SU1619132A1

SU1619132A1 - Device for sclerometric investigations of materials

Info

Publication number: SU1619132A1
Application number: SU874284729A
Authority: SU
Inventors: Игорь Святославович Шинкарук
Original assignee: Институт Проблем Прочности Ан Усср
Priority date: 1987-07-22
Filing date: 1987-07-22
Publication date: 1991-01-07

Abstract

Изобретение относитс к испытательным приборам и может быть использовано дл склерометрических исследований материалов . Цель изобретени - повышение точности измерений микротвердости за счет измерени упругих деформаций материалов . Нагружают индентор 9 нормальной силой и перемещают его вдоль поверхности образца 5. Оценивают удельную работу усили царапани как отношение величины сопротивлени движению индентора к площади поперечного сечени внедренной части индентора. Информаци может быть выведена на самописец как функци от длины царапины либо как функци от времени при данной скорости перемещени индентора относительно образца . 1 ил.The invention relates to test instruments and can be used for sclerometric studies of materials. The purpose of the invention is to improve the accuracy of microhardness measurements by measuring the elastic deformations of materials. The indenter 9 is loaded with a normal force and moved along the surface of sample 5. The specific work of the scratching force is estimated as the ratio of the resistance of the movement of the indenter to the cross-sectional area of the embedded part of the indenter. Information can be displayed on the recorder as a function of the scratch length or as a function of time at a given speed of movement of the indenter relative to the sample. 1 il.

Description

12561256

Изобретение относитс к приборам дл испытани материалов и может быть использовано дл склерометрических исследований процессов трени и измерени прочности поверхностных слоев различных материалов методом царапани .The invention relates to devices for testing materials and can be used for sclerometric studies of friction processes and measuring the strength of the surface layers of various materials by the method of scratching.

Цель изобретени - повышение точности измерени микротвердости за счет измерени упругих деформаций материалов.The purpose of the invention is to improve the accuracy of microhardness measurement by measuring the elastic deformations of materials.

На чертеже изображена структурна схема прибора.The drawing shows a structural diagram of the device.

Прибор содержит станину 1, установленную на ней направл ющую 2, узел 3 на- гружени , механизм 4 перемещени образца 5, предметный стол 6 дл креплени образца 5, установленный на направл ющей 2, микрометрический винт 7, установленный на стойке 8 и предназначенный дл возвратно-поступательного перемещени индентора 9 и щупа 10, закрепленных на механизме 3 перемещени посредством тензобалки 11, первый датчик 12 усилий, сориентированный перпендикул рно плоскости перемещени стола, второй датчик 13 усилий, сориентированный паралелльно плоскости перемещени стола, два датчика 14 и 15 перемещений, расположенных перпендикул рно плоскости перемещени стола, и измерительную схему, выполненную в виде цифрового индикатора 16, первый вход которого соединен с первым датчиком 12 усипий, сумматора 17, входы которого соединены с датчиками усилий, делительного блока 18, первый вход которого соединен с выходом сумадатора 17, и множительна-сте- пенного блока 19, вход которого соединен с выходами датчиков перемещений, а выход - с вторым входом делительного блока 18.The device contains a frame 1, a guide 2 mounted on it, a loading assembly 3, a sample transfer mechanism 4, a sample table 6 for fastening a sample 5 mounted on a guide 2, a micrometer screw 7 mounted on a rack 8 and intended for -accessible to the indenter 9 and the probe 10, mounted on the movement mechanism 3 by means of a strainer 11, the first force sensor 12, oriented perpendicular to the plane of movement of the table, the second force sensor 13, oriented parallel to the plane moving the table, two sensors 14 and 15 moving perpendicular to the plane of movement of the table, and a measuring circuit made in the form of a digital indicator 16, the first input of which is connected to the first sensor 12 of a usipy, an adder 17 whose inputs are connected to force sensors, a dividing unit 18, the first input of which is connected to the output of the madator 17, and the multiplying-power unit 19, the input of which is connected to the outputs of the displacement sensors, and the output to the second input of the dividing unit 18.

Прибор работает следующим образом.The device works as follows.

К образцу 5, установленному на предметный стол 6, при помощи механизма 3 нагружени прдводитс индентор 9 с контрольным щупом 10. Посредством микрометрического винта 7 с визуальным контролем по цифровому индикатору 18 задаетс либо нормальное усилие на индентор, либо глубина внедрени индентора в материал образца 5. Затем включением механизма 4 леремещени производитс перемещение образца 5 относительно индентора 9 с заданной скоростью. Разность сигналов датчиков 14 и 15 линейных перемещений дзетAn indenter 9 with a test probe 10 is attached to the sample 5 mounted on the object table 6 by means of the loading mechanism 3. Through the micrometer screw 7 with visual control on the digital indicator 18, either the normal force on the indenter or the depth of indentation of the indenter into the sample material 5 is set. Then, by turning on the lock-in mechanism 4, the sample 5 is moved relative to the indenter 9 at a predetermined speed. The difference between the sensor signals 14 and 15 linear displacement zet

сигнал абсолютного внедрени индентора 9 в материал образца 5.the signal of the absolute insertion of the indenter 9 into the material of the sample 5.

На выходе делительного блока 18 определ етс текущее значение отношени величины усили сопротивлени движению индентора 9, получаемого на выходе суммирующего блока 17 по двум составл ющим, к площади поперечного сечени внедренной части индентора 9.The output of the dividing unit 18 determines the current value of the ratio of the magnitude of the resistance to movement of the indenter 9, obtained at the output of the summing unit 17 in two components, to the cross-sectional area of the embedded part of the indenter 9.

Данна величина имеет физический смысл удельной работы усили царапани , она может быть выведена на самописец как функци от длины царапины, либо как функци от времени при данной скорости перемещени индентора относительно образца. Информаци может быть пзредаьа в цифровом виде на ЭВМ дл привлечени математического аппарата к расчету данной величины по теории веро тности, отстройкиThis value has the physical meaning of the specific work force of the scratch; it can be displayed on the recorder as a function of the scratch length, or as a function of time at a given speed of movement of the indenter relative to the sample. The information can be digitally distributed on a computer to involve the mathematical apparatus in calculating a given value according to the theory of probability, detuning.

от помех, построени веро тных характеристик .from interference, building likely characteristics.

Величина удельной работы усили царапани определ етс делением работы царапани на объем вытесненного индентором металла или частным от делени усили на площадь поперечного сечени внедренной части индентора.The magnitude of the specific work of the scratching force is determined by dividing the work of scratching by the volume of the metal displaced by the indenter, or by dividing the force by the cross-sectional area of the embedded part of the indenter.

В описываемом приборе сигнал усили перемещени индентора определ етс наIn the device described, the signal of the movement of the indenter is determined by

выходе блока 17, площадь поперечного се- чени внедренной части икденторз определ етс произведением квадрата величины знедрени индентора на коэффициент, завис щий от его типа и величины уела заострени .the output of block 17, the cross-sectional area of the embedded part of the identifiers is determined by the product of the square of the magnitude of the indenter and the coefficient depending on its type and the size of the pointed point.

Claims

Claims An instrument for sclerometric studies of materials, comprising a frame, a table for mounting a sample fixed on a bed, a loading unit with an indenter, a sample moving mechanism, a force sensor oriented perpendicular to the plane of the table moving, and a displacement sensor mounted on the loading device and A measuring circuit, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy of microhardness, it is equipped with a second displacement sensor and a second force sensor,

oriented parallel to the plane of movement of the table, and movement sensors are located perpendicular to the plane of movement of the table.