Гост 3565 80 металлы метод испытания на кручение

Обновлено: 17.05.2024

Текст ГОСТ 3565-80 Металлы. Метод испытания на кручение

МЕТАЛЛЫ

МЕТОД ИСПЫТАНИЯ НА КРУЧЕНИЕ

ГОСТ 3565-80

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Министерством высшего и среднего специального образования СССР

Государственным комитетом СССР по стандартам ИСПОЛНИТЕЛИ

Н. Д. Соболев; Е. И. Тавер; Р. Н. Рыньков (руководители темы); В. Ю. Гольцев; Г. П. Гузенков; Н. ▲. Алимова

ВНЕСЕН Министерством высшего и среднего специального образования СССР

Член Коллегии Н. Н. Иващенко

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государствен ного комитета СССР по стандартам от 30 мая 1980 г. № 2445

Редактор С_а И, Бобарыкин Технический редактор В. Н. Малькова Корректор Е. И. Евтеева

Сдано в наб. 18,06.80 Подп. в печ. 11.08.80 1,0 п. л. 0,89 уч.-изд, л. Тир. 25000 Цена 5 коп.

Орден;» «Знак Почета» Издзтельс!во стандартов, 123557, Москва, Новопресненский пер., 3. Калужская типография стандартов, ул. Московская, 256. Зак. 1887

УДК 669.01:620.175:006.354 Группа В09

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Method of torsional test

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 30 мая 1980 г. № 2445 срок действия установлен

с 01.07. 1981 г. до~01.07. 1991 г.

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на черные и цветные металлы и сплавы, а также на изделия из них и устанавливает методы статических испытаний на кручение при температуре ^ u T] J o °С для определения характеристик механических свойств и характера разрушения при кручении.

Стандарт не устанавливает методы испытаний на кручение в условиях повышенной и пониженной температуры, вакуума, химически активных сред и лучевого воздействия.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Термины, определения и обозначения, применяемые в настоящем стандарте, приведены в обязательном приложении 1.

1.2. По результатам испытания образцов на кручение производят определение следующих механических характеристик:

предела прочности (условного),

предела прочности (истинного),

максимального остаточного сдвига,

характера разрушения (срез или отрыв).

Перепечатка воспрещена (6) Издательство стандартов, 1980

2. ИСПЫТАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

2.1. Для испытания на кручение может быть использована испытательная машина, которая обеспечивает:

свободное кручение образцов без каких-либо дополнительных нагрузок на образце в течение всего процесса испытания;

центрирование образца в захватах с несоосностью не более 0,01 мм на каждые 100 мм;

плавность статического нагружения (без толчков и ударов); свободное перемещение одного из захватов вдоль оси образца; измерение нагрузки с погрешностью, не превышающей ±1% от величины измеряемой нагрузки, начиная с ОД наибольшего значения каждого диапазона, но не ниже 0,04 предельной нагрузки;

вариации показаний силоизмерителя при повторных нагружениях и нагрузке, не превышающие допускаемую погрешность си-лоизмеренпя;

возможность нагружения с точностью одного наименьшего деления шкалы силоизмерителя испытательной машины;

сохранение постоянства показаний силоизмерителя в течение не менее 30 с;

измерение угла закручивания с погрешностью, не превышающей ±0,5°.

3.1. Для испытания на кручение в качестве основных применяют цилиндрические образцы с диаметром в рабочей части 10 мм и с расчетной длиной 100 и 50 мм, с головками на концах для закрепления в захватах испытательной машины.

Примечание. Расчетной длиной считают длину цилиндрической части образца, на которой производят измерение угловой деформации. Измерительная база прибора должна располагаться в средней части образца. Испытания образцов из металлопродукции диаметром менее 5 мм проводится только с учетом требовании стандартов на эти виды продукции.

3.2. Допускается испытание образцов и изделий, пропорциональных нормальным, а также трубчатых образцов.

Пр имечание. Результаты испытания трубчатых образцов могут быть использованы только при отсутствии потери их устойчивости.

3.3. Форма и размеры головок образца определяются способом крепления образца в захватах испытательной машины.

3.4. Переход от рабочей части образца к его головкам должен быть плавным с радиусом закругления не менее 3 мм.

3.5. Разность между наибольшим и наименьшим диаметром на рабочей части основного образца не должна превышать 0,2% номинального значения диаметра.

3.6. Измерение диаметра образца производится с погрешностью не более 0,01 мм, а его длины с погрешностью не более 0,1 мм.

3.7. Проверку размеров образца проводят до испытания измерительным инструментом, обеспечивающим требования п. 3.6.

3.8. Технология изготовления образцов не должна оказывать влияния на механические свойства исходного материала.

3.9. Шероховатость поверхности рабочей части основных цилиндрических образцов должна соответствовать ^а

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. При испытании на кручение величину нагрузки отсчитывают с точностью до одного деления шкалы силоизмерителя. Точность измерения углов соответствует цене деления угломера. Вычисление механических характеристик по результатам испытаний проводится с точностью 1%.

4.2. Определение модуля сдвига при кручении.

4.2.1. Устанавливают и закрепляют испытуемый образец в захватах испытательной машины. Нагружают образец крутящим моментом, соответствующим начальному касательному напряжению т₀, составляющему 10% ожидаемого предела пропорциональности материала, закрепляют на рабочей части образца угломер и отмечают первоначальное показание угломера, принимаемое за нулевое.

4.2.2. Нагружение образца крутящим моментом осуществляют равными ступенями (не менее трех) таким образом, чтобы напряжения в образце не превышали предела пропорциональности, и регистрируют на каждой ступени нагружения углы закручивания образца на его расчетной длине. Время регистрации угла закручивания не должно превышать 10 с.

