Образец для исследования твердости наплавленных поверхностей

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ОБРАЗЕЦ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТВЕРДОСТИ НАПЛАВЛЕННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ(71) Заявитель Учреждение образования Полоцкий государственный университет(72) Авторы Константинов Валерий Михайлович Дашкевич Владимир Георгиевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Полоцкий государственный университет(57) Образец для исследования твердости наплавленных поверхностей в виде цельного цилиндра с буртиком, отличающийся тем, что на поверхности цилиндра радиально по образующей выполнены пазы трапецеидальной формы с малым основанием трапеции, обращенным к центру, в которых содержится наплавленный слой.(56) 1. Геллер Ю.А., Рахштадт А.Г. Материаловедение. Методы анализа, лабораторные работы и задачи. - . Металлургия, 1989.- С. 141-159. 2. ГОСТ 5657 - 69 Сталь. Метод испытания на прокаливаемость. 3. ГОСТ 9013-59 Металлы и сплавы. Метод измерения твердости по Роквеллу. 22962005.12.30 Полезная модель относится к области исследования механических свойств материалов, а именно к образцам для исследования твердости наплавленных поверхностей. Может найти применение, например, в ремонтном производстве при выборе составов наплавляемых материалов. Известны образцы для исследования механических свойств материалов 1. Для усталостных испытаний, испытаний на растяжение образцы, как правило, представляют собой цилиндрическую форму. Недостаток известных образцов состоит в том, что их конструкция форма и размеры,а также способ крепления разработаны специально для исследования определенной механической характеристики без исследования твердости 1. Наиболее близким к заявляемому является образец для исследования механических свойств материалов, в т.ч. для исследования прокаливаемости (твердости) наплавленных и закаленных поверхностей методом торцевой закалки 2. Такой образец выполнен в виде цельного цилиндра с буртиком. Основным недостатком известного образца является то, что определение твердости и следственно прокаливаемости двух и более материалов, которые имеют прочную металлургическую связь, является затруднительным. Данным образцом невозможно одновременно определять твердость двух материалов наплавленного и основного металла, поскольку образец представляет собой монолитную деталь, изготовленную из стали одной марки. Задачей заявляемой полезной модели является расширение технологических возможностей за счет обеспечения исследования твердости наплавленных поверхностей с разным химическим составом. Поставленная задача решается за счет того, что на поверхности образца для исследования твердости наплавленных поверхностей, выполненного в виде цельного цилиндра с буртиком, радиально по образующей выполнены пазы трапецеидальной формы с малым основанием трапеции, обращенным к центру, в которых содержится наплавленный слой. Отличительными признаками заявляемой полезной модели являются наличие пазов трапецеидальной формы, выполняемых по образующей цилиндра наличие наплавленного слоя исследуемого материала в пазах цилиндра. Пазы имеют трапецеидальную форму, для приближения формы валика с формой паза,в этом случае, смешивание основного и наплавляемого металла минимально. Форма сечения паза характеризуется коэффициентом формы Кф, который представляет собой соотношение ширины паза (малого основания трапеции) к его высоте, его оптимальное значение составляет 0,81,6. Размер ширины и высоты паза варьируется в пределах 510 мм. Рекомендованное отношение диаметра цилиндра к глубине паза 2,55. Содержание в пазах наплавленного слоя дает возможность определять твердость, как следствие закаливаемость и прокаливаемость изучаемого наплавочного сплава, отличного от основного металла по составу. Тем самым расширяются возможности при исследовании различных по химическому составу и свойствам материалов. Суть заявляемой полезной модели поясняется чертежом. На фиг. 1 изображен общий вид образца для исследования твердости наплавленных поверхностей, на фиг. 2 - поперечное сечение - фиг. 1. Образец содержит цельный цилиндр с буртиком 1 и наплавленный слой 2. На поверхности цилиндра 1 радиально по образующей выполнены пазы трапецеидальной формы с малым основанием трапеции, обращенным к центру, в которых содержится наплавленный слой 2. Технологический процесс изготовления заявляемого образца состоит из следующих операций точение цилиндра с буртиком (изготовление заготовки), фрезерование пазов,наплавка исследуемого материала, отжиг заготовки с наплавкой. Наплавленный металл по сечению имеет неоднородную структуру (наличие ликваций, различных зон термического влияния), поэтому перед проведением закалки проводится отжиг заготовки образца с на 2 22962005.12.30 плавленным слоем. Эта операция дает возможность обработать заготовку для снятия наплывов и усилений после наплавки. Затем производят точение наружной поверхности образца и подрезание торца до требуемых размеров. Последующую закалку образца осуществляют согласно методике ГОСТ 5657-69 2. Измерение твердости осуществляют согласно ГОСТ 9013-59 3. В лаборатории кафедры технологии конструкционных материалов Полоцкого государственного университета были проведены исследования по определению твердости образцов с наплавочным слоем. Материалом основы образца являлась Сталь 50 Г, наплавленный слой представлял собой стали различных составов хромистые и стали легированной титаном. Значение коэффициента формы Кф составляло 1,2. Размер малого основания трапеции паза и его глубины составлял 5 мм. На фиг. 3 представлен график зависимости твердости от расстояния от охлаждаемого торца образца, где на кривой 1 - значения твердости хромистой стали типа 40 на кривой 2 - стали, легированной титаном типа 40 на кривой 3 - стали 50 Г на кривой 4 - хромистой стали типа 9 Х 5 Н 2. Результаты испытаний свидетельствуют о пригодности данного образца при определении твердости, и как следствие прокаливаемости и закаливаемости наплавленных слоев. Использование разработанной конструкции образца позволит решать задачи выбора материалов для наплавки, режимов их оптимальной термической обработки. Фиг. 3 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3