ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Установки для исследования твердости материалов в широком диапазоне температур из "Механические испытания материалов при высоких температурах " Для изучения твердости материалов при высоких температурах нами созданы две специальные установки УВТ [18, 19, 27, 152] и УВТ-2 [26, 28, 152]. В установке УВТ твердость измеряется в инертной среде, а в УВТ-2 — как в инертной среде, так и в вакууме. Имеется автоматизированный вариант последней установки — УВТ-2М [152]. Установки предназначены для исследования твердости материалов в интервале температур 300—3300 К. [c.42] В качестве материала радиационного нагревателя выбран вольфрам. Нагреватель имеет специальную форму (рис. 17) без вырезов и отверстий. Выбор такой конструкции обеспечил устойчивую работу СГТ1 нагревателя при температурах, близких к точке плавления вольфрама надежность V 1 электрического контакта и крепления нагревателя к токоподводам сведение к минимуму термических напряжений в нагревателе возможность пирометрического контроля температуры образца, индентора и нагревателя, а также тепловой экранировки нагревателя. [c.43] Прибор для измерения твердости является основной частью установки УВТ. Его принципиальная схема приведена на рис. 19. Прибор помещен в стальную водоохлаждаемую вакуумную камеру с двойными стенками, которая после откачки форвакуумным насосом типа ВН-2МГ (через штуцер 9) заполняется очищенным инертным газом до требуемого избыточного давления. Камера состоит из корпуса 2 и основания 1. В ней смонтированы основные узлы система нагрева, система индентора, устройства подачи и нагружения образцов, тарировки нагрузки и др. [c.43] Система нагрева включает ленточный нагреватель 10, два медных водоохлаждаемых токоввода 4 с клиновыми зажимами для крепления нагревателя и два пакета тепловых экранов—вертикальный и горизонтальный из вольфрамовой, мглибденовой н никелевой жести. [c.44] Испытуемый образец устанавливают в камере на столике 13. Термопара 16 проходит через сверление в столике и касается основания образца. Термопарами 14 можно измерять температуру нагревателя в двух точках. С помощью пирометра температуру образца, индентора, стола и нагревателя измеряют через окно 3 с кварцевым стеклом. [c.46] Система индентора состоит из вмонтированного в оправку индентора 5, державки индентора 6 с сильфонным уплотнением, устройства для регулировки смещения индентора и нагружающего устройства. В качестве наконечника индентора используют монокристаллы искусственного сапфира либо карбидные вставки, вмонтированные в оправки из чистого молибдена. [c.46] При испытании по методу статического вдавливания ось узла индентора смещают относительно оси образца, что позволяет путем поворота образца вокруг оси после каждого внедрения индентора нанести на поверхность образца по окружности до 30 отпечатков. Устройство смещения индентора включает шайбу 23 с эксцентричным отверстием, на которой смонтирована система индентора и грузов. Шайба помещена в кольцевое углубление корпуса 2, которое смещено относительно оси камеры и образца. Через накладное кольцо 22 шайба прижимается к корпусу. Кольцевые уплотнительные прокладки между шайбой и корпусом позволяют изменять величину смещения индентора без прекращения процесса испытания. [c.46] Нагружающее устройство состоит из набора съемных грузов 7, опирающихся на шариковую опору, и сменных тарированных пружин 8, обеспечивающих плавное нагружение образца. Первый груз создает на инденторе нагрузку в 10 Н, а второй и третий (в сумме с предыдущими)— соответственно 50 и 100 Н. [c.46] Система тарировки нагрузочного устройства позволяет устанавливать и проверять с большой точностью любую нагрузку в пределах 2—100 Н, которая прикладывается к образцу для нанесения отпечатка. При этом учитываются все потери на трение в направляющих и в сильфонном уплотнении и их изменение при нагреве камеры. [c.47] После нанесения очередного отпечатка по методу статического вдавливания поворачивают ходовой винт 17 за втулку делителя 20 с направляющей шпонкой 21 в новое положение (на П° 50 ), определяемое шариковым фиксатором 15, и повторяют процесс нагружения. По окружности образца наносят 30 отпечатков при различных температурах. Если необходимо нанести на образец большее количество отпечатков, с помощью устройства для смещения индентора устанавливают новое его положение. На образец можно нанести дополнительные отпечатки по нескольким окружностям, радиусы которых соответствуют значениям смещения индентора. Если отпечатки размещать на расстоянии 0,5 мм один от другого [И 11, то на образец диаметром 8 мм можно нанести свыше 100 отпечатков. [c.47] Для испытания конических образцов методом одностороннего сплющивания по схеме, представленной на рис. 12, индентор с наконечником заменяют пуансоном с плоским концом. Систему регулировки смещения индентора устанавливают в нулевое положение, при котором отсутствует смещение оси индентора относительно оси образца. [c.47] После испытания образец опусканием ходового винта выводят из печи до уровня верхней площадки основания и толкателем 12 перемещают в бункер 19. После этого процесс повторяется подают толкателем новый образец из магазина 11 на столик 13. [c.47] Устройство заполнения камеры инертным газом выполнено совместно с золотником бункера и позволяет извлекать испытанные образцы без прекращения испытания. [c.47] Установка снабжена очистителем, в котором инертный газ пропускается через активированный уголь, охлажденный до температуры жидкого азота. [c.48] Постоянное избыточное давление инертного газа (2 МПа) в рабочей камере прибора измерения твердости, создаваемое маностатом, позволяет сохранять постоянной нагрузку в процессе испытания. При отсутствии маностата в результате повышения температуры в камере будет нагреваться инертный газ и возрастать его давление (камера вакуумно уплотнена), что приведет к уменьшению нагрузки на образец. [c.48] Основное трансформаторное оборудование автотрансформатор РНО-250-10 и силовой трансформатор ОСУ-20/6, форвакуумный насос ВН-2МГ. [c.49] Многие тугоплавкие сплавы предназначены для работы в вакууме. Максимальное приближение условий испытания к условиям эксплуатации требует определения твердости этих сплавов в вакууме в интервале температур 300—2300 К и в отдельных случаях в интервале 77—3300 К. [c.49] В установках УВТ-2 и УВТ-2М твердость измеряется теми же методами и в тех же интервалах температур, что и в установке УВТ. [c.49] Для измерения твердости при низких температурах до 77 К на столике прибора устанавливают ванночку и образец помещают непосредственно в охлаждающую жидкость. Наконечник индентора также опускают в охлаждающую жидкость. Температуру образца измеряют с помощью термопар (хромель — алюмель, медь — константан). [c.49] Установка УВТ-2 отличается от установки УВТ только возможностью работы в вакууме. [c.49] Вернуться к основной статье