способ оперативной оценки механических свойств конструкционных сталей типа зохгса

Формула изобретения

СПОСОБ ОПЕРАТИВНОЙ ОЦЕНКИ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ ТИПА ЗОХГСА, заключающийся в определении величины временного сопротивления разрушению, отличающийся тем, что при исследовании разрушенных деталей из определенной конструкционной стали измеряют толщину зоны разрушения сдвигом на поверхности излома разрушенной детали, а величину временного сопротивления разрушению металла разрушенной детали определяют по графику корреляционной зависимости толщины зоны разрушения сдвигом от временного сопротивления разрушению, предварительно построенному для этого же материала.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к исследованию свойств металлов и сплавов, из которых изготовлены детали машин, в целях установления причин их разрушения при расследовании поломок, аварий и катастроф транспортных машин, в частности при расследовании летных происшествий, в полевых условиях.

Известен способ оперативной оценки механических свойств металлов и сплавов, заключающийся в измерении твердости материала на специально изготовленных образцах (темплетах) из заготовок, вырезанных из деталей.

Способ позволяет через измеренную величину твердости материала определить его временное сопротивление разрушению, так как между твердостью материала и его прочностными характеристиками существует корреляционная связь.

Известен способ определения механических свойств материала деталей машин (временное сопротивление разрушению _b), заключающийся в изготовлении из деталей заготовок и стандартных образцов из них, проведении лабораторных испытаний этих образцов на разрыв, измерении усилий, общей площади поверхности излома и последующей обработке результатов испытаний с целью получения величины временного сопротивления разрушению.

Известный способ обладает ограниченными технологическими возможностями для его реализации в полевых условиях, так как требует наличия материально-технической базы для изготовления образцов и проведения их испытаний.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей известного способа, позволяющее снизить трудоемкость способа и повысить его оперативность для использования в полевых условиях.

На фиг. 1 показан стандартный образец после испытания на растяжение, поперечное сечение; на фиг. 2 - корреляционная зависимость для стали 30ХГСА _c = f (_в).

Способ включает испытания на разрыв стандартных образцов из определенного сплава, термообработанного на различные уровни механических свойств, с определением величин временного сопротивления разрушению. Количество образцов выбирают из условия получения статистических достоверных данных. На поверхностях изломов образцов измеряют толщину зоны разрушения сдвигом _c (фиг. 1) и строят график корреляционной зависимости величины временного сопротивления разрушению _в от толщины зоны разрушения сдвигом _c = f (_в) (фиг. 2). В полевых условиях на поверхности излома детали измеряют толщину зоны разрушения сдвигом _c, а величину временного сопротивления разрушению определяют с помощью предварительно построенного графика зависимости _в от толщины зоны разрушения сдвигом для данного материала.

Способ основан на зависимости величин геометрических размеров зоны разрушения сдвигом определенного конструкционного материала от его механических свойств, причем указанная зависимость остается постоянной в широком диапазоне изменения температур и скоростей нагружения.

Методика построения корреляционной зависимости состоит в следующем.

Изготавливаются стандартные образцы из "сырой" (не термообработанной) конструкционной стали; образцы разбивают на группы (в группе не менее 3-х) и каждую группу подвергают своему режиму термообработки для получения различных механических свойств.

Все образцы испытывают на растяжение до разрушения с определением _в; проводят измерение толщины зоны разрушения сдвигом _c на всех группах образцов (не менее трех измерений на каждом образце).

Выполняют статистическую обработку результатов измерений; строят график корреляцинной зависимости _c = f (_в).

П р и м е р. Требовалось определить соответствие механических свойств материала балки шасси заданным (сталь 30ХГСА). Предварительно по результатам испытаний образцов из стали 30ХГСА с различной термообработкой была построена зависимость толщин "губ среза" от величин временного сопротивления разрушению _в (фиг. 2). Непосредственно на поверхности излома балки шасси были проведены измерения толщины "губ среза" и после обработки результатов была получена величина _c 0,21 мм. На графике _c =f (_в) этой величины соответствует величина _в 122 кгс/мм², что соответствовало заданному диапазону свойств материала для балки шасси _в =120+10 кгс/мм²). Испытаниями на разрыв стандартных образцов, изготовленных из балки шасси, установлено, что _в =117-126 кгс/мм².

Использование способа оперативной оценки механических свойств металлов и сплавов обеспечивает по сравнению с известным способом большие технологические возможности, заключающиеся в сокращении времени и трудозатрат для определения механических свойств материалов деталей в полевых условиях, обеспечении обоснованного отбора деталей и силовых элементов конструкции для последующего исследования их в лабораторных условиях: сокращения прорабатываемых версий при исследовании причин поломок, аварий и катастроф транспортных машин и сооружений. Способ позволяет оперативно провести экспертную оценку механических свойств конструкционных материалов в полевых условиях.