Способ определения технологических свойств упрочненных материалов

(51) 01 3/42 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Оперативность заключается в том, что через параметр у вычисляют значения предела текучести,предела прочности материала, что обеспечивает управление качеством упрочненного материала за счет изменения режимов технологического процесса. Способ определения технологических свойств упрочненных материалов, заключающийся в том,что производят внедрение индентора в испытуемый материал, отличающийся тем, что свойства упрочненных материалов определяют оперативно, в зависимости от параметра твердости у,определяемого отношением значений твердости центральных слоев к значениям твердости поверхности испытуемого образца уНВц/НВп, где НВц - значение твердостия, измеренное по центральным слоям образца, НВп - значение твердости, измеренное по поверхности образца,получают значения предела прочности, предела текучести упрочненных материалов вупру 1 в(А) тупру 2 т(В),гдев,т - Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителяв 3-х т. Т. 1 -5-е изд.,перераб. и доп.М. Машиностроение, 1980, с.82 А, В - коэффициенты, зависящие от марки материала. По полученным значениям строят график зависимостей технологических свойств термически упрочненной арматурной стали по оси абсцисс откладывают значения параметра твердости у, от которых проводят перпендикуляры до значений предела прочностив, предела текучестит,получая кривые, характеризующие качество материала на момент испытания.(72) Канаев Амангельды Токешевич Сержанов Радул Идаятович Канаев Азамат Амангельдинович Иксан Жанар Мунсызбаевна Богомолов Алексей Витальевич Быков Петр Олегович(73) Республиканское государственное казенное предприятие Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ УПРОЧНЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение предназначено для использования в областях машиностроения,строительства,металлургии и измерительной техники для оперативного определения технологических свойств упрочненного материала. Технический результат достигается тем, что на стандартных образцах и упрочненном материале производят измерения твердости на предварительно подготовленных поверхностях, которые расположены взаимно перпендикулярно друг к другу. Такое расположение поверхностей для измерения твердости позволяет выявить значения технологических свойств материала в зависимости от параметра твердости. Для корректировки технологического процесса изготовления упрочненных материалов предлагают определять параметр твердости у, как соотношение значений твердости центральных и поверхностных слоев образца, изменение которого оказывает влияние на свойства упрочненных материалов. 21602 Изобретение предназначено для использования в областях машиностроения,строительства,металлургии и измерительной техники для оперативного определения физико-механических свойств упрочненного металла. Известен способ экспресс-определения прочностных характеристик твердых материалов,включающий внедрение индентора в испытуемый материал,измерение глубины остаточного отпечатка исследуемой точки на поверхности испытуемого материала. (А.с. РФ 2227283 С 1 кл. 01 3/44, 2004). Недостатками данного способа являются высокая стоимость металлопродукции из-за применяемого микротвердомера, дополнительно оснащенного интерферометром,и наличие специальных шлифов, а также данное авторское свидетельство не следует из уровня техники. Известен способ определения механических характеристик, заключающийся в том, что в испытуемый материал внедряют сферический индентор при непрерывно возрастающей нагрузке до значения, соответствующего максимальному напряжению в зоне контакта, измеряют нагрузку и глубину отпечатка под нагрузкой, по которым определяют предел прочности (А.с. РФ 365622 С 1). Недостатками данного способа являются низкая точность, большая трудоемкость, обусловленная длительностью процесса измерения, внимательного слежения за процессом измерения, ограниченное количество определяемых механических характеристик из-за статического нагружения и узкий диапазон применения, т.к. для материалов с твердостью более 350 НВ имеет место деформация шарика. Наиболее близким к предлагаемому способу является Способ определения технологических и эксплуатационных свойств материалов и устройство для его осуществления, выбранный в качестве прототипа и заключающийся в том, что производят внедрение индентора в испытуемый материал. Датчиком регистрируют кинематические характеристики ударного вдавливания максимальная глубина проникновения, максимальная отрицательная скорость проникновения, максимальная положительная скорость проникновения, максимальное отрицательное ускорение, максимальное положительное ускорение (А.