4.2.3. Модуль сдвига при кручении (G) в МПа (кгс/мм 2 ) вычисляют по формуле

где АТ — ступень нагружения, Н-мм (кгс*мм);

I — расчетная длина образца, мм;

Дф— среднее арифметическое значение углов закручивания на расчетной длине образца, приходящихся на одну ступень нагружения, рад;

/_р — полярный момент инерции, мм 4 .

Примечание. Для образца круглого сечения диаметром D полярный момент инерции вычисляют по формуле

Для трубчатого образца кольцевого сечения с внешним диаметром D толщиной стенки 6

У Р — 4 L 1 V D 'D 2 D*)\ *

4.2.4. Пример определения модуля сдвига при кручении приведен в справочном приложении 2.

4.2.5. Модуль сдвига при кручении может быть также определен по тангенсу угла наклона прямолинейного участка диаграммы

деформации, соответствующего упругому деформированию, если масштаб диаграммы обеспечивает не более 0,01% относительного сдвига на 1 мм оси абсцисс и не более 1 МПа (0,102 кгс/мм 2 ) касательного напряжения на 1 мм оси ординат.

4.3. Определение предела пропорциональности при кручении

4.3.1. Выполняют операции, установленные в п. 4.2.1.

4.3.2. Догружают образец вначале большими, а затем малыми ступенями, отмечая после каждой ступени нагружения уголовую деформацию. Нагружение большими ступенями осуществляют до 80% ожидаемого предела пропорциональности. Ступени малых

нагружений выбирают так, чтобы до достижения предела пропорциональности было не менее пяти ступеней малых нагружений. Значение малой ступени нагружения должно соответствовать увеличению касательного напряжения не более 10 МПа (1,02 кгс/мм 2 ).

4.3.3. Испытание прекращают, когда угловая деформация от нагружения на малую ступень превысит не менее чем в два раза среднее значение угловой деформации, полученное на предыдущих ступенях нагружения на линейном участке.

4.3.4. Определяют значение приращения угла закручивания на малую ступень нагружения на линейном участке. Полученное значение увеличивают в соответствии с принятым допуском. По результатам испытаний определяют нагрузку Г_пц,, соответствующую подсчитанному значению приращения угла закручивания. Если вычисленная в соответствии с принятым допуском величина угловой деформации повторяется несколько раз, то за нагрузку Т_пц принимают первое (меньшее) значение нагрузки.

Примечание. В случаях, когда необходимо уточненное значение предела пропорциональности, допускается применение линейной интерполяции.

4.3.5. Нагрузка Т_пи может быть также определена по диаграмме деформации, показанной на черт. 1, если масштаб диаграммы обеспечивает не более 0,05% относительного сдвига на 1 мм оси

абсцисс и не более 5 МПа (0,51 кгс/мм 2 ) касательного напряжения на 1 мм оси ординат.

4.З.5.1. Для определения Т_т по диаграмме проводят прямую ОЕ, совпадающую с начальным прямолинейным участком кривой деформации. Через точку О проводят ось ординат ОТ, затем прямую АВ, параллельную оси абсцисс на произвольном уровне, и на этой прямой откладывают отрезок kn, равный половине отрезка mk. Через точку п и начало координат проводят прямую On и параллельно ей касательную CD к кривой деформации. Ордината точки касания F соответствует Т_т.

4.3.6. Предел пропорциональности при кручении (т_пц) в МПа (кгс/мм 2 ) вычисляют по формуле

где Wр — полярный момент сопротивления, мм 3 .

Примечание. Для образца круглого сечения момент сопротивления вычисляют по формуле

Для трубчатого образца кольцевого сечения —

пОЧ [ ₁ /3d 46 2 26 3 \ |

4.3.7. Пример определения предела пропорциональности при кручении приведен в справочном приложении 3.

4.4. Определение предела текучести при кручении

4.4.1. Выполняют операции, установленные в пп. 4.2.1 и 4.3.2—

4.3.4. Деформацию до предела пропорциональности считают упругой, а за пределом пропорциональности — остаточной.

4.4.2. Вычисляют относительный сдвиг (у_ип ) в процентах по формуле

где ф_пц—угол закручивания образца на его расчетной длине, соответствующий пределу пропорциональности при кручении, рад;

D—диаметр рабочей части образца, мм;

I — расчетная длина образца, мм.

4.4.3. Прибавляют к относительному сдвигу у_пц допуск на остаточный сдвиг 0,3% и по величине у_пц +0,3% находят соответствующий пределу текучести угол закручивания расчетной длины образца.

Стр. 6 гост 3565—80

4.4.4. Продолжают нагружение образца за пределом пропорциональности до тех пор, пока не будет достигнут угол закручивания ср_т, соответствующий значению ?_Пц+0»3% и фиксируют нагрузку Т_Т9 соответствующую пределу текучести.

4.4.5 Нагрузка Т_т может быть также определяться по диаграмме деформаций, показанной на черт. 2, если масштаб диаграммы обеспечивает не более 0,05% относительного сдвига на 1 мм оси абсцисс и не более 5 МПа (0,51 кгс/мм 2 ) касательного напряжения на 1 мм оси ординат.

4.4.5.1. Для определения Т_т от начала координат О откладывают по оси абсцисс отрезок ОЕ, соответствующий остаточному сдвигу у = 0,3%. Начальная криволи-Черт. 2. нейная часть диаграммы исключается. Из

точки Е проводят прямую, параллельную прямой СМ, до пересечения с кривой (точка М). Ордината точки М пересечения прямой с кривой диаграммы является значением нагрузки Т_т, соответствующей пределу текучести.

4.4.6. Предел текучести при кручении то,₃ в МПа (кгс/мм 2 ) вычисляют по формуле

4.4.7. Пример определения предела текучести приведен в справочном приложении 4.

