Способ испытания конструкционных материалов на долговечность

 

Изобретение относится к электрохимии, в частности к испытанию электрохимическими методами конструкционных материалов на долговечность при циклической двуосной деформации в процессе наводороживания. Цель изобретения - повышение достоверности и экспрессности испытаний. При наводороживании испытуемого образца и одновременной циклической его деформации происходит охрупчивание материала образца и появление на нем трещин. В момент появления трещин, являющихся начальной стадией разрушения образца, ионы водорода проникают на нерабочую поверхность образца, создавая на границе раздела образец - электролит, находящейся за пределами межэлектродного пространства, скачок концентрации ионов водорода ΔС<SB POS="POST">H</SB>(РНраствора). Продолжительность обработки образца до появления трещин, фиксируемое PH-метром, служит своеобразным критерием долговечности конструкционного материала. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 С 0 1 N 17/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4374445/31-25 (22) 23.12.87 (46) 15,02.90. Бюл. У 6 (72) Г.В.Жуков, Г.Л.Шатровский, Л.С.Палатник, М.Н.Набока и В,П,Никитский (53) 543.257.1 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР и 351120, кл. G 01 N 3/00, 1964.

Авторское свидетельство СССР и 970186, кл. G 01 N 17/00, 1982. (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ДОЛГОВЕЧНОСТЬ (57) Изобретение относится к области электрохимии, в частности к испытанию электрохимическими методами конструкционных материалов на долговечность при циклическо" двуосной деформации в процессе наводороживания.

Изобретение относится к электрохимии, в частности к испытанию электрохимическими методами конструкционных материалов на долговечность при циклическом их нагружении в процессе наводороживания.

Цель изобретения - повышение достоверности и экспрессность измерений, приближение способа испытаний к условиям, близким к эксплуатационным (и расширение функциональных воэможностей устройства.

На чертеже показано устройство, поясняющее данный способ, Устройство выполнено в виде полого цилиндра 1 из оргстекла, зактытого с одной стороны дном 2, а с дру„„SU„„1543305 А1

2 ,Цель изобретения — повышение достоверности и экспрессности испытаний. При наводороживании испытуемого образца и одновременной циклической его деформации происходит охрупчивание материала образца и появление на нем трещин. В момент появления трещин, являющихся начальной стадией разрушения образца ионы. водорода проникают на нерабочую поверхность образца, создавая на границе раздела образецэлектролит, находящейся за пределами межэлектродного пространства, скачек концентрации ионов водорода и С„,(рН раствора). Продолжительность обработки образца до появления трещин, фиксируемое рН-метром, служит своеобразным критерием долговечности конструкционного материала. 1 ил. гой стороны - крышкой 3 с накидной гайкой. Дно крепится к цилиндру четырьмя болтами 4. Для обеспечения герметичности соединения дно входит во внутреннюю полость цилиндра на тугую посадку и имеет кольцевои паз с вклеенным в него уплотнением иэ вакуумной резины ° Крышка 3 навинчивается на цилиндр 1 с помощью трубной резьбы, нарезанной на цилиндре и крышке. В этом случае уплотнение создается с помощью резиновой прокладки

6, насаживаемой на ось стержня 7 и металлической шайбы - прокладки 8.

Кроме того, уплотнение в этой части устройства создается с помощью поршня 9, соединенного со стержнем 7

1543305 шпонкой 10, на котором сделано две кольцевые проточки 11 со вставленной в них вакуумной резиной. Во внутренней полости цилиндра 1 размещено три тонкостенных цилиндра 12-14 из орг5 стекла, которые заполняются электролитом, и два держателя электродов

15. Для удобства сборки указанные цилиндры и оба держателя электродов имеют продольный паз под монорельс

16 из оргстекла по которому они перемещаются при сборке устройства. Цилиндр 12 имеет прорезь под стеклянный электрод 17, электрод 18 сравнения и цилиндр 13 — отверстие под приспособление 19 для соединения с маномет ром для измерения давления в рабочей камере устройства. Приспособление

