[实用新型]检测止裂性能的试样

说明书

本实用新型属于金属材料性能检测的领域。特别适用于检测金属材料止裂性能的试样。

任何一种金属材料在使用前，设计者都应该知道该种材料的被使用性能，这样可以帮助工程技术人员正确使用每一种材料。一般材料的力学性能检测方法比较简便，而金属材料的止裂性能检测较为困难。止裂性能是指该种材料阻止脆性裂纹扩展的能力，一搬又用止裂温度做为其评定指标。试验用检测止裂样品，一般是由两部份组成，一为起裂部份，二为主体部份。起裂部份是用于引发材料发生脆性裂纹的，第二部份是承受拉伸应力的主体部份，用于检测材料在不同拉伸应力水平作用下对该脆性裂纹扩展的止裂能力。当温度低于某一极限温度时，在相当低的拉伸应力作用下，就会发生脆性裂纹向主体内的扩展。这个极限温度即称为止裂温度。在现有技术中，检测金属材料的止裂试验方法有三种，1为Ribertason试验，2为SOD或ESSO试验，3为双重拉伸试验。这三种试验方法均为拉伸检测法，要求被检测样品形状、尺寸较大，起裂部份与主体部份为一整体。检测拉伸设备大而单一。因此采用上述拉伸方法检测金属材料的止裂性能，具有以不足之外。因被检测样品尺寸大，所以材料损耗严重，检测样品的加工和试验时样品的装卸均困难和样品的温度控制难度大。另外上述试验方法需要两套加载系统；以分别引发脆性裂纹和使主体部份承受拉伸拘束应力作用，而且主体部份的加载方式均为直接拉伸，需要专门的大型试验装置，所以试验成本费用昂贵，检测难度大。

本实用新型的目的是提出一种结构简单，而且能简化试验方法和降低试验成本的、检测金属材料止裂性能的试样。

根据本实用新型的目的，我们所提出的检测金属材料止裂性能的试样是在检测试验时，应根据设计者设定的温度范围内，对被检测试样进行三点弯曲的加载检测，当载荷加到一定值时，在被检测试样上的脆性材料焊缝缺口根部则引发脆性裂纹，而且脆性裂缝迅速向试样主体材料内部扩展，扩展到一定深度值后止裂，此时记录止裂时的载荷P_z为临界载荷。以此类推，这样将不同的试验温度值和相应的临界载荷P_z均在直角坐标系上记录，这样就可得到临界载荷发生明显转折的温度，此点温度为止裂温度。以上是本实用新型检测试样止裂性能的基本工作原理。

根据上述原理，本实用新型所提出的检测金属材料止裂性能试样的具体结构可根据附图进行叙述，附图1为检测止裂性能试样的结构示意图，附图2是附图1的D部位的局部放大示意图。附图3为构测止裂性能试样弯曲加载时的载荷——位移座标曲线示意图。附图4为试样止裂温度T_k的座标曲线示意图。在附图中A为试样总长，B为试样总宽，C为试样总高，D为试样焊缝的剖视，a为焊槽宽度，b为焊槽长度，e为焊槽高度，d为引发裂缝，t为引发裂缝深度，P为载荷，M为位移，P_z为止裂载荷，K为止裂点，T为温度，T_k为止裂温度。本实用新型检测止裂性能试样的组成是将被检测金属材料加工成长方形条状，试样的尺寸AXBXC可根据据本单位现有三点弯曲试验机的检测能力而定。在该试样的中段设有一焊槽，在焊槽内焊有脆性焊料，在脆性焊料上端中段沿焊槽长b方向开有一引发裂缝d，并垂直于试样底平面方向，焊槽长度b应与试样宽度B相等，焊槽高度e应小于试样总高度1/4C，即e＜C/4，焊槽宽度a应小于焊槽高度e，引发裂缝d的宽度应小于或等于1/10的引发裂缝深度t，即d≤t/10，引发裂缝深度t应等于2/3焊槽高度e。

本实用新型试样的制备与检测，是将被测金属材料加工成设定尺寸并开有焊槽，然后将脆性焊料施焊于焊槽内(本试样用铸铁焊条施焊)，再将试样施焊面加工平整后于a/2焊槽宽度，沿焊槽长度b方向开一相同长度的引发裂缝d，引发裂缝深度t等于2/3的焊槽高度e，引发裂缝的宽度d＝t/11，焊槽宽度a＝4/5e。然后将已加工好的试样放于三点弯曲试验机上进行检测，上两支点分别在焊缝两侧相同距离并与焊缝平行支撑，下支点为引发裂缝d垂线对面，并与引发裂缝相平行方向支撑。附图3、4，是该试样在设定温度下所进行三点弯曲试验加载的记录座标示意图，本实用新型试样的检测结果与现有技术的检测结果是相近的，和可信的，而试验方法和测试用料是经济的。

本实用新型试样与现有技术试样相比较具有以下特点，采用实用新型试样要比现有技术所用试样节省材料90％以上，而试样加工简单，试验装卸试样方便，检测时温度控制容易，加载设备系统可由原需两套减为一套，因此可不再需要专门的试验装置，再有因改变原加载试验方式，所以对实验没备吨位明显降低，使实验在一般普通实验机上即可进行，采用本实用新型试样，就试验费用就司节省90％以上。