Способ испытания материалов на усталость в коррозионной среде

 

Изобретение относится к машинои судостроению и может быть использовано при испытании материалов на усталость в коррозионной среде. Целью изобретения является повышение производительности способа. Образец материала подвергают двухступенчатому блочному нагружению до разрушения, причем большее напряжение спектра равно ординате точки пересечения кривых усталости образцов материала в данной коррозионной среде, угловой коэффициент кривой усталости определяют исходя из теории линейного накопления усталостных повреждений, а начальную абсциссу - по ее зависимости от углового коэффициента

СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕ ННО Е ПАТЕ НТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (я)з G 01 N 3/32, 17/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

0 " N =- 10

C= am+ b, (2) а = ig an

Ь = IgNn, (4) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.1 (21) 4905687/28 . (22) 25.01.91 (46) 07,07.93, Бюл; N 25 . (71) Одесский институт инженеров морского флота (72) Н.В.Олейник, С.П,Скляр и В.M, Бессараб (56) Авторское свидетельство СССР

:М 1686919; кл. 6 01 N 17/00, 1990„ (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ

НА УСТАЛОСТЬ В КОРРОЗИОННОЙ CPEAE (57) Изобретение. относится к машино- и судостроению и может быть использовано при

Изобретение относится к машино- и су-достроению и может быть использовано при испытании материалов на усталость в кор. роэионной среде. . Известен способ испытания материа. лов, в коррозионной среде, заключающийся в том, что образец материала. подвергают в . коррозионной среде блочному нагружению с дискретным изменением напряжений в спектре до разрушения и определяют кривую усталости по следующей зависимости где a— - текущее значение напряжения, N— текущее значение числа циклов, m и С— коэффициенты кривой усталости, по которой судят о прочности материала (1).

Недостатком указанного способа является низкая производительность, Целью изобретения является повышение производительности путем исключения

„„Я2„„1826030 А1 испытании материалов на усталость в коррозионной среде. Целью изобретения является повышение производительности способа. Образец материала подвергают двухступенчатому блочному нагружению да разрушения; причем большее напряжение спектра равно ординате точки пересечения кривых усталости образцов материала в данной корразионной среде, угловой коэффициент кривой уСталости определяют исходя иэ теории линейного накопления усталостных повреждений. а начальную абсциссу — по ее зависимости от углового коэффициента. необходимости нагружения дополнительных образцов, Ожидаемый экономический эффект при- проведении одного испытания по ниже изложенной схеме составляет 360 руб.

С указанной целью нагружение осуществляют при двухступенчатом спектре напряжений при большем напряжении спектра. равном ординате точки пересечения кривых усталости образцов материала в данной коррозионной среде, а коэффициент

С определяют из следующих соотношений где an u Nn — соответствующие координаты указанной точки пересечения.

1826030

Способ испытания материалов на усталость в коррозионной среде осуществили при нагружении на изгиб в 10%-ном растворе KCI свободной оси диаметром 30 мм с .кольцевой аыточкой, изготовленной из стали 45 (ГОСТ 4543 71). Нагруженйе,проводили при дсухступенчатом спектре 1 напряжений (число ступеней К= 2). Большее. напряжение Ф назначили с учетом значения коэффициента а зависимости (2) в данной коррозионной среде о =. 10- = 10

2,4

251,2 МПа, меньшее напряжение приняли равным o2= 180 МПа.

Объем блока нагружения приняли равным п5 =. 30 10 циклов. Длительность действия напряжений о и с в блоке приняли им- 4,5 10 и п25 = 25,5 10 . циклов. Следовательно, относительные длительности дей-ствия напряжений составили: )В1- пи/п5

=4,5 10 /30 10 = 0,15 и @= п25/n5 =

-25,5 10 /30 10 = 0,85 (p1+pz= 0,15+ 0,85=

- 1,0).