с. РФ 2128330 С 1 кл. 013/42, 1999). Основным недостатком прототипа являются сложность применяемого устройства, трудоемкость и длительность процесса определения механических свойств материалов. Технический результат предлагаемого изобретения - оперативное определение технологических свойств упрочненных материалов по значениям твердости образцов, измеренных на взаимно перпендикулярно расположенных поверхностях. Технический результат достигается тем, что на стандартных образцах и упрочненном материале производят измерения твердости на предварительно подготовленных поверхностях,которые расположены взаимно перпендикулярно друг к 2 другу. Такое расположение поверхностей для измерения твердости позволяет выявить значения технологических характеристик материала в зависимости от параметра твердости. Для корректировки технологического процесса изготовления упрочненных материалов предлагают определять параметр твердости у, как соотношение значений твердости центральных и поверхностных слоев образца, изменение которого оказывает влияние на свойства упрочненных материалов. Оперативность заключается в том, что через параметр у вычисляют значения предела текучести,предела прочности материала, что обеспечивает управление качеством упрочненного материала за счет своевременного изменения режимов технологического процесса. Способ осуществляется следующим образом. В испытуемый материал внедряют индентор на предварительно подготовленные поверхности,расположенные взаимно перпендикулярно друг к другу (рис.1), и измеряют твердость на центральных и поверхностных слоях каждого образца. Образцами для испытания служат прутки арматурной стали марок Ст 5. 35 ГС диаметром 16 мм,которые предварительно подвергают термическому упрочнению. Перед испытанием поверхности образцов шлифуют. Измерения твердости производят на твердомере модели 2140 ТР по методу Роквелла (ГОСТ 9013-59 Металлы. Методы измерения твердости по Роквеллу), в качестве индентора применяют алмазный конус для сталей с твердостью НВ 24007000 МПа. Общая нагрузка на поверхность образцов составляет 1500 Н. По полученным значениям твердости определяют параметр у по формуле 1 ц/Нп,(1) где ц - значение твердости, измеренное по центральным слоям образца п - значение твердости, измеренное по поверхностным слоям образца. Далее определяют значения предела прочности и предела текучести упрочненных материалов по формулам 2, 3 вупру 1 в(А)(2) тупру 2 т(В),(3) гдев,т - допускаемые значения предела прочности и предела текучести материала (Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя 3-х т. Т.1 - 5-е изд., перераб и доп. -ненная для железобетонных конструкцийМ. Машиностроение, 1980, с. 82) А, В - коэффициенты, зависящие от марки материала. Способ определения технологических свойств упрочненной металлопродукции является нетрудоемким процессом. Приемлем в производственных условиях, обеспечивает оперативность определения технологических свойств, экономию материальных ресурсов и снижение стоимости металлоизделий за счет оперативного управления качеством. Источники информации 21602 1. Авторское свидетельство РФ 2227283 С 1 кл .01 3/44,2004. 2. Авторское свидетельство РФ 365622 С 1. 3. Авторское свидетельство РФ 2128330 С 1 кл. 01 3/42, 1999. 4. ГОСТ 10884-94 Сталь арматурная термомеханически упрочненная для железобетонных конструкций - Москва. - Изд-во стандартов, 1982. 5. Анурьев В.И. Справочник конструкторамашиностроителяв 3-х т. Т.1 - 5-е изд., перераб и доп. - ненная для железобетонных конструкций - М. Машиностроение, 1980. с.82. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ определения технологических свойств упрочненных материалов, заключающийся в том,что производят внедрение индентора в испытуемый материал, отличающийся тем, что свойства упрочненных материалов определяют оперативно, в зависимости от параметра твердости у,определяемого отношением значений твердости центральных слоев к значениям твердости поверхности испытуемого образца по формуле уНСц/НСп,где Нц - значение твердости, измеренное по центральным слоям образца,п - значение твердости, измеренное по поверхности образца,а значения предела прочности и предела текучести упрочненных материалов определяют по формулам вупру 1 в(А) тупру 2 т(В),где в,т - допускаемые значения предела прочности и предела текучести материала,А, В - коэффициенты, зависящие от марки материала.