4.5. Определение условного предела прочности при кручении

4.5.1. Устанавливают и закрепляют образец в захватах испытательной машины и нагружают до разрушения, фиксируя разрушающую нагрузку Т_к. Одновременно регистрируют максимальный угол закручивания тах на расчетной длине образца, который используется при подсчете у_тах (см. п. 4.7).

4.5.2. Условный предел прочности при кручении (т_пч ) в МПа (кгс/мм 2 ) вычисляют по формуле

4.6. Определение истинного предела прочности при кручении

4.6.1. Устанавливают и закрепляют образец в захватах испытательной машины и нагружают до появления пластических деформаций.

4.6.2. Ступенчато догружают образец до разрушения, фиксируя нагрузки Тi и соответствующие им углы закручивания qp* на рас

четной длине образца в процессе монотонного деформирования образца с заданной скоростью.

4.6.3. Вычисляют относительные углы закручивания (Ф*) в рад/мм по формуле

4.6.5. Истинный предел прочности при кручении (т_к) в МПа (кгс/мм 2 ) вычисляют по формуле

где Т_к —крутящий момент при разрушении образца, кгс-мм;

Ь_к — относительный угол закручивания при разрушении образца, рад/мм;

4.7. Максимальный остаточный сдвиг при кручении (Vmax ) вычисляют по формуле

если величина сдвига не превышает 0,1 рад. При большей деформации максимальный остаточный сдвиг определяют по формуле

где фтах —максимальный угол закручивания на расчетной длине образца, рад (п. 4.5.1).

Допускается выражать у_п;ах в процентах, путем умножения подсчитанной величины на 100.

Примечание. Для пластичных металлов, у которых величина упругой деформации относительно мала (не более 10% от общей деформации), допускается принимать общий сдвиг за остаточный. Для малопластичных металлов, у которых упругая деформация относительно велика, для определения максимального остаточного сдвига у^_ах следует вычитать из общего сдвига у_тах упругий сдвиг уУ, вычисляемый по формуле

определяемая графически согласно п. 4.6.4.

где т_пч —условный предел прочности при кручении данного материала, МПа (кгс/мм 2 );

G — модуль сдвига данного материала, МПа (кгс/мм 2 ).

4.8. Указанные в п. 1.2 механические характеристики могут определяться по результатам испытания на кручение одного образца путем совмещения соответствующих операций, указанных в пп. 4.2—4.7.

4.9. Примерная форма протокола испытания на крученне цилиндрических образцов приведена в справочном приложении 5.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Обязательное

ТЕРМИНЫ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ

1. Термины, определения и обозначения, общие для всех методов испытаний, приведены в ГОСТ 16504—74.

2. Термины, определения и обозначения, относящиеся к испытаниям на кручение, приведены в таблице.

1. Модуль сдвига — отношение касательного напряжения к упругой угловой деформации в точке

2. Предел пропорциональности при кручении — касательное напряжение в периферийный точках поперечного сечения образца, вычисленное по формуле для упругого кручения, при котором отклонение от линейной зависимости между нагрузкой и углом закручивания достигает такой величины, что тангенс угла наклона, образованного касательной к кривой деформации и осью нагрузок, увеличивается на 50% своего значения на линейном участке.

Примечание. При наличии в стандартах или технических условиях на металлопподукцию особых указаний, допускается определять предел пропорциональности при кручении с иным допуском на увеличение тангенса угла наклона касательной. В этом случае значение допуска должно быть указано в обозначении, например т:_{пц 25}

3. Предел текучести при кручении — касательное напряжение, вычисленное по формуле для упругого кручения, при котором образец получает остаточный сдвиг, равный 0,3%

4. Предел прочности при кручении — касательное напряжение, равное отношению наибольшего момента при кручении, предшествующего разрушению, к полярному моменту сопротивления сечения образца для испытания

5. Истинный предел прочности при кручении — наибольшее истинное касательное напряжение при разрушении образца, вычисленное с учетом перераспределения напряжений при пластической деформации

6. Максимальный остаточный сдвиг при кручении — максимальная угловая деформация в точке на поверхности образца для испытаний в момент разрушения

7. Срез или отрыв — характер разрушения при кручении.

Примечание. Определяется но ориентации поверхности разрушения, разрушение от касательных напряжений (путем среза) происходит по поперечному сечению образца. Разрушение от оастягивающих напряжений (путем отрыва) происходит по винтовой поверхности, след которой на наружной поверхности «б-разца образует винтовую линию, касательная к которой направлена под углом примерно 45° к оси образца

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Справочное

ПРИМЕР ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ СДВИГА ПРИ КРУЧЕНИИ

Испытуемый материал—-углеродистая сталь.

момент инерции поперечного сечения ^р =- з2 = мм 4 ;

момент сопротивления = = 196,2 мм 3 ;

расчетная длина и база угломера /=100 мм;

цена деления шкалы угломера — 0,00025 рад.

Ожидаемый предел пропорциональности т_пц =250 МПа.

Начальное напряжение т₀ = 25 МПа, что соответствует моменту Т_о=4905 Н-мм,

округленно принимаем Гп = 5000 Н-мм.

Максимальная нагрузка Т в Н-мм, отвечающая 80% нагрузки ожидаемого

предела прспорциональности, равна Т—--=---j"jjQ-—39240 Н-мм.

Принимаем 7=39000 Н-мм.

