Образец для испытаний материалов на термомеханическую усталость

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 24.06.80 (21) 2944148/25-28 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл

G 01 N 3/60

Гасударственный комитет

Опубликовано 15.04.82. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 25.04.82 (53) УДК 620.115..8(088.8 ) по делам изооретеиий. и открытий

Г. Н. Третьяченко и В. Г. Ба ило

1 (Институт проблем прочности АН Украинской ССР-=-" (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ОБРАЗЕЦ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ

НА ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКУЮ УСТАЛОСТЬ

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к образцам для испытаний материалов на термомеханическую усталость.

Известен образец для испытаний материалов на термомеханическую. усталость, выполненный в виде стержня с двумя головками для крепления в захватах испытательной машины (1).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому резуль- 1о тату является образец для испытаний ма. териалов на термомеханическую усталость, выполненный в виде стержня с цилиндрической полостью и двумя головками для крепления в. захватах испытательной машины (2).

Недостатком образцов является низкая точность испытаний, обусловленная невозможностью, создания в них большого уровня термических напряжений при небольших габаритах образцов. го

Цель изобретения — повышение точности испытаний.

Указанная цель достигается тем, что образец снабжен двумя пробками для герметизации полости, внутрення поверхность полости облужена слоем припоя, а полость заполнена материалом, имеющим температуру плавления, равную (0,6 — 0,7) Т, „, где

Т„„а„— максимальная температура испытаний (К) .

На чертеже представлена схема образца.

Образец выполнен в виде стержня 1 с цилиндрической полостью 2, закрываемой с обоих концов герметизирующими пробками 3 и 4, и двумя головками 5. и 6, предназначенными для крепления в захватах испытательной машины (не показана).

Внутрення поверхность полости 2 облужена слоем 7 припоя, имеющего температуру плавления ниже минимальной температуры Tù,-„испытаний, а полость 2 заполнена материалом 8, имеющим температуру плавления, равную (0,6 — 0,7) Тра„, где

Тгп» максимальная температура испытаний (К), и скрытую теплоту плавления вы ше 80 ккал/м з.

Испытания образца производят следующим образом.

Подбирают припой, обеспечивающий хорошую смачиваемость материала стержня

920462

Формула изобретения

Составитель В. Гриненко

Редактор Н. Торват Техред А. Бойкас Корректор О; Билак

Заказ 2322/43 Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и от крытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1 и материала 8. В качестве материала

8 используют, например, алюминий или цинк.

Облуживают слоем 7 припоя поверхность полости 2, закладывают в нее материал 8 и герметизирующими пробками 3 и 4 закрывают полость 2. Головки 5 и образца

5 закрепляют в захватах испытательной машины, которые размещены, например, в продувочном устройстве, соединенном с источником горячего газа (не показаны), обдувают образец газовым потоком, температу- 1о ра которого периодически изменяется по заданной программе и одновременно нагружают его, например, чистым круговым изгибом, моделируя заданные вибрационные нагрузки.

В процессе нагрева образца до максимальной температуры Т„,а„ испытаний в полости 2 происходит плавление материала 8, сопровождающееся поглощением значительного количества тепла, определяемого величиной скрытой температуры плавления материала 8, в результате чего наружная поверхность образца нагревается быстрее, чем внутренняя поверхность полости 2, и разность температур между ними, опеределяющая величину термических напряжений, значительно больше, чем в аналогичном образце, полость которого не заполнена материалом 8.

В процессе охлаждения образца до минимальной температуры Ттп1д испытаний в полости 2 происходит кристалилизация материала 8, сопровождающаяся выделением значительного количества тепла, вследствие чего внутренняя поверхность полости 2 охлаждается значительно медленнее, чем наружная, создавая между ними значительную разность температур. Припой обеспе- 35 чивает полный тепловой контакт в случае появления зазоров между материалом 8 и внутренней поверхностью полости 2 из-за температурного расширения-сжатия материала 8. Нагружение образца циклическими тепловыми и механическими воздействиями продолжают до появления на, нем трещин и по количеству циклов до появления трещин судят о термомеханической стойкости материала, из которого изготовлен стержень 1.

Образец позволяет повысить точность испытаний за счет возможности создания в нем большого уровня термических напряжений при небольших габаритах образца.

Образец для испытаний материалов на термомеханическую усталость, выполненный в виде стержня с цилиндрической полостью и двумя головками для крепления в захватах испытательной машины, отличающийся тем, что, с целью повышения точности испытаний, он снабжен двумя пробками для герметизации полости, внутренняя поверхность полости облужена слоем припоя, а полость заполнена материалом, имеющим температуру плавления, равную (0,6 — 0,7) Т„щ„где

Тра„— максимальная температура испытания (К).

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Баландин Ю. Ф. Термическая усталость металлов в судовом энергомашиностроении. Л., «Судостроение», 1967, с. 56 — 57, рис. 25.

2. Авторское свидетельство СССР № 655924, кл. G 01 N I/28, 1977 (прототип).