Скачать презентацию
Идет загрузка презентации. Пожалуйста, подождите
Презентация была опубликована 8 лет назад пользователемСветлана Федорицкая
1 1 Твердость: 120 лет С. А. Федосов
2 2 Твердость: - что же это такое; - методы измерения.
3 3 Метод Герца (1892) F F F где p m – среднее контактное давление, E r – приведенный модуль упругости контактирующих тел: E r = [(1 m 2 ) / E m + (1 i 2 ) / E i ] –1, - коэффициент Пуассона, E m и E i модули упругости материалов образца и индентора. Опыты Ауэрбаха; критика Губера ( )(1904)
4 4 Метод Бринелля Метод Роквелла Метод Виккерса (1900)(1914)(1925) HB = F / S конт HV = F / S конт. HB = F / S проект Метод Мейера Метод Кубасова Метод Кнупа (1908)(1909) HRA = h / 0,002 HRB = h / 0,002 HRC = h / 0,002 TIV метод TIV метод
5 5 Примеры отпечатков микротвердомера Поперечный шлиф сварной точки, полученной точечной лазерной сваркой 100 Сварочная дамасская сталь 1000
6 6 Метод Шора (1920-е) Контактно-импедансный метод (UCI) (1977) W = 1/2 (mV 2 ) W = mgH V W = W упр + W пласт Метод Либа (1975) HL = (V / V') 1000 A S = f 1 (E i, i, E m, m ) f 2 ( f / f 0 ) W = mgH
7 7 Нагрузочно-разгрузочные кривые индицирования: 0A – нагрузочная ветвь; AD – реальная разгрузочная ветвь; AB и AC гипотетические разгрузочные ветви при, соответственно, полностью пластическом – и полностью упругом восстановлении отпечатков; F – индентирующая сила, h – заглубление индентора Кинетический метод (Dept Sensing Indentation Testing - DSI)
8 8 Ультрамикротвердомер DUH-201S Shimadzu
9 9 Провели индентирование, измерили твердость. Что дальше?
10 10 Уравнение Тabor-Марковца: H = C r где H – твердость по Виккерсу или Бриннелю, а r – напряжение при одноосной репрезентативной деформации e r ; коэффициент C = 3…3,2. Уравнение Бринелля: u = 0,346 HB где u – условный предел прочности, HB – твердость по Бриннелю. откуда HV = 0,93p m 2,8 r, или H IT 3,0 r. Модель гидростатического ядра Джонсона: Для материалов с иррегулярным законом твердения: (получено МКЭ моделированием) H = K 1 l + K 2 h, где l и h – напряжения, соответствующие одноосной деформации соответственно в 0,02 и 0,35, а K – коэффициенты: K 1 = 1, K 2 = 1,4 для индентора Виккерса и 1,55 для эквивалентного конического индентора. Связь твердости с прочностью Уравнение Зайцева H 2,94 в (1 - р где р - равномерное удлинение при испытании на растяжение.
11 11 ABI метод Хаггага (Haggag) e p = 0,2 d p / D ; 1 = 4F / d p 2 ; где:d p = {0,5 C* D [ h p 2 + (d p / 2) 2 ] / [ h p 2 + (d p / 2) 2 – h p D ]} 1/3 ; C* = 5,47 F (1/E i + 1/E s ); ; = e p E 2 / 0,43 1 ; max = (1,12…2,87) m ; = ( max – 1,12) / ln (27). Здесь 1 – истинное напряжение; e p – истинная пластическая деформация; D – диаметр шарового индентора; d p и h p – диаметр и глубина восстановленного отпечатка; - параметр, зависящий от стадии развития пластической зоны под индентором; m параметр, связанный с чувствительностью материала образца к скорости нагружения (например, для материалов с низкой чувствительностью к скорости нагружения m = 1,0).
12 12 Измерение остаточных напряжений при h = const при F = const (+) (-) (+) (-) Метод Суреша и Гианакопоулоса:
13 13 Геометрические параметры, используемые для расчета K Ic при индентировании хрупких материалов. Здесь c – радиус трещины, 2a = d – диагональ отпечатка Виккерса: a) полукруговая и b) бикруговая трещины. K 1c = r Fc 3/2. Определение параметра K 1c у хрупких материалов
14 14 Оценка термостойкости ( здесь = 4 2 ) Зависимость c от [1 – (c/c 0 ) 3/2 ] 2 для YBa 2 Cu x керамики (123) и для YBa 2 Cu 3 O 7 x /Y 2 BaCuO 2 керамики (123/211), закаленных в жидкий водород
15 15 Фотография накола индентором Роквелла на термозащитном покрытии лопаток турбин Определение адгезии покрытий
16 16 «Мягкое покрытие на жесткой подложке»: где H f - твердость покрытия, t - толщина покрытия, R - радиус линзы отслоения (граничной трещины), F - нагрузка, а f и E f - коэффициент Пуассона и модуль упругости материала покрытия Энергия адгезии DGEBA покрытия на силикатном стекле (эксперимент): Индентированием 25,2 (±8,7) Дж/м 2 двойной консольной балки 8,1 (±1,7) четырех точечного изгиба 15,0 (±0,4) «Жесткое покрытие на мягкой подложке» где: (Совпадение с табличными данными по порядку величины)
17 17 Определение адгезионных свойств волокнистых композитов Сравнение экспериментальных (точки) и теоретических (линии) нагрузочных кривых при индентировании торца волокна композита u = F 2 / 4 2 r 3 E f 2 /, где 2 - поверхностная энергия разрушения на единицу площади раздела, c - длинна срыва адгезии (оценка c была произведена из баланса энергий). В отсутствии адгезии ( = 0) c = l При учете деформации матрицы: при 0 d ; при 0 > d ; при S 0 max ; при 0 S Здесь, где k – глобальная жесткость, такая, что = kw., при условии, если матрицу представить в виде цилиндра радиусом R eq, вне которого ее деформации равны 0 (в первом приближении R eq может быть принят равным среднему расстоянию между соседними волокнами). При этом длина срыва адгезии c = (r 0 / 2 d ) – 1 / n, а d = 2 d / rn.
18 18 Определение пористости Сравнение различных функций интенсификации напряжений в пористых телах с экспериментальными данными (принято 0 = 0,6) В общем случае: = 0 где есть напряжение пластической деформации при одноосном сжатии материала с относительной плотностью, 0 - то же в монолитном состоянии, а = f ( ) - функция относительной плотности. Так как H ~, то определив относительную твердость H / H 0, можно рассчитать, если известно. = ; = 2,5; = 3,56 = exp [ a (1 )]; = (2 2 – 1) 0,5; = ( 0 ) / (1 0 )
19 19 Осложняющие факторы
20 20 Влияние нагрузки на измеренную твердость технического железа Размерный эффект Основные причины: Основные причины: i) влияние внешних вибраций; ii) наклеп поверхности образца при полировке; iii) увеличение относительной погрешности измерения размеров отпечатка; iv) большей относительной долей упругого восстановления для маленьких отпечатков; v) индентирование бездислокационных объемов с твердостью, приближающейся к теоретическому пределу, когда размер отпечатка становится соизмерим с междислокационными расстояниями; vi) наклеп во время индентирования; vii) влияние границ зерен и включений; viii) увеличение относительного влияния несовершенства индентора при уменьшении отпечатка, большее для индентора Виккерса, меньшее для Берковича.
21 21 Фазовые превращения под индентором
22 22 Величина пластической деформации под индентором
Еще похожие презентации в нашем архиве:
© 2024 MyShared Inc.
All rights reserved.