Для получения трех ступеней в указанном интервале нагрузок ступень нагружения (АТ) в Н*мм вычисляем по формуле

Металлы. Метод испытания на кручение

Стандарт распространяется на черные и цветные металлы и сплавы, а также на изделия из них и устанавливает методы статических испытаний на кручение при температуре 20 (+15/-10) град. Цельсия для определения характеристик механических свойств и характера разрушения при кручении. Стандарт не устанавливает методы испытаний на кручение в условиях повышенной и пониженной температуры, вакуума, химическим активных сред и лучевого воздействия.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

МЕТОД ИСПЫТАНИЯ НА КРУЧЕНИЕ

ГОСТ 3565-80

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Министерством высшего и среднего специального образования СССР

Государственным комитетом СССР по стандартам

ИСПОЛНИТЕЛИ

Н. Д. Соболев; Е. И. Тавер; Р. Н. Рыньков (руководители темы); В. Ю. Гольцев; Г. П. Гузенков; Н. А. Алимова

ВНЕСЕН Министерством высшего и среднего специального образования СССР

Член Коллегии Н. Н. Иващенко

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 30 мая 1980 г. № 2445

ГОСТ
3565-80

Взамен
ГОСТ 3555-58

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 30 мая 1980 г. № 2445 срок действия установлен

с 01.07.1981 г.

до 01.07.1991 г.

Настоящий стандарт распространяется на черные и цветные металлы и сплавы, а также на изделия из них и устанавливает методы статических испытаний на кручение при температуре для определения характеристик механических свойств и характера разрушения при кручении.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1 . Термины, определения и обозначения, применяемые в настоящем стандарте, приведены в обязательном приложении 1 .

1.2 . По результатам испытания образцов на кручение производят определение следующих механических характеристик:

2. ИСПЫТАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

2.1 . Для испытания на кручение может быть использована испытательная машина, которая обеспечивает:

центрирование образца в захватах с несоосностью не более 0,1 мм на каждые 100 мм;

(Измененная редакция, Изм. № 1 ).

плавность статического нагружения (без толчков и ударов);

свободное перемещение одного из захватов вдоль оси образца;

измерение нагрузки с погрешностью, не превышающей ± 1 % от величины измеряемой нагрузки, начиная с 0,2 наибольшего значения каждого диапазона, но не ниже 0,04 предельной нагрузки;

вариации показаний силоизмерителя при повторных нагружениях и нагрузке, не превышающие допускаемую погрешность силоизмерения;

измерение угла закручивания с погрешностью, не превышающей ±1°.

3. ОБРАЗЦЫ

3.1 . Для испытания на кручение в качестве основных применяют цилиндрические образцы с диаметром в рабочей части 10 мм и с расчетной длиной 100 и 50 мм, с головками на концах для закрепления в захватах испытательной машины.

Примечание . Расчетной длиной считают длину цилиндрической части образца, на которой производят измерение угловой деформации. Измерительная база прибора должна располагаться в средней части образца. Испытания образцов из металлопродукции диаметром менее 5 мм проводится только с учетом требований стандартов на эти виды продукции.

3.2 . Допускается испытание образцов и изделий, пропорциональных нормальным, а также трубчатых образцов.

Примечание . Результаты испытания трубчатых образцов могут быть использованы только при отсутствии потери их устойчивости.

3.3 . Форма и размеры головок образца определяются способом крепления образца в захватах испытательной машины.

3.4 . Переход от рабочей части образца к его головкам должен быть плавным с радиусом закругления не менее 3 мм.

3.5 . Разность между наибольшим и наименьшим диаметром на рабочей части основного образца не должна превышать 0,2 % номинального значения диаметра.

3.6 . Измерение диаметра образца производится с погрешностью не более 0,01 мм, а его длины с погрешностью не более 0,1 мм.

3.7 . Проверку размеров образца проводят до испытания измерительным инструментом, обеспечивающим требования п. 3.6 .

3.8 . Технология изготовления образцов не должна оказывать влияния на механические свойства исходного материала.

3.9 . Шероховатость поверхности рабочей части основных цилиндрических образцов должна соответствовать Rа < 0,63 мкм по ГОСТ 2789-73 .

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1 . При испытании на кручение величину нагрузки отсчитывают с точностью до одного деления шкалы силоизмерителя. Точность измерения углов соответствует цене деления угломера. Вычисление механических характеристик по результатам испытаний проводится с точностью 1 %.

4.2 . Определение модуля сдвига при кручении .

4.2.1 . Устанавливают и закрепляют испытуемый образец в захватах испытательной машины. Нагружают образец крутящим моментом, соответствующим начальному касательному напряжению т₀, составляющему 10 % ожидаемого предела пропорциональности материала, закрепляют на рабочей части образца угломер и отмечают первоначальное показание угломера, принимаемое за нулевое.

4.2.2 . Нагружение образца крутящим моментом осуществляют равными ступенями (не менее трех) таким образом, чтобы напряжения в образце не превышали предела пропорциональности, и регистрируют на каждой ступени нагружения углы закручивания образца на его расчетной длине. Время регистрации угла закручивания не должно превышать 10 с.

4.2.3 . Модуль сдвига при кручении ( G ) в МПа (кгс/мм 2 ) вычисляют по формуле

где D Т - ступень нагружения, Н × мм (кгс × мм);

l - расчетная длина образца, мм;

D j - среднее арифметическое значение углов закручивания на расчетной длине образца, приходящихся на одну ступень нагружения, рад;

I _р - полярный момент инерции, мм 4 .

Примечание . Для образца круглого сечения диаметром D полярный момент инерции вычисляют по формуле

Для трубчатого образца кольцевого сечения с внешним диаметром D и толщиной стенки d

4.2.4 . Пример определения модуля сдвига при кручении приведен в справочном приложении 2 .

4.2.5 . Модуль сдвига при кручении может быть также определен по тангенсу угла наклона прямолинейного участка диаграммы деформации, соответствующего упругому деформированию, если масштаб диаграммы обеспечивает не более 0,01 % относительного сдвига на 1 мм оси абсцисс и не более 1 МПа (0,102 кгс/мм 2 ) касательного напряжения на 1 мм оси ординат.