Долговечность до разрушения оси при . принятых характеристиках спектра напряжений составила N = 1276 10 циклов, По з ней и по коэффициенту Ь = 5,636 зависимости (2) в данной коррозионной среде —. 10%ном растворе KCI — определили параметр m индивидуальной кривой корроэионной усталости оси:

При двухступенчатом спектре напряже25 ний

30 где а =.о2/о ; o2 — меньшее из напряжений.

Существование зависимости между параметрами кривой усталости в виде (2).свидетельствует о том, что кривые усталости в данной среде пересекаются в одной точке; а координатами точки пересечения в.логарифмической системе координат будут.

1Яйп = Ь, Ig on = а. При коррозионной уста-. лости точка N,,,o„находится в реальной.

40 области. TQK, для 107-ного раствора КС1 (а = 2,400, Ь = 5,636). о — около 250 Мйа, а

N> более 4 10 циклов. Так как в предлагае-

5 мом способе принимают 01= ), то долговечность N> при регулярном нагружении на

45 уровне о1 будет равна й)). т.е. 10 . Тогда, выражая o>m из уравнения кривой усталости а) = 10 + /N

50 и принимая N g - йл -10b, выражение (6) можно представить в виде и =1о г p + д) р)

Данный способ отличается от прототипа тем, что нагружение осуществляют при двухступенчатом спектре напряжений, причем большее напряжение спектра равно ординате.точки пересечения кривых усталости . образцов материала в данной коррозион- ной среде. в =(1Я(10ь "Р1М ) — 1ЯМ 1Я Р21/Ig(oz/o)) = фЯ(10 -0,15 1276.10 ) - Ig 1276 10- lg 0,85): 1Я(180/251,2) = 4.512 . (5) Параметр С индивидуальной кривой усталости определили по зависимости (2):

С =- 2,400 4,512 + 5,636 = 16,464:

При проведении. испытаний исходили из следующего.

Так как при коррозионной усталости линейная гипотеза суммирования усталостных повреждений удолветворительно выполняется, суммарную долговечность

Й < в предположении, что кривая усталости подчиняется степенному уравнению, можно найти иэ выражения где К вЂ” Ьсло ступеней.в спектре напряже0 ний; p) — относительная .длительность. нагружения напряжением о1; й) — долговечность по кривой коррозионной усталости на уровне ol регулярного наружения, а i/о1., 5 oI и а1 — I-e и максимальное напряжение спектра.

С .учетом зависимости.(2) между параметрами степенного уравнения кривой усталости можно записать

После логарифмирования выражения (7) получаем алгебраическое выражение гп = (19(10 - plN ) - 1Яй - 19 Р2РЯ.G

Я Я

1826030

f19(10 -p1N+) - igN fg ф2Р9(02!гоп), которое и использовано в формуле (5) при определении индивидуального. параметра .m испытанной оси в данной коррозионной среде. Индивидуальный параметр C ocu найден, как отмечалось, по формуле (2) при уже известном параметре m.

15 С-am+ Ь, а 19 Ой

Ь-Ig Nn где o - текущее значение напряжения;

Составитель А. Грунина .

Техред М.Моргентал Корректор И. Шмакова

Редактор С. Рожкова

Заказ 2317 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4J5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 формула изобретения

Способ испытания материалов на усталость в коррозионной среде, заключающийся в том, что образец материала подвергают в коррозионной среде блочному нагруже ниюсдискретным изменением напряжений в спектре до разрушения и определяют кривую усталости по следующей зависимости: (f и 10, N — текущее значение числа циклов;

С вЂ” коэффициенты кривой усталости, по которой судят о прочности материала, отличающийся тем, что, с целью

5 повышения производительности путем исключения необходимости нагружения дополнительных образцов, нагружение осуществляют при двухступенчатом. спектре напряжений при.большем напряжении

10 спектра, равном ординате точки пересечения кривых усталости образцов материала в данной коррозионной среде, а коэффициент

С определяют из следующих соотношений:

20 где cb и и — соответствующие координаты. " указанной. точки пересечения..