Спосіб визначення повзучості поверхневої твердості матеріалів при індентуванні

Спосіб визначення повзучості поверхневої твердості матеріалів при індентуванні, який полягає в тому, що в процесі безперервного індентування з витримкою за максимального навантаження фіксують тривалість та глибину втискання індентора в матеріал, що досліджується, який відрізняється тим, що виконується серія індентувань з витримкою за фіксованого навантаження, будується серія кривих відносної зміни глибини індентування від тривалості витримки, будується тренд кожної отриманої кривої, за трендами всіх кривих підраховують середні значення відносної зміни глибини індентування за заданим кроком, розраховують відповідні значення поверхневої твердості за формулою: Корисна модель належить до галузі матеріалознавства, а саме до способів визначення механічних властивостей матеріалів. Найбільш близьким аналогом корисної моделі є спосіб (ISO14577:2002(E) Metallic materials - Instrumented indentation test for hardness and materials parameters. Part 1: Test method), відповідно до якого повзучість при індентуванні визначається відносною зміною глибини індентування при постійному навантаженні за формулою: h2 h1 СІТ 100 h1 , СІТ - повзучість при індентуванні, у %, h1 де тривалість витримки за незмінного навантаження, в с, 2,5 - повзучість при індентуванні, у %. Недоліком аналогу є можливість визначення повзучості при індентуванні лише в єдиній точці зразка, що досліджується, без урахування розкиду кривих індентування, що робить спосіб непридатним для дослідження неоднорідних матеріалів. В основу корисної моделі покладено задачу вдосконалення способу визначення повзучості при індентуванні матеріалів шляхом розрахунку повзучості поверхневої твердості за середньою кривою індентування. Поставлена задача досягається тим, що спосіб визначення повзучості поверхневої твердості при індентуванні, в процесі якого відбувається безперервне індентування з витримкою за максимального навантаження, фіксуються тривалість витримки та глибина втискання індентора в матеріал, що досліджується, відповідно до корисної моделі, реалізується через серію індентувань з витримкою за фіксованого навантаження, будується серія кривих зміни відносної глибини індентування від тривалості H tпов де H tпов Fmax , H / мм 2 , ср Aі - поточне значення повзучості поверхне вої твердості, H / мм2 , Fmax - максимальне нава нтаження (навантаження витримки), в Н, Aіср індентора за час витримки, у мм. Повзучість при індентуванні має наступне позначення: СІТ 0,5 /10/50= 2,5%, де СІТ - повзучість при індентуванні, у%, 0,5 навантаження, при якому відбувається витримка, у Н, 10 - тривалість навантаження, в с, 50 (11) UA (19) глибина втискування індентора в момент фіксації навантаження, у мм, h2 - глибина втискування 51290 (13) U площа частини індентора, що є втисненою в мате2 ріал у і-ій точці на середній кривій, в мм , а повзучість поверхневої твердості при індентуванні оцінюється кривою в координатах "поверхнева твердість - тривалість витримки під навантаженням". 3 51290 витримки, будується тренд всіх кривих, визначаються середні значення відносної глибини втискання індентора в матеріал з фіксованим інтервалом часу, розраховуються відповідні значення поверхневої твердості, а повзучість поверхневої твердості визначається за кривою в координатах «поверхнева твердість - тривалість витримки під навантаженням». Спосіб виконується наступним чином. Виконується серія індентувань поверхні зразка з витримкою за незмінного навантаження. При цьому будується графік зміни глибини втискання індентора від тривалості витримки (криві 1-3, Фіг.1). За кожною кривою будується тренд (криві 46, Фіг.1) виду: hітренд де а ln( b t 1) h0 hітренд , - поточне значення відносної глибини індентування, в мм, h0 - значення глибини індентування в початковий момент витримки (t = 0), в мм, а та b - коефіцієнти логарифмічної функції, що залежать від властивостей матеріалу, t - час витримки під максимальним навантаженням, у с. Через визначений проміжок часу розраховуються середні значення глибини індентування 4 за трендами всіх кривих й будується середня крива в координатах «зміна глибини індентування час витримки» (крива 7, Фіг.1). За цією кривою розраховуються поточні значення поверхневої твердості за формулою: Hпов t де ср Fmax A іср Hпов t , H / мм2 значення повзучості 2 F поверхневої твердості, H / мм , max - максимальне навантаження (навантаження витримки), в Н, A іср поточне - площа частини індентора, що є втисненою в матеріал у і-ій точці на середній кривій, в мм2, а повзучість поверхневої твердості при індентуванні оцінюється кривою в координатах «поверхнева твердість - тривалість витримки під навантаженням» (Фіг.2). Запропонований спосіб дозволяє визначати повзучість поверхневої твердості матеріалу при індентуванні за серією кривих, що значною мірою розширює межі застосування такої механічної характеристики, як повзучість. 5 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 51290 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