4.3 . Определение предела пропорциональности при кручении

4.3.1 . Выполняют операции, установленные в п. 4.2.1 .

4.3.2 . Догружают образец вначале большими, а затем малыми ступенями, отмечая после каждой ступени нагружения угловую деформацию. Нагружение большими ступенями осуществляют до 80 % ожидаемого предела пропорциональности. Ступени малых нагружений выбирают так, чтобы до достижения предела пропорциональности было не менее пяти ступеней малых нагружений. Значение малой ступени нагружения должно соответствовать увеличению касательного напряжения не более 10 МПа (1,02 кгс/мм 2 ).

4.3.3 . Испытание прекращают, когда угловая деформация от нагружения на малую ступень превысит не менее чем в два раза среднее значение угловой деформации, полученное на предыдущих ступенях нагружения на линейном участке.

4.3.4 . Определяют значение приращения угла закручивания на малую ступень нагружения на линейном участке. Полученное значение увеличивают в соответствии с принятым допуском. По результатам испытаний определяют нагрузку Т_пц, соответствующую подсчитанному значению приращения угла закручивания. Если вычисленная в соответствии с принятым допуском величина угловой деформации повторяется несколько раз, то за нагрузку Т_пц принимают первое (меньшее) значение нагрузки.

Примечание . В случаях, когда необходимо уточненное значение предела пропорциональности, допускается применение линейной интерполяции.

4.3.5 . Нагрузка Т_пц может быть также определена по диаграмме деформации, показанной на черт. 1 , если масштаб диаграммы обеспечивает не более 0,05 % относительного сдвига на 1 мм оси абсцисс и не более 5 МПа (0,51 кгс/мм 2 ) касательного напряжения на 1 мм оси ординат.

4.3.5.1 . Для определения Т_пцпо диаграмме проводят прямую ОЕ, совпадающую с начальным прямолинейным участком кривой деформации. Через точку О проводят ось ординат ОТ, затем прямую АВ, параллельную оси абсцисс на произвольном уровне, и на этой прямой откладывают отрезок kn , равный половине отрезка mk . Через точку п и начало координат проводят прямую On и параллельно ей касательную CD к кривой деформации. Ордината точки касания F соответствует Т_пц.

4.3.6 . Предел пропорциональности при кручении ( t _пц ) в МПа (кгс/мм 2 ) вычисляют по формуле

где W_p - полярный момент сопротивления, мм 3 .

Примечание . Для образца круглого сечения момент сопротивления вычисляют по формуле

Для трубчатого образца кольцевого сечения -

4.3.7 . Пример определения предела пропорциональности при кручении приведен в справочном приложении 3 .

4.4 . Определение предела текучести при кручении

4.4.1 . Выполняют операции, установленные в пп. 4.2.1 и 4.3.2 - 4.3.4 . Деформацию до предела пропорциональности считают упругой, а за пределом пропорциональности - остаточной.

4.4.2 . Вычисляют относительный сдвиг ( g _пц ) в процентах по формуле

где j _пц - угол закручивания образца на его расчетной длине, соответствующий пределу пропорциональности при кручении, рад;

D - диаметр рабочей части образца, мм;

l - расчетная длина образца, мм.

4.4.3 . Прибавляют к относительному сдвигу g _пц допуск на остаточный сдвиг 0,3 % и по величине g _пц + 0,3 % находят соответствующий пределу текучести угол закручивания расчетной длины образца.

4.4.4 . Продолжают нагружение образца за пределом пропорциональности до тех пор, пока не будет достигнут угол закручивания j _т , соответствующий значению g _пц + 0,3 % и фиксируют нагрузку Т_т, соответствующую пределу текучести.

4.4.5 Нагрузка Т_т может быть также определяться по диаграмме деформаций, показанной на черт. 2 , если масштаб диаграммы обеспечивает не более 0,05 % относительного сдвига на 1 мм оси абсцисс и не более 5 МПа (0,51 кгс/мм 2 ) касательного напряжения на 1 мм оси ординат.

4.4.5.1 . Для определения Т_т от начала координат О откладывают по оси абсцисс отрезок ОЕ, соответствующий остаточному сдвигу g = 0,3 %. Начальная криволинейная часть диаграммы исключается. Из точки Е проводят прямую, параллельную прямой ОА, до пересечения с кривой (точка М). Ордината точки М пересечения прямой с кривой диаграммы является значением нагрузки Т_т, соответствующей пределу текучести.

4.4.6 . Предел текучести при кручении t ₀ ,₃ в МПа (кгс/мм 2 ) вычисляют по формуле

4.4.7 . Пример определения предела текучести приведен в справочном приложении 4 .

4.5 . Определение условного предела прочности при кручении

4.5.1 . Устанавливают и закрепляют образец в захватах испытательной машины и нагружают до разрушения, фиксируя разрушающую нагрузку Т_к. Одновременно регистрируют максимальный угол закручивания j _max на расчетной длине образца, который используется при подсчете g _max (см. п. 4.7 ).

4.5.2 . Условный предел прочности при кручении ( t _пч ) в МПа (кгс/мм 2 ) вычисляют по формуле

4.6 . Определение истинного предела прочности при кручении

4.6.1 . Устанавливают и закрепляют образец в захватах испытательной машины и нагружают до появления пластических деформаций.

4.6.2 . Ступенчато догружают образец до разрушения, фиксируя нагрузки Т _i и соответствующие им углы закручивания j _i на расчетной длине образца в процессе монотонного деформирования образца с заданной скоростью.