19 и токопроводы 20, 21 для подвода поляризующего тока соответственно к рабочему и вспомогательному электродам проходят через отверстия с резьбой в теле цилиндра 1. Уплотнение в отверстиях осуществляется в местах 25 соприкосновения конических частей указанных приспособлений с конической частью отверстий в теле цилиндра

1. Уплотнение при установке измерительных электродов 17 и 18 осуществляется с помощью эпоксидной шпатлевки либо другим способом. Держатели электродов состоят из двух шайб из оргстекла, которые соединяются при помощи шпонок и латунного зажима 22, 35 осуществляющего электрический контакт рабочего или вспомогательного электрода со стержнями 23 токоподводов

20 и 21. Надежность контакта обеспечивается пружинами 24. Электроды представляют собой; рабочий 25 — из фольги исследуемого материала, вспомогательный 26 - в виде спирали из платиновой проволоки либо сетки из нержавеющей стали.

Подсоединение источника питания электролитической ячейки и измерительных приборов осуществляется через токоподводы и токосъем с помощью болтов 27. Прогиб электрода измеряется приспособлением 28.

Сборка устройства осуществляется в следующей последовательности.

Вначале к цилиндру 1 крепится дно 2 и вставляется монорельс 16 с закрепленным на нем приспособлением

)28. Затем собирается, рабочий и вспомогательный электроды, после чего по монорельсу задвигаются: цилиндр 12 и рабочий электрод в держателе. Затем завинчивается токосъем с проверкой надежности контакта между рабочим электродом и токопроводом к нему, задвигается цилиндр 14, поршень 9 и навинчивается крышка 3. После выполнения этих операций производится заполнение устройства электролитом: полость цилиндра 12 заполняется через отверстия под электроды 17, 18, а полость цилиндров 13 и 14 - через отверстие под приспособление 19. Уровень заливки электролита проверяется визуально и через вышеуказанные отверстия с помощью полости фильтровальной бумаги, Затем устанавливаются и уплотняются измерительные электроды

17, 18 и завинчивается приспособление

19. Болтами 27 производится подсоединение устройства к источнику питания, а измерительные электроды 17, 18 подсоединяются к рН-метру., после чего устройство готово к работе.

Образец герметично закрепляют в электролитической ячейке, наводораживают его при электролизе при одновременном циклическом его нагружении и измеряют скачок концентрации водородных ионов (рН раствора) у поверхности образца, находящейся за пределами межэлектродного пространства, отвечающий начальной стадии разрушения конструкционного материала, а долговечность материала оценивают по продолжительности наводораживания до появления скачка.

Электрическая ячейка при этом снабжена поршнем, совершающим возвратно-поступательное движение и изменяющим периодически гидростатическое давление, деформирующее циклически испытуемый образец. Электролитическая ячейка снабжена также манометром.

В качестве электролита используют

15-20"ь-ный (вес Ф) водный раствор

К СО,.

Поскольку в процессе электролиза выделяется как водород, так и кислород, причем оба газа насыщают электролит, то с целью повышения взрывобезопасности устройства, поверхность вспомогательного электрода берется на порядок больше поверхности рабочего электрода.

Способ позволяет подвергать испытуемый образец наводораживанию при одновременном его деформационном циклическом нагружении в среде элект

Составитель А.Щитов Редактор М, Недолуженко Техред М. Ходанич

Корректор О.Ципле

Заказ 396 Тираж 484 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óærîðoä, ул. Гагарина,101

5 15"330 ролита, что повышает экспрессность и достоверность оценки долговечности конструкционных материалов, приближая условия испытаний к эксплуатациОнным.

Формула изобретения

Способ испытания конструкционных материалов на долговечность, включающий циклическое нагружение образцов из фольги или пленок, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и экспрессности

6 испытаний, путем приближения их к эксплуатационным условиям, образец размещают в герметизированной элект рохимической ячейке, наводораживают образец в процессе электролиза при одновременном циклическом нагружении и измеряют концентрацию ионов водорода у нерабочей поверхности образца, находящейся за пределами межэлектрод-( ного пространства, причем долговечность определяют по появлению .скачка концентрации ионов водорода.