Пристрій для мікромеханічних випробувань

Пристрій для мікромеханічних випробувань, що включає оптико-механічний прилад для виміру твердості, до складу якого входить основа з обертовим відносно його вертикальної осі предметним столиком і жорсткою колоною з кронштейном, що переміщається уздовж її осі, що підтримує вимірювальний мікроскоп із навантажувальним пристроєм, що несе індентор, який відрізняється тим, що він має розташовану на предметному столику приставку, яка являє собою прямокутний корпус у вигляді чотирьох жорстко зв'язаних між со 3 досліджуваний матеріал під визначеним навантаженням і виміру лінійної величини діагоналі. Число мікротвердості визначається розподілом нормального навантаження, прикладеного до алмазного наконечника на умовну площу бічної поверхні отF риманого відбитку: HV . S Однак, відомий пристрій не може бути використаний для проведення випробувань на твердість при одночасному створенні в зразках або однеосьового розтягу, або одне-осьового стиску, тому що випробування зразків на твердість проводиться не в сполученні з випробуванням зразків на одне-осьовий розтяг або на одне-осьовий стиск. Задачею корисної моделі "Пристрій для мікромеханічних випробувань", яка пропонується, є підвищення функціональних можливостей пристрою за рахунок проведення випробувань на твердість при одночасному створенні в зразках або одне-осьового розтягу, або одне-осьового стиску. Рішення поставленої задачі досягається за допомогою пристрою для мікромеханічних випробувань, що складається з оптико-механічного приладу для випробувань на твердість і приставки, що розташовується на предметному столику, для створення в зразках або одне-осьового зусилля розтягу, або одне-осьового зусилля стиску. До складу оптико-механічного приладу для виміру твердості входить підстава з обертовим щодо його вертикальної осі предметним столиком і жорсткою колоною з кронштейном, що переміщається уздовж її осі, що підтримує вимірювальний мікроскоп із пристроєм, що навантажує, несучим індентор. Приставка до пристрою для мікромеханічних випробувань зображена на (Фіг.1) і складається із прямокутного корпуса (1) у вигляді чотирьох жорстко зв'язаних між собою планок, двох комплектів послідовно встановлюваних змінних захватів з отворами, один з комплектів призначений для забезпечення в зразках одне-осьового розтягу, а інший - одне-осьового стиску, кожен комплект захватів виконаний у вигляді двох пластин, при цьому одна з пластин є активним захватом (2), а інша пластина - пасивним захватом (3), важеля (4), сило-вимірювача, що складається із силовимірювальної скоби (5) і стрілочного індикатора годинного типу (6), на поверхні пасивного захвату (3) виконана полірована площадка (7), яка призначена для фокусування оптичної системи оптикомеханічного приладу. Робота пристрою відбувається таким чином. У корпусі (1) приставки, призначеної для створення в зразках як одне-осьового розтягу, так і одне-осьового стиску, встановлюють один з комплектів захватів (2, 3) у залежності від того, яке зусилля передбачається прикладати до зразка: розтяг або стиск. Після цього закріплюють у захватах (2, 3) зразок і приставку розташовують на предметному столику оптико-механічного приладу. Зусилля, що навантажує, за допомогою важеля (4) через активний захват (2) передається на зразок і 15157 4 через пасивний захват (3) сприймається силовимірювальною скобою (5) і реєструється стрілочним індикатором (6). Після цього, за допомогою оптико-механічного приладу за стандартною методикою на зразку, навантаженому за допомогою приставки, проводиться випробування на твердість. Відмінність від стандартної методики проведення випробувань на твердість полягає в тому, що фокусування оптико-механічного приладу перед вдавлюванням індентора в зразок відбувається не на поверхні зразка, а на полірованій площадці (7), виконаній в одній площині з поверхнею зразка, на поверхні пасивного захвату (3). Приклад. В приставці призначеної для створення в зразках або одне-осьового розтягу, або одне-осьового стиску встановлювали один з комплект захватів у залежності від того, яке зусилля передбачається прикладати: розтяг або стиск. У захватах закріпляли зразок виготовлений зі сталі Х18Н10. Попередньо на одній із плоских поверхонь зразка за загальноприйнятою методикою приготували мікрошліф для проведення випробувань на мікротвердість. Приставку розміщали на предметний столик оптико-механічного приладу. Зусилля, що навантажує, величиною 150, 300, 400, 550, 650Н послідовно прикладали до важеля і через активний захват передавали на зразок. Величину навантаження реєстрували за допомогою стрілочного індикатора. Величину створюваного напруження в зразку розраховували по формулі: P , S де Р - величина прикладеного зусилля; S - площа поперечного переріза зразка. Після цього на зразку, який знаходиться під впливом зовнішнього навантаження, на його полірованій поверхні проводили випробування на мікротвердість за Кнупом, при цьому довгу діагональ індентора Кнупа орієнтували відповідно паралельно і перпендикулярно напрямкові дії прикладеного зусилля. Твердість за Кнупом розраховували по формулі: P P HK A 2 , S d де S - площа проекції відбитка; Р - зусилля вдавлення в Н; d - розмір довгої діагоналі в м. Після цього будували графік у координатах: (фіг. 2). HK Таким чином, у порівнянні з прототипом використання пропонованого пристрою дозволить проводити випробування на твердість з одночасним створенням як одне-осьового розтягу, так і однеосьового стиску, що дозволить оцінити вплив залишкових напружень на характеристики міцності матеріалів. Пристрій може використовуватися як у дослідницьких цілях при створенні нових матеріалів, так і в промисловому виробництві для контролю якості одержуваної продукції. 5 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 15157 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601