4.6.3 . Вычисляют относительные углы закручивания ( J _i ) в рад/мм по формуле

4.6.5 . Истинный предел прочности при кручении ( t _к ) в МПа (кгс/мм 2 ) вычисляют по формуле

где Т_к- крутящий момент при разрушении образца, кгс × мм;

J _к - относительный угол закручивания при разрушении образца, рад/мм;

- величина, определяемая графически согласно п. 4.6.4.

4.7 . Максимальный остаточный сдвиг при кручении ( g _max ) вычисляют по формуле

где j _max - максимальный угол закручивания на расчетной длине образца, рад (п. 4.5.1).

Допускается выражать g _max в процентах, путем умножения подсчитанной величины на 100.

Примечание . Для пластичных металлов, у которых величина упругой деформации относительно мала (не более 10 % от общей деформации), допускается принимать общий сдвиг за остаточный. Для малопластичных металлов, у которых упругая деформация относительно велика, для определения максимального остаточного сдвига следует вычитать из общего сдвига g _max упругий сдвиг g y , вычисляемый по формуле

где t _пч - условный предел прочности при кручении данного материала, МПа (кгс/мм 2 );

G - модуль сдвига данного материала, МПа (кгс/мм 2 ).

4.8 . Указанные в п. 1.2 механические характеристики могут определяться по результатам испытания на кручение одного образца путем совмещения соответствующих операций, указанных в пп. 4.2 - 4.7 .

4.9 . Примерная форма протокола испытания на кручение цилиндрических образцов приведена в справочном приложении 5 .

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Обязательное

ТЕРМИНЫ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ

1 . Термины, определения и обозначения, общие для всех методов испытаний, приведены в ГОСТ 16504-81 .

2 . Термины, определения и обозначения, относящиеся к испытаниям на кручение, приведены в таблице.

1. Модуль сдвига - отношение касательного напряжения к упругой угловой деформации в точке

2. Предел пропорциональности при кручении - касательное напряжение в периферийных точках поперечного сечения образца, вычисленное по формуле для упругого кручения, при котором отклонение от линейной зависимости между нагрузкой и углом закручивания достигает такой величины, что тангенс угла наклона, образованного касательной к кривой деформации и осью нагрузок, увеличивается на 50 % своего значения на линейном участке.

Примечание . При наличии в стандартах или технических условиях на металлопродукцию особых указаний, допускается определять предел пропорциональности при кручении с иным допуском на увеличение тангенса угла наклона касательной. В этом случае значение допуска должно быть указано в обозначении, например t _пц₂₅

3. Предел текучести при кручении - касательное напряжение, вычисленное по формуле для упругого кручения, при котором образец получает остаточный сдвиг, равный 0,3 %

4. Предел прочности при кручении - касательное напряжение, равное отношению наибольшего момента при кручении, предшествующего разрушению, к полярному моменту сопротивления сечения образца для испытания

5. Истинный предел прочности при кручении - наибольшее истинное касательное напряжение при разрушении образца, вычисленное с учетом перераспределения напряжений при пластической деформации

6. Максимальный остаточный сдвиг при кручении - максимальная угловая деформация в точке на поверхности образца для испытаний в момент разрушения

7. Срез или отрыв - характер разрушения при кручении.

Примечание . Определяется по ориентации поверхности разрушения. Разрушение от касательных напряжений (путем среза) происходит по поперечному сечению образца. Разрушение от растягивающих напряжений (путем отрыва) происходит по винтовой поверхности, след которой на наружной поверхности образца образует винтовую линию, касательная к которой направлена под углом примерно 45° к оси образца.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ПРИМЕР ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ СДВИГА ПРИ КРУЧЕНИИ

Испытуемый материал - углеродистая сталь.

момент инерции поперечного сечения

расчетная длина и база угломера l = 100 мм;

цена деления шкалы угломера - 0,00025 рад.

Ожидаемый предел пропорциональности t _пц = 250 МПа.

Начальное напряжение t ₀ = 25 МПа, что соответствует моменту Т₀ = 4905 Н × мм, округленно принимаем Т₀ = 5000 Н × мм.

Максимальная нагрузка Т в Н × мм, отвечающая 80 % нагрузки ожидаемого предела пропорциональности, равна

Принимаем Т = 39000 Н × мм.

Для получения трех ступеней в указанном интервале нагрузок ступень нагружения ( D Т ) в Н × мм вычисляем по формуле

Гост 3565 80 металлы метод испытания на кручение

Metals. Method of torsion test

Срок действия 01.07.81
до 01.07.91*
____________________________________________
* Ограничение срока действия снято постановлением
Госстандарта СССР N 464 от 09.04.91.
(ИУС N 7, 1991 год). - Примечание "КОДЕКС".

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 30 мая 1980 г. N 2445

ПЕРЕИЗДАНИЕ (февраль 1988 г.) с Изменением N 1, утвержденным в марте 1982 г. (ИУС 6-82).

Настоящий стандарт распространяется на черные и цветные металлы и сплавы, а также на изделия из них и устанавливает методы статических испытаний на кручение при температуре 20°С для определения характеристик механических свойств и характера разрушения при кручении.

характера разрушения (срез или отрыв).

измерение нагрузки с погрешностью, не превышающей ±1% от величины измеряемой нагрузки, начиная с 0,2 наибольшего значения каждого диапазона, но не ниже 0,04 предельной нагрузки;

измерение угла закручивания с погрешностью, не превышающей 1°.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

Примечание. Расчетной длиной считают длину цилиндрической части образца, на которой производят измерение угловой деформации. Измерительная база прибора должна располагаться в средней части образца. Испытания образцов из металлопродукции диаметром менее 5 мм проводятся только с учетом требований стандартов на эти виды продукции.

Примечание. Результаты испытания трубчатых образцов могут быть использованы только при отсутствии потери их устойчивости.

3.3. Форма и размеры головок образца определяют способом крепления образца в захватах испытательной машины.

