способ акустическо-эмиссионного определения момента возникновения начальной пластической деформации

Формула изобретения

Способ акустическо-эмиссионного определения момента возникновения начальной пластической деформации, при котором осуществляют измерение сигналов акустической эмиссии при деформации металла, отличающийся тем, что измерение сигналов акустической эмиссии осуществляют при вдавливании индентора в зоне его отпечатка, устанавливают зависимость усилие вдавливания - суммарное число импульсов акустической эмиссии, а за момент возникновения начальной пластической деформации принимают начало изменения хода этой зависимости.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при определении механических свойств металла изделий.

При определении механических характеристик материалов, в том числе при определении модуля упругости и предела пропорциональности, а также при построении диаграммы деформирования в упругой области и в области малых пластических деформаций, большое значение имеет правильное определение момента возникновения начальной пластической деформации.

Известен способ определения момента возникновения начальной пластической деформации, возникающей при вдавливании прозрачного сферического индентора, основанный на оптическом контроле наличия начального остаточного отпечатка на контролируемой поверхности (см. М.П.Марковец, Определение механических свойств металлов по твердости. -М., Машиностроение, 1979, с. 159-161).

Недостатком этого способа является возможность наблюдения за отпечатком только с поверхности, в то время как известно, что при контактном взаимодействии сферического тела с плоской или криволинейной поверхностью максимальное напряжение, а следовательно, и начальная пластическая деформация возникают под поверхностью, поэтому последняя не может быть корректно обнаружена оптическим методом.

Известен способ акустическо-эмиссионного определения момента возникновения начальной пластической деформации, при котором осуществляют измерение параметров акустической эмиссии при деформации образца металла, а за момент возникновения начальной пластической деформации принимают момент появления сигналов акустической эмиссии (см., В.А.Грешников, Ю.Б.Дробот. Акустическая эмиссия. Москва, Издательство стандартов, 1976, с. 118). Этот способ основан на том, что чисто упругие деформации не могут являться источником акустической эмиссии и регистрация ее в зоне упругих деформаций конструкционных материалов свидетельствует о появлении в них пластических деформаций. Однако недостатком известного способа является низкая точность определения момента возникновения начальной пластической деформации. Это связано с тем, что появление сигналов акустической эмиссии связано с появлением пластически деформируемых микрообъемов уже при низкой нагрузке из-за неравномерного распределения деформаций между кристаллитами при деформировании поликристалла, при этом момент возникновения начальной пластической деформации может отличаться для разных образцов.

Задачей изобретения является повышение точности определения момента возникновения начальной пластической деформации, а также обеспечение возможности определения момента возникновения начальной пластической деформации при нагружении металла непосредственно в конструкции.

Поставленная задача решается за счет того, что в акустическо-эмиссионном способе определения начальной пластической деформации, при котором осуществляют измерение сигналов акустической эмиссии при деформации металла, измерение сигналов акустической эмиссии осуществляют при вдавливании сферического индентора в зоне его отпечатка, устанавливают зависимость усилие вдавливания - суммарное число импульсов акустической эмиссии, а за момент возникновения начальной пластической деформации принимают начало изменения хода этой зависимости.

Предложенный способ позволяет выявлять возникновение первой пластической деформации под поверхностью металла, где начинается ее зарождение, при этом повышается точность определения механических свойств металла. Кроме того, использование индентора позволяет осуществлять определение момента возникновения начальной пластической деформации непосредственно в конструкции.

На чертеже представлено изображение зоны деформаций при вдавливании индентора, а также графики зависимостей усилие вдавливания - суммарное число импульсов акустической эмиссии.

Способ осуществляют следующим образом. Индентор снабжают кольцевым опорным акустическо-эмиссионным датчиком или устанавливают акустическо-эмиссионный датчик непосредственно в индентор. Осуществляют вдавливание индентора и при этом одновременно осуществляют измерение акустико-эмиссионного сигнала в зоне отпечатка, устанавливают зависимость усилие вдавливания - суммарное число импульсов акустической эмиссии, а момент возникновения начальной пластической деформации определяют по началу изменения хода зависимости усилие вдавливания - суммарное число импульсов акустической эмиссии (см. чертеж).

Использование описанного способа позволяет существенно повысить точность определения модуля упругости E и предела пропорциональности, а также построения диаграммы напряжение-деформация в упругой области и в области малых пластических деформаций.