Испытание металла на удар

Обновлено: 05.10.2024

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Материалы металлические. Испытание на ударный изгиб на маятниковом копре по Шарпи. Часть 1. Метод испытания

Metallic materials. Charpy pendulum impact test. Part 1. Test method

с ОКС 77.040.10. - Примечание изготовителя базы данных.

Дата введения 2014-10-01

1 ПОДГОТОВЛЕН И ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 145 "Методы контроля металлопродукции".

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

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации и межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на металлические материалы и устанавливает метод испытания на ударный изгиб образцов с V-образным или c U-образным надрезом по Шарпи с помощью маятникового копра для определения поглощенной энергии удара.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие международные стандарты*:

* Таблицу соответствия национальных стандартов международным см. по ссылке. - Примечание изготовителя базы данных.

ИСО 286-1:2008. Геометрические характеристики изделий. Система кодов ISO для допусков к линейным размерам. Часть 1. База допусков, отклонений и посадок (ISO 286-1:2008, Geometrical product specifications (GPS) - ISO code system for tolerances on linear sizes - Part 1: Basis of tolerances, deviations and fits)

ИСО 3785:2006 Материалы металлические. Обозначение осей испытательных образцов относительно текстуре изделия (ISO 3785-2006, Metallic materials - Designation of test specimen axes in relation to product texture)

ИСО 14556-2006 Сталь. Испытание на ударную прочность по Шарпи образцов с V-образным надрезом. Инструментальный метод испытания (ISO 14556-2006, Steel - Charpy V-notch pendulum impact test - Instrumented test method)

АСТМ E 23-96 Металлические материалы. Стандартные методы испытания на ударный изгиб при использовании образцов с надрезом (ASTM Е 23-96, Standard Test Methods for Notched Bar Impact Testing of Metallic Materials)

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.2 поглощенная энергия К (absorbed energy): Энергия, требуемая для разрушения образца на маятниковом копре, с учетом поправок на потери при трении.

Примечание - Для обозначения геометрии надреза используют буквы V или U, т.е.: или . Для обозначения радиуса бойка в виде индекса указывают цифру 2 или 8, например, .

Для образца, помещенного на опоры машины в положение испытания, применяют следующие наименования размеров (рисунок 1):

3.2.1 высота (height), мм: Расстояние между гранью образца с надрезом и противоположной гранью;

3.2.2 ширина (width), мм: расстояние, измеряемое перпендикулярно к высоте, параллельно надрезу;

3.2.3 длина (length), мм: наибольший размер под прямыми углами к надрезу.

- высота испытуемого образца; - длина испытуемого образца; - ширина испытуемого образца; - центр удара; - направление колебания маятника; 1 - наковальни (упоры); 2 - образец стандартного размера; 3 - опоры для испытуемого образца; 4 - защитный кожух

Рисунок 1 - Схема опор и наковален (упоров) ударной испытательной машины маятникового типа

4 Обозначения и наименования параметров

Обозначения и наименования параметров, используемые в настоящем стандарте, приведены в таблицах 1 и 2 и показаны на рисунке 2

Испытания на ударную вязкость

Испытание материалов на ударную вязкость основано на разрушении стандартного образца с концентратором (надрезом) посередине ударом на маятниковом копре. При испытании на удар оценивают работоспособность металла в сложных условиях нагружения и выявляют его склонность к хрупкому разрушению.

Образцы для испытания на ударную вязкость

ГОСТ 9454 предусматривает испытания образцов трех типов:

Образцы Шарпи - образцы сечением 10x10 мм, длиной 55 мм и с U-образным надрезом шириной и глубиной 2 мм и радиусом 1 мм;
Образцы Менаже - образцы того же сечения и длины и V-образным надрезом той же геометрии, что и первый образец;
Т-образные образцы длиной 55 мм, высотой 11 мм и шириной 10 мм с Т-образным концентратором (надрез, имитирующий усталостную трещину).

Образцы с V-образным надрезом являются основными и их и используют при контроле металлопродукции для ответственных конструкций (транспортных средств, летательных аппаратом др.), а образцы с U-образным надрезом применяют при приемочном контроле металлопродукции; образцы с Т-образным надрезом предназначены для испытания материалов, работающих в особо ответственных конструкциях.

