SU879400A2

SU879400A2 - Method of investigating material thermal fatigue

Info

Publication number: SU879400A2
Application number: SU802893336A
Authority: SU
Inventors: Михаил Семенович Колесников; Борис Леонидович Кузнецов; Валентина Семеновна Кондратенко; Александр Георгиевич Шишкин
Original assignee: Казанский инженерно-строительный институт
Priority date: 1980-02-20
Filing date: 1980-02-20
Publication date: 1981-11-07

Description

(54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ УСТАЛОСТИ МАТЕРИАЛОВ Изобретение относитс , к испытательной технике и может быть использовано при исследовании термомехаиической усталости материалов. Известен способ исследовани термомеханической усталости материалов, заключающийс в том, что испытуемый образец нагревают в печи, а затем oпvcкaют в в.анну с охладдгиощей средой 1. Недостатком способа вл етс низка точность испытаний. По основному авт.св. 252690 известен способ исследовани термомеханической усталости, заключающийс в том, что испытуемый образец закреп л ют в захватах нагружающего устройства , размещают в ванне с охлаждающе средой, нагружают внешней нагрузкой нагревают образец расплавом металла который дозированно подают под давле нием в исследуемую зону образца, и выдерживают образец в течение времени , достаточного дл кристаллизации расплава Г Недостаток способа заключаетс в узких функциональных возможност х, поскольку.он не обеспечивает одновременного.проведени испытаний на износостойкость. Цель изобретени - расширение функциональных возможностей способа путем обеспечени также испытаний на износостойкость. Указанна цель достигаетс тем, что расплав металла предварительно охлаждают до двухфазного твердо-жидкого состо ни . На фиг.1 представлена схема устройства дл реализации способа ; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1. Устройство дл реализации способа содержит основание 1 с центральным ступенчатым отверстием 2, в котором размещен шток 3 с концентрично надетой на него винтовой пружиной 4. На основании 1 закреплены ванны 5 и 6, в каждой из которых установлены захваты 7 и 8, св занные с нагружающим приспособлением (не показано) и предназначенные дл креплени испытуемых образцов 9 и 10. Над образцами 9 и 10 размещен водоохлаждаемый крист-аллизатор 11, рабоча полость 12 которого предназначена дл выдержки расплавленного металла 13 и сообщаетс с пазами 14 и 15, выполненными в его нижней части над исследуемой зоной испытуемых образцов 9 и 10.(54) METHOD OF RESEARCH OF THERMOMECHANICAL FATIGUE OF MATERIALS The invention relates to test equipment and can be used in the study of thermomechanical fatigue of materials. A known method for studying the thermomechanical fatigue of materials is that the test specimen is heated in a furnace and then injected into a bath with cooling medium 1. The disadvantage of this method is the low accuracy of the tests. According to the main auth. 252690, a method for studying thermomechanical fatigue is known, which consists in fixing a test specimen in grips of a loading device, placing it in a bath with cooling medium, loading an external load, heating the sample with molten metal, which is metered under pressure in the test zone of the sample, and holding the sample for a time sufficient to crystallize the melt. The disadvantage of the method lies in its narrow functionality, since it does not provide simultaneous operation. wear resistance tests. The purpose of the invention is to expand the functionality of the method by providing also tests for wear resistance. This goal is achieved by the fact that the molten metal is pre-cooled to a two-phase solid-liquid state. Figure 1 shows a diagram of the device for implementing the method; figure 2 - section aa in figure 1. A device for implementing the method comprises a base 1 with a central stepped hole 2 in which the rod 3 is placed with a helical spring 4 concentrically mounted on it. On the base 1, baths 5 and 6 are fixed, in each of which clamps 7 and 8 are mounted, connected to the loading a device (not shown) and designed to mount test samples 9 and 10. Above samples 9 and 10 is placed a water-cooled cristizer 11, the working cavity 12 of which is designed to hold the molten metal 13 and communicate with grooves 14 and 15, ennymi in its lower part over the investigated area of the test samples 9 and 10.

Над полостью 12 расположен пуансон 16, св занный с прессом (не показан).Above the cavity 12 is a punch 16 associated with a press (not shown).

Способ регшизуетс следующим образом .The method is as follows.

Испытуемые образцы 9 и 10, закрепленные в захватах 7 и 8, размещают в соответствующих ваннах 5 и б с охлаждак цей средой так, чтобы нижн часть образцов 9 и 10 находилась в охлаждающей среде, и нагружают образцы силой р с помощью нагружающего приспособлени . Расплавленный металл 13, наход щийс в рабочей полости 12 кристаллизатора 11, дном которого служит торец штока 3, в исходном состо нии закрывающий пазы -14 и 15, предварительно охлаждают до двухфазного твердо-жидкого состо ни . Включают пресс, при этом пуансон 16, сжима частично закристаллизовавшийс металл 13, перемещает шток 3 вниз, в результате чего частично закристаллизовавшийс металл 13 дозированно подаетс под давлением через .открывшиес пазы 14 и 15 в исследуемую зону образцов 9, и 10. Затем выдерживают образец в течение времени, достаточного дл полной кристаллизации металла 13.The test specimens 9 and 10, fixed in the grips 7 and 8, are placed in the respective baths 5 and b with cooling medium so that the lower part of samples 9 and 10 is in the cooling medium, and the samples are loaded with force r with the help of a loading device. The molten metal 13, which is in the working cavity 12 of the mold 11, the bottom of which is the end of the rod 3, closes -14 and 15 in the initial state, is pre-cooled to a two-phase solid-liquid state. The press is turned on, and the punch 16, pressing the partially crystallized metal 13, moves the rod 3 downwards, as a result of which the partially crystallized metal 13 is metered under pressure through the opening grooves 14 and 15 into the test zone of samples 9 and 10. Then the sample is held in a period of time sufficient to completely crystallize the metal 13.

8процессе прессовани частично закристаллизовавшийс металл разрушаетс , происходит интенсивный локальный нагрев исследуемой зоны образцов и ее гидроабразивный износ, поскольку в соприкосновение с образцом вход т как жидка , так и тверда фаза. После полной кристаллизации под давлением металл 13 удал ют, а образцыDuring the pressing process, the partially crystallized metal is destroyed, intense local heating of the sample area under study and its hydroabrasive wear occurs, since both the liquid and the solid phase come into contact with the sample. After complete crystallization under pressure, metal 13 is removed, and samples

9и 10 разгружают.и производ т исследование их поверхности на возникновение треиуан термомеханической усталости и износ. Если трещины на образцах 9 и 10 не по вились, то весь цикл повтор ют такое количество раз, которое необходимо дл по влени трещин в исследуемой зоне испытуемых образцов.9 and 10 are unloaded. And their surface is examined for the occurrence of thermomechanical fatigue and wear. If the cracks in samples 9 and 10 did not appear, then the whole cycle is repeated as many times as necessary to create cracks in the area under test of the tested samples.

Предлагаемый способ позвол ет расширить функциональные возможности испытаний путем одновременного испытани образцов материалов на термомеханическую усталость и износостойкость .The proposed method allows to expand the test functionality by simultaneously testing samples of materials for thermomechanical fatigue and wear resistance.

Claims

1. Pisarenko G.S., Rudenko V.N., Third chenko G.N. and Troshchenko V.T. Strength of materials at high temperatures, Kiev, Naukova Dumka, 1966, p.550, fig.446.

2. USSR author's certificate number 252690, cl. S 01N 3/60, 1969 (prototype).