Способ определения твердости материалов

 

11 i) 5468I I

О II И С А"-И- И "Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ьюз Советских

Социалистических

Реслублих

1 ! (51) М. Кч б 011Ч 3/54 (61) Дополнительное к авт. свид-ву 532039 (22) Заявлено 25.11,71 (21) 1717620,28 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15.02,77. Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 30.03.77

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 620.178.152 (088.8) ло делам иэобретеиий и открытий (72) Автор изобретения (71) Заявитель

В. М. Баранов

Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-физический институт (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТВЕРДОСТИ МАТЕРИАЛОВ

1/Л е ЛЛ.!f1 Af2lf2

У ив 7 0

-"i a где

30

Изобретение относится к способам определения физико-механических свойств материа-, лов с помощью механических колебаний образца.

По основному авт. св. № 532039 известен способ определения твердости материалов, заключающийся в том, что в образец вдавливают заданным усилием индентор, возбуждают резонансные колебания последнего, регистрируют изменение резонанснь|х свойств индентора при вдавливании, по которому определяют площадь контакта индентора с образцом и соответствующее ей число твердости.

Недостатком известного способа является низкая точность определения твердости малых образцов при высоких температурах, так как при проведении испытаний на малых образцах при высоких температурах возможны погрешности измерения, обусловленные малыми размерами образца и тем, что стержень с пьезодатчиком находится в неоднородном поле температур из-за необходимости охлаждения пьезодатчика и при высоких температурах физические свойства индентора меняются, поэтому невозможно контролировать изменение физических свойств индентора.

Известен способ опеределения твердости материалов, заключающийся в том, что в образец вдавливают заданным усилием индентор, возбуждают резонансные колебания образца, регистрируют изменение резонансных свойств образца прп вдавливании, по которому определяют площадь контакта инде1ггора с образцом н cooTQoòñòâóþùeå ей число твердости.

Недостатком 11звестного спосооа является недостаточная точность, обусловленная возможпостыо изменения резонансных свойств образца, например, пз-за изменения температурыы.

10 С целью повы пения точности возбуждают колебания ооразца па двух резонансных частотах, которые выбпра1от пз условия обеспечения располсженпя точки вдавливания индентора возможно близко к пучностн колебаний

15 образца для одной частоты и к узлу колебаний для другой частоты н определяют площадь конта1.та инде 1тора с образцом IIQ соотношеншо

S„— площадь поверхности контакта пндентора с образцом;

Л 1 и Л,"; — изменение резонансной частоть; пз-за контакта с индентоРО;1; сс1 и а — коэффициенты пропорциональности между площадью контакта образца с индентором и соответствующим изменением резонансных частот.

546811 резонансных частот (определяются при нормальной температуре для данного материала и для данных форм колебаний и остаются постоянными в течение проведения эксперимента).

Формула изооретенпя

w /gS М/Р 1 Ма/1г

1 к— 3 г1 "г где

Составитель Г. Коновалова

Техред Е. Жаворонкова

Корректор О. Тюрина

Редактор Г. Мозжечкова

Заказ 427/17 Изд. № 192 Тира>к 1054 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Способ предусматривает также использование образца в виде круглой пластины и возбуждение резонансных колебаний на частотах, соответствующих осесимметричным формам изгибных и радиальных колеоаний пластины.

Способ осуществляется следующим образом.

Исследуемый образец, имеющий форму круглой пластины, устанавливают на трех заостренных вертикальных стержнях, расположенных через 120 по окру>кности, диаметр которой составляет 0,65 — 0,7 от диаметра образца, один из которых служит возбудителем, а второй — приемником колебаний.

При выбранном расположении опор измерения проводят на двух резонансных частотах, соответствующих осесимметричным изгибным и радиальным колебаниям, так как узловые окружности этих колебаний имеют диаметры, равные соответственно 0,68 и 0,7 от диаметра о бр азца.

Индентор прижимают к поверхности образца в точке, удаленной от узловой окружности.

Резонансные частоты изменяются.

Относительное изменение частот различно для двух выбранных форм колебаний.

Площадь поверхности контакта индентора с образцом определяется из соотношения S 4/Л /fa/f

« к— t г1 гг

S„— площадь поверхности контакта индентора с образцом, Л/1 и hfz — изменение резонансной частоты из-за контакта с индентором, сг1 и аг — коэффициенты пропорциональности между площадью контакта образца с индентором и соответствующим изменением

1. Способ определения твердости материалов по авт. св. № 532039, отл ич а ющи и с я тем, что с целью повышения точности, возбуждают колебания образца на двух резонансных

15 частотах, которые выбирают из условия обеспечения расположения точки вдавливания индентора возможно близко к пучности колебаний образца для одной частоты и к узлу колебаний для другой частоты и определяют пло20 щадь контакта индентора с образцом по соотношению:

25 где S, — площадь поверхности контакта индентора с образцом;

Af< и Л г — изменение резонансной частоты из-за контакта с индентором;

39 сс1 и и2 — коэффициенты пропорциональности между площадью контакта образца с индентором и соответствующим изменением резонансных частот.

35 2. Способ по п. 1, отличающи йся тем, что используют образец в виде круглой пластины и возбуждают резонансные колебания на частотах, соответствующих осесимметричным формам нзгибных и радиальных колеба40 ний пластины.