ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Методика исследования микротвердости тугоплавких соединений из "Механические испытания материалов при высоких температурах " Изучение высокотемпературной микротвердости тугоплавких соединений связано с определенными методическими трудностями, обусловленными высокой твердостью и хрупкостью этих материалов при комнатных и повышенных температурах. На результаты измерения микротвердости влияет ряд факторов, связанных со свойствами используемого материала и особенностями применяемого для исследования прибора. [c.70] Определение микротвердости тугоплавких соединений требует решения ряда методических вопросов, главные из которых — выбор нагрузки на индентор, времени выдержки под нагрузкой и скорости нагружения, выбор материала индентора. [c.70] Испытания проводились на установке для определения микротвердости при высоких температурах УМТ-1. Образец диаметром 8 и высотой 5 мм (см. рис. 10) помещали на столике в герметичной камере установки, в которой в процессе испытания поддерживали давление 1,3-10 — 1 10- Па при натекании 4 Па м - с . С помощью теплового излучения от вольфрамового нагревателя образец и индентор нагревали до одной и той же температуры. Температура испытания контролировалась вольфрамрениевой термопарой, подведенной через полость в столике к основанию образца, где для надежности термического контакта ее спай прижимался штифтом к телу образца. В процессе опыта колебания температуры не превышали 2 —3°, а отклонение ее от номинала составляло не более 2%. Испытания проводили четырехгранным индентором с углом при вершине 136° 20. При температурах 300—1300 К в качестве материала индентора применяли алмаз, при более высоких (начиная с 1100 К) — карбид бора и его сплавы. [c.70] Размеры отпечатков снимали на металлографическом микроскопе с использованием винтового окуляр-микрометра М0В-М5 при 900-кратном увеличении. [c.71] Предельные относительные ошибки определения микротвердости карбидов и тугоплавких металлов составили соответственно 6 и 3,5%. Математическая оценка на основе выражения Стьюдента, дающего распределение средних значений при малом числе измерений, показывает, что при 10 отпечатках доверительный интервал определения микротвердости с вероятностью 0,95, например, для карбидов при твердости 2 lOi Н/м составляет 9 10 Н/м , а для металлов при твердости 3 10 Н/м — 9-10 Н/м . Измерение диагоналей отпечатков микротвердости после проведения испытаний дает значительно меньшую погрешность, чем непосредственно в процессе эксперимента с помощью микроскопа МВТ и длиннофокусного объектива МИМ-13С0 179]. [c.71] Исходя из рассматриваемого условия, величину нагрузки следует выбирать большей и при меньших температурах диапазона испытаний. Однако ее величина ограничивается, с одной стороны, требованиями, определяющими соотношение размеров отпечатка и исследуемого микрообъекта, и, с другой — образованием трещин вокруг отпечатка. [c.72] Для карбидов переходных металлов в рассматриваемом температурном диапазоне размеры отпечатков микротвердости соизмеримы с размерами структурных составляющих только при испытаниях в области высоких температур. На основании этого величину нагрузки следует корректировать при максимальных температурах исследуемого интервала в соответствии с указанным соотношением. [c.73] Как показывают испытания, карбиды и бориды даже при повышенных температурах сохраняют хрупкость, что вызывает образование трещин вокруг отпечатка. С увеличением нагрузки процесс трещинообразования становится более интенсивным и влияет на величину микротвердости. [c.73] Соблюдение одинаковой скорости нагружения на различных приборах создает идентичные условия режима испытаний и дает возможность сопоставить результаты экспериментов. Методика определения скорости роста нагрузки определяется конструкцией прибора и носит частный характер. Кроме того, должно быть исключено влияние сил инерции перемещающихся масс и учтен тот факт, что повышение скорости нагружения вызывает увеличение количества микротрещин вокруг отпечатка, что может привести в конечном счете к полному нарушению формы отпечатка. [c.74] Как показали испытания карбидов ниобия и гафния, наиболее хрупких из рассматриваемых материалов, скорость нагружения 0,1—0,2 Н/с является оптимальной для определения микротвердости карбидов переходных металлов в диапазоне температур 300—2100 К. [c.74] В табл. 6 приведены результаты измерения микротвердости карбида ниобия при различном времени выдержки под нагрузкой (5—120 с) в условиях температур 290 и 1960 К. [c.75] Данные эксперимента для карбида ниобия, а также карбидов титана, тантала и вольфрама свидетельствуют о том, что резкое падение микротвердости заканчивается после выдержки материала образца под нагрузкой в течение 15 с при 290 К и после 30 с при 1960 К. Отсюда следует, что для исследования твердости карбидов в температурном диапазоне 290—2300 К нужно выбрать время выдержки под нагрузкой не менее 30 с. [c.75] Скорость снятия нагрузки меньше других временных факторов влияет на результаты эксперимента [51]. Время, за которое от электропривода автоматически снималась нагрузка, принималось равным времени нагружения. [c.75] Полученные параметры методики испытаний микротвердости рекомендуются для изучения хрупких веществ и соединений в широком диапазоне температур. [c.75] Вернуться к основной статье