Физико-механические испытания

Общая информация

Начало рождения лаборатории датируется 8 мая 1922 года. В этот день коллегия ЦАГИ приняла решение об организации лаборатории механических испытаний, которую возглавил И.И. Сидорин.

С 1953 по 1989 гг. лабораторию механических испытаний возглавлял Н.М. Скляров. Лаборатория механических испытаний преобразовалась в лабораторию прочности и надежности, не только отвечающую за достоверность испытаний, но и гарантирующую работоспособность материалов в условиях действия принципа безопасной повреждаемости. Впоследствии в 2006 г. лаборатории прочности и надежности материалов авиационных двигателей и силовых энергетических установок присвоили имя заслуженного деятеля науки и техники профессора Н.М. Склярова.

В настоящее время лаборатория № 633 состоит из двух секторов:

- Сектор 1 «Статическая прочность и надежность материалов авиационных ГТД и силовых энергетических установок» проводит испытания на растяжение, длительную прочность и ползучесть.

- Сектор 2 «Циклическая прочность и надежность материалов авиационных ГТД и силовых энергетических установок» проводит испытания на малоцикловую и многоцикловую усталость, скорость роста трещины усталости, вязкость разрушения К1С.

Возможности и оборудование

  1. Испытания на растяжение
  2. Испытания на длительную прочность и ползучесть
  3. Испытания на малоцикловую усталость
  4. Испытания на многоцикловую усталость
  5. Испытания на скорость роста трещины усталости
  6. Испытания на вязкость разрушения К1С 

Мы предлагаем физико-механические испытания для исследования прочностных характеристик следующих материалов:

  • Жаропрочные никелевые сплавы
  • Жаропрочные титановые сплавы
  • Жаропрочные и конструкционные стали
  • Интерметаллидные сплавы
  • Естественно-композиционные сплавы
  • Алюминиевые и магниевые сплавы
  • Металлические композиционные материалы
  • Керамические композиционные материалы
  • Образцы с концентраторами напряжений и нанесенными коррозионными повреждениями

Испытания проводятся высококвалифицированными сотрудниками круглосуточно с использованием более 100 единиц современного испытательного оборудования.

После испытаний проводится статистическая обработка результатов и построение аналитических кривых для оценки характеристик прочности. Лаборатория имеет большой опыт по проведению квалификационных, исследовательских и предъявительских испытаний.

Испытания на растяжение

Определение характеристик: модуль упругости (E), предел прочности (σв),

условный предел текучести (σ0,2), относительное удлинение (δ), относительное сужение (ψ) при температурах до 1250 °С.

Испытания проводятся на испытательном оборудовании производства ведущих зарубежных фирм («Zwick Roell», Германия; «Walter+Bai AG», Швейцария), имеющем действующие сертификаты по метрологической аттестации и полностью соответствующем требованиям нормативных документов. 

Испытания на длительную прочность и ползучесть

Определение  характеристик: время до разрушения (τр), предел длительной

прочности (στ), время накопления заданной деформации ползучести (τε), предел

ползучести (σε/τ), скорость ползучести (σν) при температурах до 1250 °С. Построение расчетных кривых и прогнозная оценка характеристик.

Испытания проводятся на испытательном оборудовании производства ведущих зарубежных фирм («Zwick Roell», Германия; «Walter+Bai AG», Швейцария), имеющем действующие сертификаты по метрологической аттестации и полностью соответствующем требованиям нормативных документов.

Испытания на малоцикловую усталость

Определение характеристик: число циклов до разрушения (N), пределы

выносливости (усталости) (σR, εR) при температурах от 20 до 1200 °С, база испытаний – до 5∙105 циклов, управление циклом деформации (Δε) или напряжения (Δσ), коэффициент асимметрии цикла нагружения R(ε, σ) от -1 до 0,5, частота нагружения – от 0,1 до 10 Гц. Построение кривых усталости (кривых Велера).

Испытания проводятся на испытательном оборудовании производства ведущих зарубежных фирм («Walter+Bai AG», Швейцария; «Zwick Roell», Германия), имеющем действующие сертификаты по метрологической аттестации и полностью соответствующем требованиям нормативных документов. 

Испытания на многоцикловую усталость

Определение характеристик: число циклов до разрушения (N); пределы

выносливости (усталости) (σR) при температурах от 20 до 1200 °С, база испытаний – до 108 циклов, управление циклом напряжения (Δσ), коэффициент асимметрии цикла нагружения Rσ от – 1 до 0,7, частота нагружения – от 20 до 400 Гц, схемы нагружения – растяжение-сжатие и чистый изгиб при вращении. Построение кривых усталости (кривых Велера).