3.9. Шероховатость поверхности рабочей части основных цилиндрических образцов должна соответствовать

4.2.1. Устанавливают и закрепляют испытуемый образец в захватах испытательной машины. Нагружают образец крутящим моментом, соответствующим начальному касательному напряжению , составляющему 10% ожидаемого предела пропорциональности материала, закрепляют на рабочей части образца угломер и отмечают первоначальное показание угломера, принимаемое за нулевое.

4.2.3. Модуль сдвига при кручении в МПа (кгс/мм) вычисляют по формуле

где - ступень нагружения, Н·мм (кгс·мм);

- расчетная длина образца, мм;

- среднее арифметическое значение углов закручивания на расчетной длине образца, приходящихся на одну ступень нагружения, рад;

- полярный момент инерции, мм.

Примечание. Для образца круглого сечения диаметром полярный момент инерции вычисляют по формуле

Для трубчатого образца кольцевого сечения с внешним диаметром и толщиной стенки

4.2.5. Модуль сдвига при кручении может быть также определен по тангенсу угла наклона прямолинейного участка диаграммы деформации, соответствующего упругому деформированию, если масштаб диаграммы обеспечивает не более 0,01% относительного сдвига на 1 мм оси абсцисс и не более 1 МПа (0,102 кгс/мм) касательного напряжения на 1 мм оси ординат.

4.3.2. Догружают образец вначале большими, а затем малыми ступенями, отмечая после каждой ступени нагружения угловую деформацию. Нагружение большими ступенями осуществляют до 80% ожидаемого предела пропорциональности. Ступени малых нагружений выбирают так, чтобы до достижения предела пропорциональности было не менее пяти ступеней малых нагружений. Значение малой степени нагружения должно соответствовать увеличению касательного напряжения не более 10 МПа (1,02 кгс/мм).

4.3.4. Определяют значение приращения угла закручивания на малую ступень нагружения на линейном участке. Полученное значение увеличивают в соответствии с принятым допуском. По результатам испытаний определяют нагрузку , соответствующую подсчитанному значению приращения угла закручивания. Если вычисленная в соответствии с принятым допуском величина угловой деформации повторяется несколько раз, то за нагрузку принимают первое (меньшее) значение нагрузки.

4.3.5. Нагрузка может быть также определена по диаграмме деформации, показанной на черт.1, если масштаб диаграммы обеспечивает не более 0,05% относительного сдвига на 1 мм оси абсцисс и не более 5 МПа (0,51 кгс/мм) касательного напряжения на 1 мм оси ординат.

4.3.5.1. Для определения по диаграмме проводят прямую , совпадающую с начальным прямолинейным участком кривой деформации. Через точку проводят ось ординат , затем прямую , параллельную оси абсцисс на произвольном уровне, и на этой прямой откладывают отрезок , равный половине отрезка . Через точку и начало координат проводят прямую и параллельно ей касательную к кривой деформации. Ордината точки касания соответств

Полный текст этого документа доступен на портале с 20 до 24 часов по московскому времени 7 дней в неделю .

Также этот документ или информация о нем всегда доступны в профессиональных справочных системах «Техэксперт» и «Кодекс».

Нужен полный текст и статус документов ГОСТ, СНИП, СП?
Попробуйте профессиональную справочную систему
«Техэксперт: Базовые нормативные документы» бесплатно

ГОСТ 1497-84
(ИСО 6892-84)

Методы испытаний на растяжение

Metals. Methods of tension test

Дата введения 1986-01-01

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР

В.И.Маторин, Б.М.Овсянников, В.Д.Хромов, Н.А.Бирун, А.В.Минашин, Э.Д.Петренко, В.И.Чеботарев, М.Ф.Жембус, В.Г.Гешелин, А.В.Богачева

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 16.07.84 N 2515

4. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 471-88 и соответствует ИСО 6892-84* по сущности метода, проведению испытаний и обработке результатов испытаний металлов и изделий из них наименьшим размером в поперечном сечении 3,0 мм и более

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

Номер пункта, приложения

6. Ограничение срока действия снято по протоколу N 5-94 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС N 11-12-94)

ВНЕСЕНЫ поправки, опубликованные в ИУС N 7, 2014 год; ИУС N 11, 2014 год

Поправки внесены изготовителем базы данных

Настоящий стандарт устанавливает методы статических испытаний на растяжение черных и цветных металлов и изделий из них номинальным диаметром или наименьшим размером в поперечном сечении 3,0 мм и более для определения при температуре (20) °C характеристик механических свойств:

предела текучести физического;

предела текучести условного;

* Поправкой (ИУС 7-2014) по всему тексту стандарта заменены слова "временное сопротивление" на "предел прочности";

** Поправкой (ИУС 11-2014) по всему тексту стандарта заменены слова "предел прочности" на "временное сопротивление". - Примечание изготовителя базы данных.

относительного равномерного удлинения;

относительного удлинения после разрыва;

относительного сужения поперечного сечения после разрыва.

Стандарт не распространяется на испытания проволоки и труб.

Стандарт соответствует СТ СЭВ 471-88 и ИСО 6892-84 по сущности метода, проведению испытаний и обработке результатов испытаний металлов и изделий из них наименьшим размером в поперечном сечении 3,0 мм и более.

Термины, применяемые в настоящем стандарте, и пояснения к ним приведены в приложении 1.

(Измененная редакция, Изм. N 2, 3).

1. МЕТОДЫ ОТБОРА ОБРАЗЦОВ

1.1. Вырезку заготовок для образцов проводят на металлорежущих станках, ножницах, штампах путем применения кислородной и анодно-механической резки и другими способами, предусматривая припуски на зону металла с измененными свойствами при нагреве и наклепе.

