Способ определения зоны пластичности у вершины трещины в конструкционных материалах

 

Изобретение относится к испытаниям материалов и конструкций на прочность , а именно к анализу процессов разрушения объектрв, содержащих трещины . Цель изобретения состоит в снижении трудоемкости и повышении точности определения размеров зоны. На поверхности объекта, содержащего трещину , выполняют шлиф, который помещают , например, в рентгеновский микроанализатор и устанавливают в нем распределение концентрации одного из легирующих.элементов, наиболее удаленного в периодической таблице от элемента матрицы вдоль направления, проходящего через трещину. Полученное распределение имеет скачок в конце зоны пластической деформации, разбивающейся вблизи трещины. Границы зоны скачка концентрации легирующего элемента по разным направлениям указывают границы зоны пластической деформации . 2 ил. с (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (511 4 G О1 N 23/225

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К д BTQPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3986392/24-25 (22) 05.12.85 (46) 07.05.88. Бюл. В 17 (72) С.В, Кущук, А.А. Тутнов и И.А. Тутнов (53) 621.386(088.8) (56) Броек Д. Основы механики разрушения. — M. Высшая школа, 1980, с. 90-98.

Авторское свидетельство СССР

Ф 894431, кл. " О . N 1/28,,1981 °

11пйегчоой I.Н. Measurement of

plastic strain istribution in the

regin of crack tip. — Ехр.Mechanics, 1969, р.296-304. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗОНЫ ПЛАСТИЧНОСТИ У ВЕРШИНЫ ТРЕЩИНЫ В КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛАХ (57) Изобретение относится к испытан ям материалов и конструкций на проч„„SU„„1394113 A 1 ность, а именно к анализу процессов разрушения объектов, содержащих трещины. Цель изобретения состоит в снижении трудоемкости и повышении точности определения размеров эоны. На поверхности объекта, содержащего трещину, выполняют шлиф, который помещают, например, в рентгеновский микроанализатор и устанавливают в нем распределение концентрации одного иэ легирующих.элементов, наиболее удаленного в периодической таблице от элемента матрицы вдоль направления, проходящего через трещину. Полученное распределение имеет скачок в кочце зоны пластической деформации, раз- а сО вивающейся вблизи трещины. Границы зоны скачка концентрации легирующего элемента по разным направлениям указывают границы зоны пластической де- С формации. 2 ил. комплект микроанализаторз. Анализ изменения концентрации титана осуществляется в направлении линий, радиально расходящихся от трещины.

При этом используются функциональные возможности установки Самевах" и проводится автоматическая запись концентрации элемента вдоль линии анализа. На гистограмме распределения титана (фиг. 1) вдоль линии анализа наблюдается скачок концентрации титана. Причем запись таких гистограмм в разных направлениях от вершины трещины 1 показывает, что скачок в изменении концентрации по разным направлениям анализа расположен на разных расстояниях от вершины трещины и на фиг. 2 показана обобщенная для всех направлений диаграмма границы 2 скачка концентрации титана в плоскости, содержащей трещину 1.

Таким образом, в плоскости, содержащей трещину, определяются границы пластической эоны у вершины трещины в конструкционных материалах с легирующими добавками. Для получения пространственного представления о границе и размерах зоны пластической деформации необходимо осуществить:послойное шлифование образца, определение rpаницы скачка концентрации (в приведенном примере титана) по данному слою и представить результаты одной диаграммой в пространственных координатах.

Формула изобретения

Способ определения зоны пластичности у вершины трещины в конструкционных материалах, включающий выявление трещины на поверхности образца посредством шлифовки, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения трудоемкости и повьппения точности определения размеров зоны, измеряют распределение концентрации одного из легирующих элементов, наиболее удаленных по номеру периодической системы элементов от номера элемента матрицы, вдоль лежащего в плоскости шлифа направления, идущего от трещины, и устанавливают размеры зоны пластической деформации по местоположению скачка распределения концентрации легирующего элемента.

1 !394113

Изобретение относится к испытаниям атериалов и конструкций на прочость, а именно к анализу процессов разрушения объектов, содержащих трещины. 5

Бель изобретения — снижение трудоемкости и повышение точности определения размеров эоны.

На фиг. 1 показано характерное распределение концентрации легирующе10 о элемента вдоль направления от треины; на фиг. 2 — границы зоны пласической деформации вблизи вершины рещины, 15

Предложенный способ основан на ом, что в поле напряжений, возникаюем в области трещины, происходит ерераспределение концентрации легирующих элемейтов. При этом экспери- 20 ментально установлено, что границы

,çîíû пластической деформации вблизи, вершины трещины совпадают с границами скачкообразного изменения концентрации одного из легирующих элементов, 25 наиболее удаленных в периодической таблице от элемента матрицы.

Пример. Образец для исследований из стали представляет собой балку ! сечением 3 3 мм, в которой с помощью 30 электроискрового станка сделан надрез. Ширина надреза 0,3 мм, глубина—

0,5 мм. Затем образец с надрезом подвергается циклическому нагружению (трехточечный изгиб) до появления за35 метной для невооруженного глаза трещины. После этого из образца вырезается с помощью электроискрового станка участок с трещиной (фиг. 2). Размеры вырезанной части определяются габаритами рабочего столика рентгеновского микроанализатора ° Затем обычным образом на поверхности, содержащей трещину, приготавливается шлиф. Подготовленный шлиф с выявленной трещиной помещают в колонну рентгеновского микроанализатора Самевах", В качестве элемента легирующей добавки стали, наиболее удаленного по номеру в периодической таблице Менделеева от расположения химического элемента матрицы, выбран титан. С помощью рентгеновского микроанализатора проводится изучение изменения концентрации титана по сравнению с интенсивностью

К -линии его спектра для эталонного образца чистого титана, входящего в 394113

Составитель Е. Сидохин

Редактор Г. Волкова Техред Л.Сердюкова

Корректор M. Максимишинец

Заказ 2214/40 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

ПроизволстRc пн.>-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4