Методика проведения испытания

При испытании металлов на удар определяют ударную вязкость, которую обозначают КС. Ударная вязкость КС - это отношение работы К разрушения стандартного образца к площади его поперечного сечения F в месте надреза:

В зависимости от вида концентратора в образце (U, V, Т) в обозначении ударной вязкости вводят третий индекс, согласно виду концентратора: KCU, KCV, КСТ. Испытание на ударную вязкость проводят на копрах маятникового типа, как показано на схеме.

Стандартный образец устанавливают на опорах стоек копра так, чтобы удар маятника 2 приходился против надреза. Маятник массой G при помощи специальной рукоятки поднимают на высоту Н в верхнее исходное положение I. При падении маятник ударяет по образцу, разрушает его и поднимается в положение II -высоту h. Для остановки маятника имеется тормоз.

Если запас потенциальной энергии маятника обозначить через GH, то работа, затраченная на деформацию и разрушение образца, равна разности энергии маятника в его положениях I и II (до и после удара), т. е.:

К = GH -Gh = G(H - h)

Выразив высоту маятника в положении до и после удара через силу маятника l и углы α и β, получим выражение для определения работы, затраченной на деформацию и разрушение образца:

К= Gl (cos β - cos α),

где α — угол начального подъема маятника; β — угол подъема маятника после разрушения образца, фиксируемый на шкале 3. Масса груза и длина маятника известны. Угол α является величиной постоянной. Зная угол β по результатам испытаний, определяют работу К и ударную вязкость КС.

Определение ударной вязкости при пониженных температурах

Ударная вязкость является показателем надежности работы металла в критических условиях, связанных с проявлением концентрации напряжений. Факторами, вызывающими концентрацию напряжений является высокая скорость нагружения, геометрические концентраторы и понижение температуры. С понижением температуры ударная вязкость снижается, поэтому, наряду с испытаниями при нормальной температуре, применяются ударные испытания с предварительным охлаждением до температур от -40 0 С до -80 0 С.

Для охлаждения металла применяются камеры холода, источником низкой температуры в которых, может являться жидкий азот или спирт.

Самое простое устройство для охлаждения стали – емкость, наполненная керосином и сухим льдом. Определенная пониженная температура достигается изменением количества сухого льда в смеси.

Определение порога хладноломкости стали

При пониженных температурах, кроме определения необходимой работы для разрушения образца, ещё определяется порог хладноломкости - температура резкого снижения вязкости.Данная характеристика определяется на серии образцов одной плавки. Испытания проводят при разных температурах. Таким образом получается некая диаграмма, по которой и определяется порог хладноломкости стали. Чем ниже порог хладноломкости, тем более надежна сталь при эксплуатации в определенных условиях. Температуре хладноломкости соответствует вид излома при котором доля хрупких и вязких участков находится в соотношении «50:50». Поэтому она называется также «температурой полухрупкости» -Т50. Разницу между реальной температурой эксплуатации и Т50 называют «запасом вязкости».

Также, испытания на ударную вязкость проводят и при повышенных температурах

ГОСТ 9454-78* «Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах»

Стандарт распространяется на чертные и цветные металлы и сплавы и устанавливает метод испытания на ударный изгиб при температуре от минус 100 до плюс 1000 град. С.

Обозначение:	ГОСТ 9454-78*
Название рус.:	Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах
Статус:	действующий
Заменяет собой:	ГОСТ 9456-60 «Металлы. Метод определения ударной вязкости при повышенных температурах» ГОСТ 9455-60 «Металлы. Метод определения ударной вязкости при пониженных температурах» ГОСТ 9454-60
Дата актуализации текста:	01.01.2009
Дата добавления в базу:	29.04.2009
Дата введения в действие:	01.01.1979
Утвержден:	Госстандарт СССР (17.04.1978)
Опубликован:	Издательство стандартов № 1979