Места вырезки заготовок для образцов, количество их, направление продольной оси образцов по отношению к заготовке, величины припусков при вырезке должны быть указаны в нормативно-технической документации на правила отбора проб, заготовок и образцов или на металлопродукцию.

1.2. Образцы рекомендуется изготовлять на металлорежущих станках.

При изготовлении образцов принимают меры (охлаждение, соответствующие режимы обработки), исключающие возможность изменения свойств металла при нагреве или наклепе, возникающих в результате механической обработки. Глубина резания при последнем проходе не должна превышать 0,3 мм.

1.3. Плоские образцы должны сохранять поверхностные слои проката, если не имеется иных указаний в нормативно-технической документации на правила отбора проб, заготовок и образцов или на металлопродукцию.

Для плоских образцов стрела прогиба на длине 200 мм не должна превышать 10% от толщины образца, но не более 4 мм. При наличии указаний в нормативно-технической документации на металлопродукцию допускается рихтовка или иной вид правки заготовок и образцов.

1.4. Заусенцы на гранях плоских образцов должны быть удалены механическим способом без повреждения поверхности образца. Кромки в рабочей части образцов допускается подвергать шлифовке и зачистке на шлифовальном круге или шлифовальной шкуркой.

1.5. При отсутствии других указаний в нормативно-технической документации на металлопродукцию значение параметров шероховатости обработанных поверхностей образцов должно быть не более 1,25 мкм - для поверхности рабочей части цилиндрического образца и не более 20 мкм - для боковых поверхностей в рабочей части плоского образца.

Требования к шероховатости поверхности литых образцов и готовых изделий должны соответствовать требованиям к шероховатости поверхности литых заготовок и металлопродукции, испытываемой без предварительной механической обработки.

(Измененная редакция, Изм. N 3).

1.6. При наличии указаний в нормативно-технической документации на правила отбора проб, заготовок и образцов или на металлопродукцию допускается испытывать сортовой прокат, литые образцы и готовые изделия без предварительной механической обработки с учетом допусков на размеры, предусмотренных для испытываемых изделий.

1.7. Испытания проводят на двух образцах, если иное количество не предусмотрено в нормативно-технической документации на металлопродукцию.

1.8. Для испытания на растяжение применяют пропорциональные цилиндрические или плоские образцы диаметром или толщиной в рабочей части 3,0 мм и более с начальной расчетной длиной . Применение коротких образцов предпочтительнее.

Литые образцы и образцы из хрупких материалов допускается изготовлять с начальной расчетной длиной

При наличии указаний в НТД на металлопродукцию допускается применять и другие типы образцов, в том числе и непропорциональные, для которых начальная расчетная длина устанавливается независимо от начальной площади поперечного сечения образца .

(Измененная редакция, Изм. N 2).

1.9. Типы и размеры пропорциональных цилиндрических и плоских образцов приведены в приложениях 2 и 3.

Тип и размеры образца должны указываться в нормативно-технической документации на правила отбора проб, заготовок и образцов или на металлопродукцию.

Допускается применение при испытании пропорциональных образцов других размеров.

Для плоских образцов соотношение между шириной и толщиной в рабочей части образца не должно превышать 8:1.

1.10. Форма и размеры головок и переходных частей цилиндрических и плоских образцов определяются способом крепления образцов в захватах испытательной машины. Способ крепления должен предупреждать проскальзывание образцов в захватах, смятие опорных поверхностей, деформацию головок и разрушение образца в местах перехода от рабочей части к головкам и в головках.

1.11. Предельные отклонения по размерам рабочей части цилиндрических и плоских образцов приведены в приложениях 2 и 3.

Для литых механически обработанных цилиндрических образцов предельные отклонения по диаметру удваиваются.

Предельные отклонения по толщине плоских образцов с механически не обработанными поверхностями должны соответствовать предельным отклонениям по толщине, установленным для металлопродукции.

Предельные отклонения по толщине плоских образцов с механически обработанными поверхностями - ±0,1 мм.

1.12. Рабочая длина образцов должна составлять:

от - для цилиндрических образцов,

от - для плоских образцов.

При разногласиях в оценке качества металла рабочая длина образцов должна составлять:

Примечание. При использовании тензометров допускается применение образцов с другими рабочими длинами , величина которых больше указанных.

1.13. Образцы маркируют вне рабочей длины образца.

2. АППАРАТУРА

2.1. Разрывные и универсальные испытательные машины должны соответствовать требованиям ГОСТ 28840.

2.2. Штангенциркули должны соответствовать требованиям ГОСТ 166.

Микрометры должны соответствовать требованиям ГОСТ 6507.

Допускается применение и других измерительных средств, обеспечивающих измерение с погрешностью, не превышающей указанную в п.3.1.

2.3. Тензометры должны соответствовать требованиям НТД.

При определении предела пропорциональности и пределов текучести условных с допусками на величину пластической или полной деформации при нагружении или остаточной деформации при разгружении до 0,1% относительная цена деления шкалы тензометра не должна превышать 0,005% от начальной расчетной длины по тензометру ; при определении предела текучести условного с допуском на величину деформации от 0,1 до 1% - не должна превышать 0,05% от начальной расчетной длины по тензометру .

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2. ИСПЫТАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3. ОБРАЗЦЫ

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.3.5.1 . Для определения Т_пц по диаграмме проводят прямую ОЕ, совпадающую с начальным прямолинейным участком кривой деформации. Через точку О проводят ось ординат ОТ, затем прямую АВ, параллельную оси абсцисс на произвольном уровне, и на этой прямой откладывают отрезок kn , равный половине отрезка mk . Через точку п и начало координат проводят прямую On и параллельно ей касательную CD к кривой деформации. Ордината точки касания F соответствует Т_пц.

где Т_к - крутящий момент при разрушении образца, кгс × мм;

Читайте также: