrash
Составитель А. Кулемин Техред И.ВересCompiled by A. Kulemin Tehred I. Veres
Заказ 5985Order 5985
Тираж 550Circulation 550
ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee
по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д.4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5
Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4
дава в изделии в момент перегрузки напр женное состо ние, характеризующее К, определенным с помощью об- разцов, получают наибольшее врем торможени трещины. Нагрузка при этом определ етс следующим образом:By giving a stress state in the product at the moment of overload, which characterizes K, determined by means of samples, the longest crack retardation time is obtained. The load is then determined as follows:
сг,sg
К .Р,,,/,,,, K .R ,,,, / ,,,,
Таким образом, способ позвол ет производить максимально возможную задержку роста трещин в металлических издели х, что увеличивает их долговечность .Thus, the method allows to produce the maximum possible delay in the growth of cracks in metal products, which increases their durability.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864079095A SU1353833A1 (en) | 1986-06-13 | 1986-06-13 | Method of retardation of cracks in metal articles |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864079095A SU1353833A1 (en) | 1986-06-13 | 1986-06-13 | Method of retardation of cracks in metal articles |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1353833A1 true SU1353833A1 (en) | 1987-11-23 |
Family
ID=21241961
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU864079095A SU1353833A1 (en) | 1986-06-13 | 1986-06-13 | Method of retardation of cracks in metal articles |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1353833A1 (en) |
-
1986
- 1986-06-13 SU SU864079095A patent/SU1353833A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 922162, кл. С 21 D 7/02, 1980. Авторское свидетельство СССР W 397547, кл. С 21 D 7/10, 1971. -(54) СПОСОБ ТОРМОЖЕНИЯ РАСТУЩИХ ТРЕЩИН В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЯХ * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Lawn et al. | Mechanics of strength-degrading contact flaws in silicon | |
SU1353833A1 (en) | Method of retardation of cracks in metal articles | |
US4768383A (en) | Method of predicting remaining lifetime of metal material | |
Vazquez et al. | Experimental results on fatigue crack closure for two aluminum alloys | |
Tandon et al. | Indentation crack initiation and propagation in tempered glass | |
Hsu et al. | Effects of compressive overloads on fatigue crack growth | |
Dwivedi et al. | Indentation Crack‐Shape Evolution during Subcritical Crack Growth | |
Hoffman et al. | Grain size effects on cyclic fatigue and crack-growth resistance behaviour of partially stabilized zirconia | |
Forth et al. | Generating fatigue crack growth thresholds with constant amplitude loads | |
SU1559267A1 (en) | Method of determining material viscosity | |
Salomonson et al. | Measurement of indentation residual stresses in materials susceptible to slow crack growth | |
Staroselsky | The express method of determining the fracture toughness of brittle materials | |
SU1317315A1 (en) | Method of creep testing of specimens | |
SU1350538A1 (en) | Method of determining modulus of normal elasticity | |
SU1232994A1 (en) | Method of material specimen tensile testing | |
SU1357765A1 (en) | Method of testing material specimens for tension | |
SU1303902A2 (en) | Method of testing materials for corrosion cracking | |
SU1227975A1 (en) | Prismatic piece for material toughness test | |
SU1425327A1 (en) | Method of determining strain in rock mass | |
SU1744581A1 (en) | Method of estimating equivalent damaging impact of cyclic loads | |
SU1696956A1 (en) | Method for evaluation of fatigue damage of material | |
SU1058715A1 (en) | Method of determining optimum cutting speed | |
SU1043527A1 (en) | Effective stress intensity coefficient determination method | |
SU1362998A1 (en) | Method of estimating strength of articles | |
SU1564516A1 (en) | Method of mechanical tests of refractory metals and alloys thereof |