ГОСУДАРСТВЕННЫЙСТАНДАРТ СОЮЗА ССР

МЕТОД ИСПЫТАНИЯ НА УДАРНЫЙ ИЗГИБ ПРИ ПОНИЖЕННОЙ, КОМНАТНОЙ И ПОВЫШЕННЫХТЕМПЕРАТУРАХ

(СТ СЭВ 472-77, СТ СЭВ 473-771)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО СТАНДАРТАМ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Метод испытания на ударный изгиб
при пониженной, комнатной и повышенной
температурах

Metals. Method for testing the impact strength
at the low, room and high temperature

ГОСТ
9454-78

(СТ СЭВ 472-77,
СТ СЭВ 473-77)

Взамен
ГОСТ 9454-60, ГОСТ 9455-60 и ГОСТ 9456-60

Постановлением Государственного комитета стандартовСовета Министров СССР от 17 апреля 1978 г. № 1021 срок действия установлен

в части испытания образцов с концентратором вида Т (п. 1.1.) -

Изменение № 1 ГОСТ 9454-78 Металлы. Метод испытания наударный изгиб при пониженной, комнатной и повышенных температурах

ПостановлениемГосударственного комитета СССР по стандартам от 14.10.81 № 4575 срок введенияустановлен

Изменение № 2 ГОСТ 9454-78 Металлы. Метод испытания наударный изгиб при пониженной, комнатной и повышенных температурах

Утверждено и введено в действиеПостановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 11.03.88 № 521

Дата введения с 01.09.88

Настоящий стандартраспространяется на черные и цветные металлы и сплавы и устанавливает методиспытания на ударный изгиб при температуре от минус 100 до плюс 1200 °С.

(Измененная редакция, Изм. №2).

Метод основан на разрушенииобразца с концентратором посередине одним ударом маятникового копра. Концыобразца располагают на опорах. В результате испытания определяют полную работу,затраченную при ударе (работа удара), К или ударную вязкость.

(Измененная редакция, Изм. №1).

Под ударной вязкостьюследует понимать работу удара, отнесенную к начальной площади поперечногосечения образца в месте концентратора.

1. МЕТОД ОТБОРА ОБРАЗЦОВ

Радиус концентратора R

Длина L (пред. откл. ± 0,6)

Высота Н (пред. откл. ±0,1)

Глубина надреза h ₁ (пред. откл. ±0,1)

Глубина концентратора h (пред. откл. ±0,6)

Высота рабочего сечения H ₁

* При контрольных массовыхиспытаниях допускается изготовление образцов с предельным отклонением ±0,10 мм.

Допускается использоватьобразцы без надреза и с одной и двумя необработанными, поверхностями, размерыкоторых по ширине отличаются от указанных в таблице.

Область применения образцовуказана в справочном приложении 1.

Испытание образцов типа 4, 14, 18 проводят по требованию потребителя дляизделий специального назначения.

1.2. Места вырезки заготовкидля изготовления образцов, ориентация оси концентратора, технология вырезкизаготовок и изготовления образцов - по ГОСТ7564-97 для черных металлов, если иное не предусмотрено внормативно-технической документации на конкретную продукцию.

Для цветных металлов исплавов все это должно быть указано в нормативно-технической документации напродукцию.

При вырезке заготовок металлобразцов должен предохраняться от наклепа и нагрева, изменяющих свойстваметалла, если не предусмотрено иное в нормативно-технической документации напродукцию.

(Измененная редакция, Изм. №1, 2).

( Поправка ,ИУС 4-2008).

Образец с концентратором видаU

Образец с концентратором видаV

Образец с концентратором видаТ (усталостная трещина)

а - общий вид; б - форма концентратора для образцов с 15 по 19 тип; в - формаконцентратора для образцов 20 типа

1.3. Риски на поверхностиконцентраторов видов U и V, видимые безприменения увеличительных средств, не допускаются.

1.4. Концентратор вида Тполучают в вершине начального надреза при плоском циклическом изгибе образца.Способ получения начального концентратора может быть любым.

1.5. Максимальный остаточныйпрогиб, образовавшийся при нанесении на образцах концентратора вида Т,не должен превышать: 0,25 мм - для образцов длиной 55 мм.

