G01N3 / 28 - testul de plasticitate, de exemplu în determinarea adecvării foilor metalice pentru desenare profundă sau extrudare
Proprietarii brevetului RU 2393454:
Instituția de învățământ de stat a învățământului superior profesional Nișni Novgorod Universitatea Tehnică de Stat. RA Alekseeva (GOUVPO NSTU) (RU)
Invenția se referă la teste mecanice utilizate pentru evaluarea fiabilității metalelor, în special a oțelurilor de diferite grade, grade, structură. Rezultatul tehnic al invenției revendicate este acela de a spori acuratețea evaluării cantitative a vâscozității metalului. Metoda de determinare a vâscozității unui metal include: fixarea, înainte de încercare, a lungimii inițiale și a secțiunii inițiale a secțiunii transversale a probei; înregistrarea în timpul încercării diagramei de întindere, alungirea absolută elastică și absolută din plastic și sarcina maximă; fixarea lungimii finite a probei și determinarea după încercarea vâscozității metalului conform formulei a = (Ay + An) / (FΔLK), unde Ay este lucrarea de realizare a alungirii absolute; Ap - lucrări pentru realizarea alungirii absolute a plasticului; F este aria inițială a secțiunii transversale a probei de testare; ΔLK este alungirea absolută absolută în diagramă. 2-il. 1 tab.
Invenția se referă la teste mecanice utilizate pentru a evalua fiabilitatea metalelor, în special a oțelului de diferite grade, grade, stare structurală.
Viscozitatea unui metal caracterizează forța forțelor externe, care este necesară pentru a efectua o anumită deformare (munca de deformare). Vâscozitatea este mai sensibilă decât alți parametri mecanici obișnuiți (rezistență, plasticitate) la manifestarea adversă a unor astfel de factori, cum ar fi scăderea temperaturii efectului mecanic sau defecțiunea structurii metalice.
Prin urmare, definirea vâscozității ca o caracteristică a fiabilității acordă o atenție sporită în evaluarea calităților de serviciu ale metalului.
O metodă este cunoscută pentru determinarea vâscozității unui metal prin încovoierea cu impact a specimenelor prismatice realizate cu o crestătură - determinarea rezistenței la impact [GOST 9454].
Cu toate acestea, această metodă are dezavantaje care reduc eficacitatea evaluării metalelor.
1. probe test de impact implică utilizarea unei configurații particulare - cu o anumită zonă a secțiunii încărcate (10 x 8 mm) și o formă specifică crestătură dispuse pe una dintre fețe. Dacă este împlinirea imposibilă a acestei condiții (de exemplu, testarea probelor plate cu o grosime mostre mai mică de 10 mm rotund incizie care se execută în jurul perimetrului probelor de oțel cu durificare suprafață, realizată necrestate) compararea tenacității diferitelor teste pot fi doar condiționată și este atribuită exclusiv configurației probelor utilizate.
În acest sens, universalitatea rezistenței la impact este redusă ca o caracteristică potrivită pentru clasificarea metalului în viscozitate în testarea eșantioanelor cu configurații diferite.
2. Un metal suficient de ductil în încercare prin îndoire nu poate fi adus la distrugere. Prin urmare, vâscozitatea totală a unui astfel de metal în acest test nu este determinată.
O metodă este cunoscută (tensiune), în care proba este orice metal adusă la distrugere și caracteristici universale sunt determinate, potrivit pentru clasament metalic pe indicatori de putere (tensiune de limitare) și indicatori de ductilitate (alungire) [GOST 1497].
Cu toate acestea, această metodă nu oferă o determinare a vâscozității.
Se cunoaște o metodă care utilizează zona sub diagrama de tensiune pentru a determina vâscozitatea (munca de deformare) [Zolotorevsky, B.C. Proprietățile mecanice ale metalelor / B.C. Zolotorevsky. - M. Metallurgy, 1983, p.183].
Cu toate acestea, caracteristicile proprietăților mecanice prevăzute în acestea pentru determinarea zonei sunt pur teoretice, nu standardizate, numai potrivit pentru cercetare înguste și inacceptabile în testele practice de metal.
În această metodă, proba este întinsă la ruptura cu fixarea la lungimea inițială a testului LH și aria secțiunii transversale F, prin detectarea în timpul diagramele de testare sarcina de tracțiune, final Py alungirea elastică. sarcina maximă posibilă Rm. înregistrarea după un test de lungime finită lK. Folosind aceste valori, vâscozitatea, ca suprafață sub diagrama de tensiune, este determinată de formula
în care randamentul stres Reh = Py / F, o σb rezistență la tracțiune = Pm / F, adevărata alungire, înainte ε = ln (1 + δ), elongație δ = Δl / H = (lk -LH) / H.
De fapt, valoarea lui W exprimă lucrarea specifică de deformare - lucrarea totală A, caracterizată prin aria de sub diagrama, se referă la volumul probei V, care este deformat în test, adică valoare
Aceasta oferă o caracteristică a proprietăților mecanice ale metalului, care nu depind de acesta
din volumul deformabil al probei de testare (pentru o anumită lungime inițială lH). Această metodă de determinare a vâscozității are de asemenea dezavantaje semnificative asociate cu manifestarea următorilor factori.
1. De fapt, valoarea W nu este numai o aproximativă (redusă) suprafața de reprezentare sub curba, dar nu include zona care caracterizează lucrările necesare pentru a face tensiunea elastică. O astfel de reprezentare a zonei din diagramă nu poate fi întotdeauna justificată. În primul rând, acest lucru se referă la testul metalului de înaltă rezistență, pentru care ponderea din totalul lucrărilor legate de tracțiunea elastică este semnificativă.
2. Calcularea alungirii relative a lui δ face necesară fixarea lungimii inițiale a probei lH, care este doar o parte din lungimea totală a eșantionului. În practică, alegerea H determinat parametrii geometrici ai probei test se leagă la suprafața secțiunii transversale F și este reglementată prin standarde specifice GOST 1497, precum și standardele de calitate pentru diferite tipuri de hardware. De fapt, valoarea lui lH poate varia în limite largi: la testarea probelor cilindrice lH = 15 ÷ 125 mm (în funcție de diametrul de lucru); în încercarea probelor plate lH = 90 ÷ 310 mm (în funcție de grosimea de lucru).
Prin urmare, o valoare definită în prezentul procedeu, în plus, că nu are o precizie nu este proprietăți mecanice caracteristice universale, deoarece nu permite compararea rezultatelor la diferite valori (în diferite studii) lungimea inițială a eșantionului testat.
Un obiect al prezentei invenții este îmbunătățirea metodei de determinare a vâscozității unui metal.
Rezultatul tehnic este o cuantificare mai precisă a vâscozității unui metal.
Rezultatul tehnic se realizează prin aceea că metoda de testare utilizată pentru care proba este întinsă la ruptura cu fixarea pentru a testa lungimea inițială și aria secțiunii transversale inițiale în timpul testului se înregistrează diagramă întindere și sarcina maximă după testare se înregistrează o lungime finită a eșantionului, în care în timpul testului, absolut înregistra o alungire suplimentară elastică și plastică absolută, iar după încercare este determinată de viscozitatea formulei metalului
în care Ay este lucrarea pentru realizarea unei alungiri elastice absolute, care poate fi calculată din formula
unde Py este sarcina care completează alungirea elastică, ΔLy este alungirea absolută;
An este lucrarea pentru realizarea unei alungiri absolute din plastic, care poate fi calculată din formula
unde ΔLn este alungirea absolută din plastic în diagramă, a0. a1. a2 ... an - coeficienŃi, numărul cărora (n) ar trebui să ofere o aproximare fiabilă a graficului diagramei de tensiune sub forma unui polinom al puterii n;
F este aria inițială a secțiunii transversale a probei de testare;
ΔLk este alungirea absolută absolută în diagramă.
Valoarea Ay corespunde cu aria câmpului din diagramă, situată sub segmentul său rectiliniu.
Formula de determinare a lui An este obținută ca rezultat al calculului integralului
unde PΔL este forța necesară pentru a face alungirea absolută ΔL, iar ΔLK este elongația absolută absolută.
Acest integral este expresia exactă pentru aria de sub porțiunea curbilinară a diagramei.
Utilizați la determinarea zonei sub diagrama valoarea ΔLk. care nu depinde de lungimea inițială a probei, înseamnă că și rezultatul determinării A nu depinde de lungimea inițială lH.
Folosind valoarea a în loc de A în estimarea vâscozității, obținem o caracteristică a proprietăților mecanice ale metalului, care este independentă de volumul deformabil al probei de testare și nu depinde de lungimea inițială lH.
Procedura de aproximare a diagramei diagramei ne permite să utilizăm eficient tehnologiile moderne de informare în efectuarea testelor mecanice.
Valoarea A în prezentul procedeu poate fi determinată fără utilizarea procedurii matematice. De exemplu, componentele lucrează Ay și Ap pot fi preparate prin măsurători geometrice realizate de un dispozitiv de măsurare cunoscut - planimetru, și astfel, în general (inclusiv utilizarea instrumentelor de măsurare în determinarea lungimii inițiale și finale a piesei de testare) problema determinării valorii A va fi determinată pur tehnică.
Determinarea valorii lui A folosind aproximarea diagramei include, de asemenea, următoarele proceduri.
1. Scalarea axelor diagramei primare a prelungirii probei: axa P în unități de forță aplicate eșantionului de încercare (la sarcina maximă fixă, PMax); axa ΔL - în unități de alungire directă din eșantion (față de alungirea absolută absolută Δl = 1K-lH, fixată pe proba testată).
2. Selectarea punctelor diagramei primare, ale cărei coordonate, exprimate pe scara alungirii și efortului real, ar trebui să ofere o aproximare fiabilă a graficului diagramei sub forma unui polinom.
3. Definirea computerizată a coeficienților în polinomul de aproximare și în continuare cantitățile A și a.
Exemplu de efectuare a metodei
S-a determinat viscozitatea oțelului de gradul 30 (GOST 1050), care se află în diferite stări structurale: prima opțiune este în condiția de livrare pentru desen; a doua opțiune - după desen cu o reducere de 50%. Viscozitatea a fost determinată printr-un test de tracțiune în conformitate cu GOST 1497 pe probe cilindrice cu un diametru de lucru de 8 mm în două moduri, conform unui prototip și conform invenției.
Stretching a fost realizată pe o mașină de testare universală VME-10T ajustare a probelor pentru a rupe cu fixarea preliminară H lungimea inițială și aria secțiunii transversale F a probelor pentru înregistrarea cu diagramele de întindere prin fixarea acestora sarcini rămase în urmă alungiri Roux. și PM maximă. alungirile absolute elastice și plastic și alungirile finite, prin înregistrarea lungimii finite a eșantionului.
În determinarea vâscozității conform invenției, formula
unde Ay = Py ΔLy. în care Py este sarcina care termină alungirea elastică; O = a0 + a1 ΔLp (ΔLp) 2/2 + a2 (ΔLp) 3/3 + ... + o (ΔLp) n + 1 / (n + 1), ΔLu și ΔLp - absolut elastic și plastic elongație ΔLp - absolută alungirea plastică (determinată de diagrama).
Schemele de întindere ale probelor de oțel sunt prezentate în figurile 1 și 2.
Calculele pentru a determina vâscozitatea au fost făcute utilizând un computer (tabel).
Așa cum se poate vedea din tabel, vâscozitatea determinată în conformitate cu prototipul este semnificativ mai mică decât cea a prezentei invenții. Diferența crește în încercarea unui oțel mai solid.
contradicție Dezvăluit găsește o explicație naturală: de fapt, în determinarea vâscozității prototipului este luată în considerare numai lucrările pentru a efectua o alungire plastică absolută și nu este considerată muncă pentru comiterea alungirii elastice absolută. Care suprafața care caracterizează activitatea alungirii plastic (reprezentat ca zona dreptunghi) este mai mică decât suprafața reală în diagramele complot referitoare la elongația plastic absolute (Figurile 1 și 2).
Figurile 1 și 2 prezintă modelele de tracțiune ale probei în stările de oțel, care corespund primei și celei de-a doua variante. Dreptunghiurile umbrite indică zona luată în considerare în testul prototip, în timp ce metoda propusă ține cont de suprafața totală din diagramă.
Acest exemplu demonstrează îmbunătățirea preciziei și fiabilității determinării viscozității metalului atunci când se utilizează metoda inventivă și adecvarea acesteia pentru ierarhizarea de metal de pe acest indicator.
O metodă pentru determinarea viscozității metalului la care proba este întinsă la ruptura, cu fixarea pentru a testa lungimea inițială și aria secțiunii transversale inițiale în timpul testului se înregistrează diagramă întindere și sarcina maximă după testare se înregistrează o lungime finită a probei, caracterizat prin aceea că, în timpul încercării se înregistrează în plus alungirile absolute din plastic elastic și absolut, iar după încercare, viscozitatea metalului este determinată de formula
a = (Ay + An) / (FΔLk),
în care se lucrează pentru realizarea alungirii elastice absolute;
Ap - lucrări pentru realizarea alungirii absolute a plasticului;
F este aria inițială a secțiunii transversale a probei de testare;
ΔLk este alungirea absolută absolută din diagramă.
Invenția se referă la ingineria mecanică, în special la metodele de determinare a proprietăților materialului pieselor atunci când se întăresc prin deformarea plastică.
Invenția se referă la o tehnică de testare și poate fi utilizată pentru încărcarea asimetrică (plană) asimetrică a eșantioanelor cruciforme de materiale în timpul încercării lor.
Invenția se referă la o tehnică de testare și poate fi utilizată în teste pentru determinarea proprietăților viscoplastice ale materialelor.
Invenția se referă la ștanțarea foilor.
Invenția se referă la testarea echipamentelor și pot fi utilizate în determinarea caracteristicilor proprietăților mecanice ale materialelor foaie într-un biaxială în inginerie mecanică, auto, aviație și alte industrii.
Invenția se referă la ștanțarea foilor.
Invenția se referă la industria constructoare de mașini.
Invenția se referă la ștanțarea foilor.
Invenția se referă la domeniul investigării caracteristicilor mecanice ale materialelor supuse tratării metalelor prin presiune, în special evaluarea proprietăților de plastic.
Invenția se referă la dispozitive de testare și pot fi utilizate pentru încercări mecanice, în special testele pe specimene de rezistență și de fluaj pe termen lung materialele testate într-un reactor nuclear.
Invenția se referă la ștanțarea foilor