Испытания проводятся на испытательном оборудовании производства ведущих зарубежных фирм («Walter+Bai AG», Швейцария; «RUMUL» Швейцария), а также на отечественном оборудовании (НИКИМП, СССР), имеющем действующие сертификаты по метрологической аттестации и полностью соответствующем требованиям нормативных документов. 

Испытания на скорость роста трещины усталости

Определение характеристик: скорость роста трещины усталости (СРТУ), коэффициенты интенсивности напряжений (КИН), коэффициенты уравнения Пэриса и др.. Температура испытаний от 20 до 1200 °С, коэффициент асимметрии цикла нагружения R от 0,1 до 0,5, частота нагружения – от 0,1 до 40 Гц. Построение кинетических диаграмм усталостного разрушения.

Испытания проводятся на испытательном оборудовании производства ведущих зарубежных фирм («Walter+Bai AG», Швейцария; «RUMUL» Швейцария), имеющем действующие сертификаты по метрологической аттестации и полностью соответствующем требованиям нормативных документов.   

Испытания на вязкость разрушения К1С

Определение характеристик: коэффициент интенсивности напряжений (КИН) К1С, раскрытие в вершине трещины при максимальной нагрузке (δС) и др. Температура испытаний от 20 до 1200 °С. Испытания проводятся на испытательном оборудовании производства ведущих зарубежных фирм («Walter+Bai AG», Швейцария), имеющем действующие сертификаты по метрологической аттестации и полностью соответствующем требованиям нормативных документов. 

 

Нормативная документация

Испытания на растяжение проводятся в соответствии со следующей нормативной документацией:

  1. ГОСТ 1497-84. Металлы. Методы испытаний на растяжение.

  2. ГОСТ 9651-84. Металлы. Методы испытаний на растяжение при повышенных температурах.

  3. ASTM E8/E8M-22. Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials

  4. ASTM E21-20. Standard Test Methods for Elevated Temperature Tension Tests of Metallic Materials

  5. ASTM E111-17. Standard Test Method for Young’s Modulus, Tangent Modulus, and Chord Modulus

Испытания на длительную прочность и ползучесть проводятся в соответствии со следующей нормативной документацией:

  1. ГОСТ 10145–81. Металлы. Метод испытания на длительную прочность.

  2. ГОСТ 3248–81. Металлы. Метод испытания на ползучесть.

  3. ISO 204:2018. Metallic materials – Uniaxial creep testing in tension – Method of test.

  4. ASTM E139-11(2018) Standard Test Methods for Conducting Creep, Creep-Rupture, and Stress-Rupture Test of Metallic Materials.

  5. ASTM E292-18 Standard test methods for Conducting Time-for-Rupture Notch Tension Tests of Materials.

Испытания на малоцикловую усталость проводятся в соответствии со следующей нормативной документацией:

  1. ГОСТ 25.502-79. Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Методы механических испытаний металлов. Методы испытаний на усталость.

  2. АSTM Е466. Standard Practice for Conducting Force Controlled Constant Amplitude Axial Fatigue Tests of Metallic Materials.

  3. АSTM Е606. Standard Practice for Strain-Controlled Fatigue Testing.

Испытания на многоцикловую усталость проводятся в соответствии со следующей нормативной документацией:

  1. ГОСТ 25.502-79. Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Методы механических испытаний металлов. Методы испытаний на усталость.

  2. АSTM Е466. Standard Practice for Conducting Force Controlled Constant Amplitude Axial Fatigue Tests of Metallic Materials.

  3. ММ 1.595- 33-391-009. Метод определения величины предела усталости никелевых жаропрочных сплавов при эксплуатационных температурах методом ступенчатого назначения нагрузки («методом лестницы»).

Испытания скорость роста трещины усталости проводятся в соответствии со следующей нормативной документацией:

  1. ОСТ 1 92127-90. Металлы. Метод определения скорости роста усталостной трещины при испытании с постоянной амплитудой нагрузки

  2. ASTM E647. Standard Test Method for Measurement of Fatigue Crack Growth Rates.

  3. ММ 1.2.223-2021. Методика проведения испытаний конструкционных сплавов на скорость роста трещины усталости с определением порогового значения коэффициента интенсивности напряжений.

Испытания на вязкость разрушения К1С проводятся в соответствии со следующей нормативной документацией:

  1. ГОСТ 25.506-85. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении.

  2. ОСТ 1 90215-76. Металлы. Метод определения вязкости разрушения при плоской деформации (К) 1С.

  3. ASTM E399. Standard Test Method for Linear-Elastic Plane-Strain Fracture Toughness K1C of Metallic Materials.