Спосіб виявлення структурної подібності матеріалу при вивченні ефекту масштабу

Спосіб виявлення структурної подібності матеріалу при вивченні ефекту масштабу, що включає вирізання малих проб матеріалу із зразків різних типорозмірів, виготовлення з них плоских шліфів і встановлення прямими дослідженнями металографічним методом структурної подібності матеріалу, який відрізняється тим, що зразки різних типорозмірів з досліджуваного матеріалу випробовують при статичному розтягуванні, в про цесі випробувань фіксують загальну деформацію подовження зразків і коефіцієнт поперечної деформації і визначають деформацію розпушу Винахід відноситься до галузі випробування матеріалів, а саме до способів виявлення структурної подібності матеріалу при вивченні ефекту масштабу. В більшості робіт, присвячених вивченню масштабного фактору при статичних випробуваннях, виконується умова геометричної подібності зразків, зокрема енергетична подібність за режимом навантаження і тими чи іншими способами виключається вплив технології їх виготовлення. Слід врахувати, що масштабний ефект є структурно чутливим фактором і тому структурної однорідності матеріалу при вивченні ефекту масштабу приділяється особлива увага. Необхідно також мати на увазі, що структурна неоднорідність тіла повинна завжди розглядатися у зв'язку з його об'ємом і оцінюватись не абсолютними, а відносними розмірами дефектів. Найбільш близький за технічною сутністю до рішення, що заявляється є спосіб виявлення структурної подібності матеріалу при вивченні ефекту масштабу згідно якого з зразків різних типорозмірів вирізають малі проби матеріалу, виготовляють з них плоскі шліфи і прямими дослідженнями металографічним методом встановлюють структурну подібність матеріалу [Ламашевский В. П., Алфимов П. Т., Лебедев А. А. Экспериментальное исследование влияния эффектов вання p за формулою : , де , - рівень загальної деформації, - коефіцієнт поперечної деформації, а про ступінь структурної подібності матеріалу зразків різних типорозмірів судять за величиною , яку визначають за формулою (1 2 ) , i p 1 p i p дартного зразка діаметром 8 мм, i p - деформації розпушування матеріалу зразків (19) UA (11) великих типорозмірів при одному і тому ж рівні загальної деформації, і=2,3,4...- індекс, який відповідає випробовуваним зразкам із зростаючою площею поперечного перерізу. C2 - деформація розпушування матеріалу стан (13) 1 p 100% , де: 76275 p 3 76275 4 масштаба и формы тела на закономерности деких типорозмірів при одному і тому ж рівні формирования и разрушения структурнозагальної деформації є, індекс i 2,3,4... який неоднородных материалов // Пробл. Прочности. відповідає випробовуваним зразкам із зростаючою 1982. - №9. - с.68-72.]. площею поперечного перерізу. Головним недоліком відомого способу є те, що Спосіб дозволяє досліджувати кінетику росту для обчислення статистичних і геометричних розпушення матеріалу в зразках різних показників структури використовується складні типорозмірів. Причому ступеню розпушування, геометричні і статистичні закономірності перераставиться у дуже чутливий до структурних особхунку реєструємих даних (число границь зерен, ливостей матеріалу. Тому різниця деформацій фаз, число включень, розміри фаз і включень, розпушення є в матеріалі зразків різних взаємне їх розташування і т. інше) в основні типорозмірів при одному й тому ж самому рівні просторові дані. Найбільші складності при загальної деформації є самостійним, дуже чутливикористанні даного способу виникають при вим індикатором виявлення структурної подібності кількісній оцінці структури крихких матеріалів, як матеріалу при вивченні ефекту масштабу. Метоправило, структурно-неоднорідних, типу сірих дика реалізована при випробуванні зразків різних чавунів, структура яких характеризується крім типорозмірів з сірого чавуну. властивій всім матеріалам структурною На Фіг.1 приведено залежність деформації неоднорідністю наявністю мікротріщин, сферичних розпушування матеріалу від величини p пустот та інших істотних дефектів різних розмірів. загальної деформації є дл зразків з сірого чавуну з Винаходом ставиться завдання підвищення площею поперечного перерізу: 1 - 20 мм2, 2 -80 достовірності виявлення структурної подібності мм2, 3 -500 мм2, 4 - 1000 мм2, 5 - 2000 мм2 (див. структурно-неоднорідних матеріалів при вивченні Ламашевский В. П., Алфимов П. Т., Лебедев А. А. ефекту масштабу. Экспериментальное исследование влияния эфПоставлене винаходом завдання досягається фектов масштаба и формы тела на закономернотим, що у способі виявлення структурної сти деформирования и разрушения структурноподібності матеріалу при вивченні ефекту маснеоднородных материалов // Пробл. Прочности. штабу, що включає вирізання малих проби 1982. - №9. - с.68-72). матеріалу із зразків різних типорозмірів, виготовЯк видно з Фіг.1 наявні істотні відмінності в лення з них плоских шліфів і встановлення прямизначеннях деформацій розпушення p матеріалу ми дослідженнями металографічним методом структурної подібності матеріалу, згідно винаходу при випробуванні зразків різних типорозмірів. Так, зразки різних типорозмірів з досліджуваного при загальній деформації 0,4%, ця різниця для матеріалу випробовують при статичному двох крайніх випадків, відповідно, площа поперечрозтягуванні, в процесі випробувань фіксують заного перерізу зразків 20 мм, 2000 мм, досягає гальну деформацію подовження є зразків і 14,9%, а при загальній деформації 0,6% - 16,6%. коефіцієнт поперечної деформації і визначають Отже, при дослідженні ефекту масштабу на зразках різних типорозмірів з сірого чавуну не було деформацію розпушування p : дотримано подібності за структурним станом. Це , 1 2 p цілком очевидно, так як надзвичайно важко змоа про ступінь структурної подібності матеріалу делювати одну й ту ж саму структуру у відливках з сірого чавуну різних розмірів. зразків різних типорозмірів судять за величиною Подібну операцію можна послідовно виконати i 1 p p на зразках інших розмірів. Таким чином застосу100% , i вання способу дозволяє більш достовірно виявляp ти структурну подібність структурно-неоднорідних де 1 - деформація розпушування матеріалу p матеріалів при вивченні ефекту масштабу. стандартного зразка діаметром 8 мм і i p деформації розпушування матеріалу зразків вели 5 Комп’ютерна верстка М. Клюкін 76275 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