ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Установки для измерения микротвердости твердых тел при нагреве и растяжении из "Тепловая микроскопия материалов " Устройства для измерения микротвердости при высоких температурах, созданные в нашей стране и за рубежом до 1960 г. (систематический обзор которых содержится в работах [2 3]), имели один общий недостаток — невозможность непосредственно наблюдать в микроскоп за поверхностью исследуемого образца и измерять диагонали отпечатков индентора. [c.160] В 1957 г. автором и В. С. Миротворским была создана установка ИМАШ-9 для измерения микротвердости при нагреве и растяжении в вакууме [65]. [c.160] Эта установка предназначена для оценки свойств прочности металлических материалов по значениям микротвердости при температурах от 20 до 1100° С при одновременном действии растягивающих напряжений. [c.160] Преимуществом установки ИМАШ-9-66 является возможность прицельного нанесения отпечатков индентора при температуре опыта и измерения микротвердости изучаемого образца в выбранных участках поверхности. Нагрузка на индептор может изменяться от 10 до 200 гс. Отпечатки наносят в средней части образца, который нагревается электрическим током низкого напряжения промышленной частоты. Микроструктуру образца можно наблюдать визуально при помощи микроскопа и фотографировать на пластинки или кинопленку. [c.160] Чтобы образец не остывал при вдавливании в него холодного индентора, предусмотрен подогрев индентора до температуры образца с помощью расположенного в вакуумной камере возле нижней части индентора спирального электронагревателя, снабженного молибденовым экраном. [c.160] Для регистрации и автоматического регулирования температуры образца и индентора используются платина-платинородиевые термопары, размещенные внутри рабочей камеры. Спаи этих термопар прикрепляются точечной электросваркой к средней части образца, а также к подогревателю индентора. [c.160] Механизм подъема и опускания индентора состоит из смонтированного наТбоковой поверхности крышки рабочей камеры автоматического устройства, приводимого во вращение синхронным электродвигателем. Выдержка индентора на образце в нагруженном состоянии производится с помощью реле времени. [c.161] Микротвердость образца можно измерять как в процессе испытания, так и после проведения опыта, определяя размеры диагоналей отпечатков с помощью прибора ПМТ-3, а также на негативах или фотографиях образца, рассматриваемых в инструментальном микроскопе. Для испытаний в установке ИМАШ-9-66 используют образцы, форма и размеры которых показаны на рис. 58. На одной из поверхностей образца приготовляют металлографический шлиф, а затем на приборе типа ПМТ-3 размечают рабочий участок, нанося контрольные отпечатки алмазной пирамиды, например, по схеме, приведенной на рис. 58, б. Эти отпечатки являются ориентирами для вдавливания индентора при измерении микротвердости локальных участков образца, наблюдении и фотографировании микроструктуры одной и той же зоны на поверхности образца во время опыта, а также используются для определения удлинения образца на выбранной базе измерения. В отдельных случаях, в частности при исследовании крупнозернистых материалов, применяют образцы сечением, например, 5x3 или 6x2 мм. [c.161] На рис. 88 изображена принципиальная схема установки ИМАШ-9-66. Испытания в данной установке могут проводиться в вакууме или в защитных газовых средах (например, в очищенном аргоне при избыточном давлении до 0,2 ати). В рабочей камере имеется отверстие для подачи газа. [c.161] Образец 1 (рис. 88, а) размещается в рабочей камере, состоящей из корпуса 2 и крышки 3, на которой находится микроскоп 4 типа МВТ. [c.161] Вакуумно-компрессионная система установки. Откачка воздуха и газов из камеры осуществляется пароструйным масляным насососом 5 типа ЦВЛ-100, снабженным нагревателем 6. Насос 5 соединен через вакуумный вентиль 7 с масляным ротационным насосом 8 типа ВН-461М. Для предотвращения попадания паров масла из насоса 5 в рабочую камеру предназначена термоэлектрическая вакуумная ловушка 9 типа ТВЛ-100. [c.161] Остаточное давление в рабочей камере измеряется манометрическими лампами 10 и 11 (ЛТ-2 и ЛМ-2). [c.161] Нагрев образца. В установке ИМАШ-9-66 образец нагревается за счет теплового действия пропускаемого через него электрического тока, подведенного от силового однофазного трансформатора через герметизированные в корпусе водоохлаждаемые электроды и гибкие медные шины, соединенные с изготовленными из жаропрочного сплава захватами 12 и 13. [c.161] Точность измерения и регулирования температуры составляет 0,5%. [c.163] Нагружающее устройство. Для передачи растягивающего усилия образцу, находящемуся в вакуумной камере, а также для его продольного перемещения в патрубках корпуса рабочей камеры укреплены полутомпаковые сильфоны 16, через которые проходят водоохлаждаемые тяги 17 и 18. Сильфоны электрически изолированы от корпуса в зонах сопряжения. К тяге 18 подвижного захвата 13 прикреплен трос 19 диаметром 4 мм, связанный через промежуточный ролик 20 с рычагом 21. К рычагу с помощью троса 22 подвешена площадка 24 с вспомогательным грузом, к которой присоединена тарированная нагружающая пружина, связанная сподвеской, имеющей сменные грузы 23. [c.163] Рабочий ход винта домкрата равен примерно 160 мм, что обеспечивает при движении вниз необходимое растяжение пружины и деформацию образца до 50 %. При подъеме винта происходит плавное разгружение образца. [c.163] Атмосферное давление на сильфон подвижной тяги компенсируется собственной массой рычага, который уравновешивается грузом 28. Трос 19 и связанная с ним рычажная нагружающая система электрически изолированы от подвижной тяги. [c.163] Рычажная система с соотношением плеч 1 5 позволяет получать растягивающие усилия до 500 кгс. Нижний предел нагрузок определяется собственной массой подвески, равной 1 кг. Данная рычажная система с учетом рабочего сечения исследуемых образцов (размеры которых указаны выше) дает возможность получать растягивающие напряжения от 0,5 до 55 кгс/мм . [c.163] В момент отрыва подвески с грузами от опорной площадки вращение электродвигателя привода и опускание винта прерываются укрепленным на опорной площадке 24 домкрата микровыключателем. Благодаря такой следящей системе всегда поддерживается минимальное расстояние (менее 1 мм) между опорной площадкой и грузами, и при разрушении образца груз не падает и не ударяет по винту домкрата. [c.163] Система нагружения позволяет также проводить испытания с регулируемой скоростью растяжения. Для этого на подвеску рычага устанавливают максимально необходимый груз, а передаточное отношение коробки скоростей подбирают в соответствии с задачей эксперимента. [c.163] Вернуться к основной статье