Контроль прогиба образцаосуществляется с помощью индикаторов часового типа по ГОСТ 577-68 или другихсредств, обеспечивающих погрешность измерения прогиба не более 0,05 мм на базедлины образца.

1.6. Тип и число образцов,порядок проведения повторных испытаний должны быть указаны внормативно-технической документации на конкретную продукцию, утвержденной вустановленном порядке.

Если внормативно-технической документации на металлопродукцию не указан тип образца,следует испытывать образцы типа 1 - до 01.01.91.

2. АППАРАТУРА И МАТЕРИАЛЫ

2.1. Маятниковые копры - поГОСТ 10707-82. Скорость движения маятника в момент удара должна быть:

5 ± 0,5 м/с - для копров сноминальной потенциальной энергией маятника 50,0 (5,0); 150 (15); 300 (30) Дж(кгс × м);

4 ± 0,25 м/с - для копров сноминальной потенциальной энергией маятника 25 (2,5); 15 (1,5); 4,5 (0,75) Дж(кгс × м);

3 ± 0,25 м/с - для копров сноминальной потенциальной энергией маятника 5,0 (0,5) Дж (кгс × м).

Допускается применять копры сдругой номинальной потенциальной энергией маятника. При этом номинальноезначение потенциальной энергии маятника должно быть таким, чтобы значениеработы удара составляло не менее 10 % от номинального значения потенциальнойэнергии маятника. До 01.01.91 допускается использовать копры с такойноминальной потенциальной энергией маятника, чтобы работа удара составляла неменее 5 % от номинальной потенциальной энергии маятника. Номинальное значениепотенциальной энергии маятника должно быть указано в нормативно-техническойдокументации на конкретную продукцию.

Основные размеры опор и ножамаятника должны соответствовать указанным на черт.4. Для копров другой конструкции допускаются иные радиусы закругления ребраопоры и скорость движения маятника от 4,5 до 7,0 м/с.

2.2. Термостат,обеспечивающий равномерное охлаждение или нагрев, отсутствие агрессивноговоздействия окружающей среды на образец и возможность контроля температуры.

2.3. Смесь жидкого азота(ГОСТ 9293-74) или твердой углекислоты («сухого льда») с этиловым спиртом.Применение в качестве охладителя жидкого кислорода и жидкого воздуха недопускается.

Массовая доля кислорода вжидком азоте в процессе охлаждения образцов в термостате не должна быть более10 %.

2.4. Термометры спогрешностью не более ±1 °С для измерения температуры охлаждающей среды.

2.5. Термометры, включая ипреобразователи термоэлектрические (термопары), для измерения температурынагрева образцов, обеспечивающие измерение с погрешностью, не превышающей:

±5 °С - при температуренагрева до 600 °С;

±8 °С - » » » свыше 600 °С.

2.6. Трещину на образцахполучают на вибраторах, изготовленных по нормативно-технической документации.

2.7. Штангенциркули должнысоответствовать требованиям ГОСТ 166-80. Допускается применять и другиеизмерительные средства, обеспечивающие измерение с погрешностью, не превышающейуказанной в п. 1.1 .

Опоры и нож маятника

3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

3.1. Перед началом испытанийнеобходимо проверить положение указателя работы при свободном падении маятника.

Для маятниковых копров сцифровыми отсчетными устройствами указатель работы в исходном положении долженпоказывать «нуль» при допускаемом отклонении в пределах ширины штриха шкалы поГОСТ 8.264-77.

3.2. Температурой испытанияследует считать температуру образца в момент удара.

Температуру испытанияуказывают в нормативно-технической документации на конкретную продукцию,утвержденной в установленном порядке.

3.3. Комнатной температуройследует считать температуру 20 ± 10 °С.

3.4. Для обеспечения требуемойтемпературы испытания образцы перед установкой на копер должны бытьпереохлаждены (при температуре испытания ниже комнатной) или перегреты (притемпературе испытания выше комнатной). Степень переохлаждения или перегревадолжна обеспечивать требуемую температуру испытания и должна определятьсяэкспериментальным путем.

