Спосіб визначення розмірів зони передруйнування

Винахід відноситься до методів визначення структурно-механічних параметрів конструкційних матеріалів, зокрема розміру зони передруйнування при циклічних навантаженнях, яка формується в приповерхневих шарах гладких і надрізаних об'єктів. Зона передруйнування є місцем локалізації інтенсивної пластичної деформації матеріалу, що визначає особливості зародження та розвитку втомних трі щин. Відомий спосіб визначення розміру зони перед руйнування d* полягає в проведенні випробувань на втому зразків з різним (не менше 5 значень) радіусу надрізу (конструктивного концентратора напружень) та побудові залежності числа циклів до зародження макротріщин від радіусу надрізу. Розмір d* зони передруйнування приймають рівним абсцисі точки, в якій побудована залежність переходить від горизонтальної до монотонно зростаючої ділянки [Осташ О.П. Роль зони передруйнування у визначенні концентрації напружень для циклічно деформованих матеріалів // Фізико-хімічна механіка матеріалів. - 2001. - №3. - с.47-58 або Осташ О.П., Панасюк В.В., Костик Є.М. Уніфікована модель зародження та росту втомних макротріщин. Частина 1: Застосування силових параметрів механіки руйнування матеріалів на стадії зародження тріщини // Фізико-хімічна механіка матеріалів. - 1998. -№3.- с.7-21]. Недоліком відомого способу є необхідність доведення досліджуваних об'єктів до часткового руйнування (зародження макротріщини). Таким чином, відомий спосіб не є прямим і не може вважатися неруйнівним методом, що обмежує сферу його можливого застосування. Крім того, відомий спосіб є дуже трудомістким і потребує складного обладнання для випробувань значної кількості зразків. Крім того, він не дає можливості визначати розмір d* в зоні концентратора напружень із заданим радіусом його вершини. Найбільш близьким до запропонованого винаходу є спосіб визначення розміру а зони передруйнування на основі прямого рентгеноструктурного мікроаналізу зони концентрації напружень циклічно навантажених об'єктів [Осташ О.П., Панасюк В.В., Костик Є.М. Уніфікована модель зародження та росту втомних макротріщин. Частина 1: Застосування силових параметрів механіки руйнування матеріалів на стадії зародження тріщини // Фізикохімічна механіка матеріалів. - 1998. - №3. - с.7-21]. Спосіб полягає у визначенні розподілу ширини рентгенівської лінії, яка обумовлена величиною пластичної деформації, від поверхні вглиб матеріалу вздовж осі ОХ надрізу, для чого проводиться послідовне видалення приповерхневих шарів досліджуваного матеріалу в зоні надрізу заданого радіуса його вершини. Параметр d* матеріалу визначається абсцисою точки максимуму встановленого розподілу. Недоліком цього способу є надзвичайно велика трудомісткість пошарового видалення матеріалу в зоні надрізу. Крім того, він є руйнуючим методом, точність якого недостатня, так як вона обмежена товщиною видалених шарів матеріалу. Мета запропонованого способу - забезпечення можливості визначення розміру зони передруйнування неруйнівним методом, зменшення трудомісткості та підвищення точності контролю. Запропонована мета досягається тим, що як і у випадку реалізації відомого способу встановлюють лінійний розподіл характеристики матеріалу, що корелює з величиною пластичної деформації в об'єкті контролю, зокрема в околі конструктивного концентратора напружень, і визначають відстань від краю об'єкта контролю (вершини концентратора напружень) до характерної точки цього розподілу, яку вважають відповідною розміру зони передруйнування. Але, на відміну від відомого способу, в якості характеристики матеріалу, яка корелює з величиною пластичної деформації, використовують значення локальної контактної термоелектрорушійної сили, а лінійний розподіл цієї характеристики вимірюють на поверхні об'єкту контролю. Можна визначати лінійний розподіл першої похідної кривої лінійного розподілу термоелектрорушійної сили, а розмір зони передруйнування визначати як відстань від краю об'єкту контролю (вершини конструктивного концентратора напружень) до точки, в якій перша похідна має мінімум. Для забезпечення необхідної точності термоелектрорушійну силу визначають за допомогою термозонду, кінчик якого має форму зрізаного конусу, що утворює контактну площадку діаметром не більше 0,03мм для матеріалів з відносним видовженням d ³ 10% і не більше 0,01мм для матеріалів з відносним видовженням d dк