ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Исследование характеристик прочности и кинетики деформирования материалов при высоких температурах из "Механические испытания материалов при высоких температурах " Методы исследования при высоких температурах с применением малых образцов обоснованы Я. Б. Фридманом и Е. М. Савицким [161, 166, 205] и выполняются с применением специальных камер к обычным испытательным машинам или на специализированных установках [4—6, 8, 14, 41, 44, 48, 55, 75, 79, 82, 86, 91—94, 104, 114, 117, 119, 120, 122, 128, 134, 137, 139, 142, 148, 149, 150, 151, 153, 159, 160, 162, 166, 167, 171, 172, 181, 184, 188, 203, 204, 222, 226, 227]. [c.76] Для испытаний использовались образцы в виде проволок диаметром от 50 мкм и более, фольги, плоские образцы с металлографическим шлифом на одной стороне и малые образцы круглого поперечного сечения до 5 мм . [c.77] Установка Микро-1 состоит из высокотемпературной разрывной микромашины, расположенной внутри вакуумной рабочей камеры, на ее крышке, и пульта управления, в котором смонтированы многочисленное оборудование и приборы. [c.77] Вакуумная рабочая камера имеет форму параллелепипеда и изготовлена из листовой нержавеющей стали толщиной 15 мм. Соединение листов осуществлено в Институте электросварки им. Е. О. Патона АН УССР герметичными сварными швами в среде аргона. Камера заключена в водоохлаждаемый кожух. В рабочей камере вакуум создается форвакуумным насосом ВН-2-МГ, диффузионным насосом Н-5С-М1 и вымораживающей ловушкой типа ТВЛ-500-4. [c.79] Основное внимание при проектировании и изготовлении микромашины обращено на повышение точности эксперимента, создание удобных условий для наладки, обслуживания и проведения опыта. Конструктивно выбранное горизонтальное расположение образца дало возможность исключить влияние на образец массы подвижных частей захвата и позволило проводить испытания весьма тонких нитей диаметром от 50 мкм и выше. [c.79] Ряд конструктивных решений при проектировании и изготовлении узлов и деталей позволил создать универсальную микромашину для определения характеристик кратковременной прочности на разрыв, ползучести и длительной прочности при высоких температурах в условиях вакуума и инертной среды. [c.79] Испытание образцов различных типоразмеров и длин дает сравнительную оценку характеристик тугоплавких материалов для выявления формы образцов, метода нагрева, скорости нагружения, масштабного фактора. [c.79] Микромашина (рис. 26) собрана на промежуточной станине и закреплена на крышке вакуумной камеры. Крышка вместе с микромашиной выдвигается из камеры при ее открывании. Обеспечивается хороший доступ для переналадки после цикла испытаний и создаются удобства в обслуживании установки при ремонте и профилактике. Перемещение опоры 1 неподвижного захвата 6 по направляющим промежуточной станины 2 с помощью ходового винта 3 и последующее закрепление фиксатором 4 дает возможность испытывать образцы общей длиной до 80 мм включительно. [c.79] Для нагрева образца 9 от внешнего нагревателя либо пропусканием через него тока подвижный и неподвижный захваты изолированы от корпуса и на них имеются специальные токоподводящие клеммы. [c.81] Способ нагрева при высокотемпературных испытаниях в установке выбирается исходя из конкретных целей эксперимента и свойств материала образца. Например, для ряда материалов электро- и радиотехнического назначения нагрев происходит непосредственным пропусканием тока через образец, что соответствует эксплуатационным условиям. [c.81] Охлаждение подвижного и неподвижного захватов осуществляется проточной водой по цилиндрическим сверлениям в соответствующих деталях захватов. [c.81] Приложение нагрузки к образцу 9 происходит при перемещении подвижного захвата 5 по шариковым направляющим 13. Применение шариковых направляющих значительно уменьшает потери на трение при перемещении захвата и обеспечивает повышенную работоспособность узла. [c.81] Результаты эксперимента регистрируются с помощью каналов измерения усилия и деформации, тензометричес-кого усилителя УТ-4-1 в виде диаграмм на двухкоординатном записывающем приборе ПДС-021. Тарировка системы производится эталонными динамометрами и индикаторами по величине каждого параметра самостоятельно. Тщательно выполненные статические измерения с предварительной тарировкой позволяют определять усилия и деформации с точностью 1,5%. [c.82] Тщательная тарировка системы и правильный выбор диапазона измерений позволяют определять механические характеристики материалов с достаточной точностью во всем интервале температур испытания. [c.83] Во время испытаний на кратковременную прочность нагрулоющий шток через направляющие связывается непосредственно с нагружающим механизмом по схеме, указанной на рис. 27, а. [c.83] Для получения характеристик ползучести и длительной прочности в механизме микромашины необходимо произвести некоторую переналадку (рис. 27, б). Для этого сменная направляющая заменяется блоком 4, нагружающий шток — вильчатым штоком 7, устанавливается призматический ловитель 5 другого вида. Вильчатый шток связывается с нагружающим механизмом установки. Необходимая величина растягивающего усилия обеспечивается грузом б, подвешенным на тросе 5 к ловителю 3. Указанное положение деталей обеспечивает фиксацию призматического ловителя вильчатым штоком в нейтральном положении, т. е. до приложения нагрузки к образцу. После выполнения наладочных работ и установки образца камера закрывается, при этом измерительная динамометрическая балочка входит в прорезь призматического ловителя. Взаимодействие деталей после приложения нагрузки во время испытания видно из рис. 27, в. Определенная скорость перемещения вильчатого штока обеспечивает необходимую скорость нагружения образца. Набор подвешиваемых через блок грузов позволяет получить различные растягивающие напряжения в образце. [c.83] Обычно для изменения скорости растяжения образца применяются схемы регулирования числа оборотов электродвигателя постоянного тока с помощью включения в обмотку якоря или обмотку возбуждения управляющего реостата. Включение реостата требует значительного дополнительного расхода электроэнергии в цепи управления. Кроме того, сопротивление реостата ограничивает пределы изменения частоты вращения электродвигателя в области низких значений скорости растяжения, поэтому при такой схеме регулирования приходится использовать электродвигатель с заведомо увеличенной в несколько раз мощностью с тем, чтобы при минимальной частоте вращения получить требуемое значение крутящего момента на валу двигателя и, таким образом, усилие растяжения образца. [c.84] Для установки Микро-1 разработан специальный блок тиристорного управления работой двигателей, который подробно описан в работе [171]. [c.84] Применение тиристорного управления частотой вращения электродвигателя требует очень малой энергии в цепи управления по сравнению с регулированием с помощью реостата. Благодаря импульсному характеру работы тиристора создаются благоприятные условия для преодоления инерции якоря и электродвигатель обеспечивает сохранение среднего значения крутящего момента при плавном изменении скорости деформирования в пределах нескольких порядков и, что особенно важно, при минимальной частоте вращения двигателя. Кроме того, применение стабилитронов в цепи управления частотой вращения и стабилизированного выпрямителя в цепи обмотки возбуждения электродвигателя позволяет легко обеспечить постоянство величины скорости растяжения образца. [c.84] Вернуться к основной статье