ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 25 № 4 2023 184 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ рами датчика продольной волны (модель V112, 10 МГц). Высота измеряемого образца должна быть больше диаметра датчика, измеряющего поперечную и продольную скорость распространения ультразвука (рис. 2, б). Среднее значение было получено из 10 измерений для каждого образца. Скорость волны получают путем измерения толщины испытуемого образца и времени распространения волны в нем. Коэффициент Пуассона и модуль упругости E рассчитываются следующим образом: − ν = − 2 2 1 2( / ) 2 2( / ) T L T L V V V V ; (1) ρ +ν − ν = − ν 2 (1 ) (1 2 ) 1 L V E , (2) где ν – коэффициент Пуассона; VT – поперечная акустическая скорость; VL – продольная акустическая скорость, равная удвоенной толщине, деленной на время прохождения туда и обратно; ρ – плотность. Конкретный метод расчета модуля упругости применяется в соответствии со стандартом ASTM E494-15 [35]. Измерение модуля упругости при индентировании Индентирование на макроуровне Измерение модуля упругости при индентировании титанового сплава, сформировавшегося при 3D-печати пластины, представленной на а б Рис. 2. Общий вид ультразвукового устройства Olympus 38DL PLUS (а) и схема ультразвуковых измерений (б): 1 – датчик; 2 – измеряемый образец Fig. 2. Photograph of ultrasonic thickness gauge 38DL PLUS (a); schematic ultrasonic gauging (б): 1 – probe; 2 – specimen рис. 1, осуществлялось методом индентирования с помощью установки экспресс-диагностики материалов AIS 3000HD (FRONTICS, Корея) [32, 33, 36], приведенной на рис. 3, а, б. Схема индентирования сферическим наконечником диаметром 0,5 мм и вид отпечатков представлены на рис. 3, в, г. Принцип действия установки основан на внедрении индентора в объект контроля под действием плавно возрастающей нагрузки и последующих периодических частичных разгрузок с последующим их полным снятием при достижении заданной максимальной глубины внедрения. Встроенное программное обеспечение (ПО) предназначено для управления работой установки и визуального отображения параметров контроля (нагрузки, глубины, скорости нагружения). Внешнее ПО установлено на персональном компьютере и предназначено для управления работой установки, а также для визуального отображения, хранения, передачи и статистической обработки результатов измерений. Внешнее ПО позволяет определить механические характеристики материала (модуль упругости, твердость, остаточное напряжение, прочность на растяжение и трещиностойкость (вязкость разрушения) по зависимости изменения нагрузки от глубины вдавливания. Измерение нагрузки на инденторе проводится с помощью тензодатчика. Глубина вдавливания определяется с помощью датчика перемещений. В основе принципа работы системы лежит метод инструментального индентирования – вдавливание в исследуемый материал наконечника (индентора), соответствующего требованиям как ГОСТ Р 8.748–2011 [17], так и ASTM E2546-15 [15]. Суть метода инструментального индентирования заключается в определении зависимости усилия на инденторе (усилия вдавливания) от глубины вдавливания (глубины проникновения индентора в материал) на различных глубинах вдавливания при постепенном возрастании усилия. Измерения можно проводить не только на образцах, но и на целых изделиях. Вдавливание производилось сферическим индентором из твердого вольфрамокобальтового сплава (ВК5) с радиусом сферы 250 мкм. Нагрузка индентирования – примерно 600 Н. Каждое испытание индентированием состояло
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1