ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Методика изучения твердости материалов при температурах до из "Механические испытания материалов при высоких температурах " До проведения исследований авторов наивысшая температура испытаний твердости достигала лишь 1920 К и 2130 К [152, 220] (см. табл. 1). Поэтому для изучения твердости материалов при [температурах до 3300 К потребовалось сконструировать установки и разработать методики, которые позволили бы существенно повысить температуру измерений. [c.29] Для определения твердости тугоплавких материалов при высоких температурах использовался метод статического вдавливания индентора в виде правильной четырехгранной пирамиды с углом 136° между противоположными гранями при температурах 300—2300 К и метод одностороннего сплюш,ивания конических образцов с углом 120° при вершине, который оказался удобным для еще более высоких температур (до 3300 К). [c.29] Отпечатки при вдавливании пирамиды получаются геометрически подобными, поэтому при измерении твердости этим способом соблюдаются условия механического подобия и результаты испытаний не зависят от величины нагрузки Р. [c.29] Результаты испытания представлены на рис. 6 и 7. [c.30] Для выяснения влияния величины нагрузки на твердость проведены испытания наклепанного молибдена при температурах 290 и 1870 К и нагрузках от 1,962 до 98,1 Н (рис. 8 и 9). Продолжительность нагружения составляла 60 с. [c.31] Согласно многим экспериментальным данным твердость по методу статического вдавливания (индентор в виде конуса или стандартной пирамиды) не зависит от нагрузки при Р 4,9 9,8 Н (макротвердость). Однако при измерениях микротвердости (Р 4,9 9,8 Н) с уменьшением нагрузки были обнаружены отклонения от закона подобия как в сторону возрастания, так и в сторону снижения [130]. [c.31] Проведенные исследования не дают однозначного ответа на вопрос о том, как влияет нагрузка на величину микротвердости, поэтому до сих пор нет обш,епринятого объяснения зависимости микротвердости от величины нагрузки [46, 51, 63, 67, 109, 124, 130, 133, 209]. [c.31] Из приведенных данных следует, что для соблюдения условий подобия при измерении твердости в условиях высоких температур целесообразно увеличить нагрузки на ИЕ1денторе. [c.32] Перед нанесением отпечатка образец и индентор поме-ш,али на расстояние, приблизительно равное (1—2) 10 м один от другого, и нагревали до одинаковой температуры от одного ленточного вольфрамового нагревателя. [c.32] В качестве наконечника индентора для измерений твердости при температурах выше 1370 К используют монокристаллы синтетического корунда (сапфира AljOg). Нами установлено, что сапфировый наконечник хорошо работает до 2030 К, но при несколько более высокой температуре (около 2070 К) происходит его сплющивание [18, 20]. [c.32] Таким образом, предельная температура испытания зависит от материала наконечника. [c.32] Использование метода статического вдавливания для измерения твердости при температурах выше 2030 К потребовало поиска новых твердых тугоплавких материалов для изготовления индентора. Результаты специально проведенных исследований показали, что для испытаний твердости тугоплавких карбидов при температурах до 2300 К можно использовать инденторы из карбида бора В С, а также ряда других карбидов и сплавов на их основе [71, 89, 176, 178, 177]. к, По мере повышения температуры резко возрастает скорость испарения материалов нагревателя, образца, корпуса индентора, тепловых экранов. Например, при повышении температуры от 2000 до 2800 К скорость испарения вольфрама возрастает в 5 000 000 раз [83]. Испарение приводит к образованию металлической пленки конденсата на поверхности индентора. Эта пленка вносит погрешности при измерении твердости и вызывает схватывание наконечника с образцом. [c.32] Для определения твердости по методу статического вдавливания использовали образец, имеющий форму цилиндра диаметром 8 10 м и высотой (5—7) 10 м, один из торцов которого для испытания по методу одностороннего сплющивания дополнительно обрабатывали на конус с углом при вершине 120 (рис. 10). [c.33] Нагрузка на образец Р, передаваемая пуансоном, принята равной 49,05 Н, выдержка образцов под нагрузкой 60 с. [c.34] Меллок [226, 227] установил, что твердость, измеренная по методу одностороннего сплющивания, при Р = = 4,905 ч- 49,05 Н не зависит от нагрузки. [c.34] В процессе нагрева образца и пуансона между ними устанавливали расстояние (1—2) 10 м, что позволяло нагревать их до одинаковой температуры. [c.34] Сравнение полученных нами данных о твердости вольфрама, молибдена и ниобия (табл. 2) показывает, что при высоких температурах вольфрам приблизительно в 3 раза тверже молибдена и значительно тверже ниобия. [c.35] Поэтому вольфрам можно использовать для изготовления пуансонов при испытании молибдена и ниобия. [c.35] На рис. 14 приведены данные измерения твердости вольфрама и молибдена двумя методами. Каждое значение твердости, полученное при статическом вдавливании, представляет среднее шести — девяти измерений на трех образцах. [c.35] Результаты измерения твердости путем одностороннего сплющивания и статического вдавливания хорошо совпадают. [c.35] Вернуться к основной статье