Температура переохлажденияили перегрева образцов при условии, что они могут быть испытаны не позднее чемчерез 3-5 с после извлечения из термостата, указана в справочном приложении 2.

Выдержка образцов втермостате при заданной температуре (с учетом необходимого переохлаждения илиперегрева) должна быть не менее 15 мин.

3.5. Соприкасающаяся собразцом часть приспособления для извлечения его из термостата не должнаизменять температуру образца при установке его на опоры копра.

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

4.1. Образец долженсвободно, лежать на опорах копра (см. черт. 4).Установка образца должна производиться с помощью шаблона, обеспечивающегосимметричное расположение концентратора относительно опор с погрешностью неболее ±0,5 мм. При использовании торцовых ограничителей последние не должнымешать образцам свободно деформироваться.

4.2. Испытание должнопроводиться при ударе маятника со стороны, противоположной концентратору, вплоскости его симметрии.

4.3. Работу удара определяютпо шкале маятникового копра или аналоговых отсчетных устройств.

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

5.1. За результат испытанияпринимают работу удара или ударную вязкость для образцов с концентраторамивидов U и V и ударную вязкость дляобразцов с концентратором вида Т.

5.2. Работу удара обозначаютдвумя буквами ( KU , KV или КТ) и цифрами.Первая буква (К) - символ работы удара, вторая буква (U, Vили Т) - вида концентратора. Последующие цифры обозначают максимальнуюэнергию удара маятника, глубину концентратора и ширину образца. Цифры неуказывают при определении работы удара на копре с максимальной энергией ударамаятника 300 (30,0) Дж (кгс × м), при глубинеконцентратора 2 мм для концентраторов видов U и V и 3 мм дляконцентратора вида Т и ширине образца 10 мм (образцы1, 11 и 15 типов).

Допускается обозначатьработу удара двумя индексами (А i ): первый (А) – символработы удара, второй ( i ) – символ типа образца всоответствии с таблицей.

5.3. Ударную вязкостьобозначают сочетанием буки и цифр.

Первые две буквы КСобозначают символ ударной вязкости, третья буква - вид концентратора; перваяцифра - максимальную энергию удара маятника, вторая - глубину концентратора итретья - ширину образца. Цифры не указывают в случае, оговоренном в п. 5.2.

Допускается обозначатьударную вязкость двумя индексами ( a_i ); первый (а) -символ ударной вязкости; второй ( i ) - символ типа образца всоответствии с таблицей.

Для обозначения работы удараи ударной вязкости при пониженной и повышенной температурах вводится цифровойиндекс, указывающий температуру испытания. Цифровой индекс ставят вверху послебуквенных составляющих.

К V -40 50/2/2 - работа удара, определенная на образце с концентратором вида Vпри температуре минус 40 °С. Максимальная энергия удара маятника 50 Дж, глубинаконцентратора 2 мм, ширина образца 2 мм.

КСТ +100 150/3/7,5 - ударнаявязкость, определенная на образце с концентратором вида Т притемпературе плюс 100 °С. Максимальная энергия удара маятника 150 Дж, глубинаконцентратора 3 мм, ширина образца 7,5 мм.

КС U ( KCV )- ударная вязкость, определенная на образце с концентратором вида U (V)при комнатной температуре. Максимальная энергия удара маятника 300 Дж, глубинаконцентратора 2 мм, ширина образца 10 мм.

- ударная вязкость,определенная на образце типа 11 при температуре минус 60 ° С. Максимальная энергия удара маятника 300Дж.

5.4. Ударную вязкость (КС)Дж/см 2 (кгс × м/см 2 ) вычисляютпо формуле

где К - работа удара, Дж (кгс × м);

S_o - начальная площадьпоперечного сечения образца в месте концентратора, см 2 , вычисляемаяпо формуле

S _о = H ₁ B ,

где Н₁ - начальная высота рабочейчасти образца, см;

В - начальная ширина образца,м (см).

Н₁ и В измеряют спогрешностью не более ± 0,05 мм ( ± 0,005 см). S_o округляют: при ширинеобразца 5 мм и менее - до третьей значащей цифры, при ширине образца более 5 мм- до второй значащей цифры.

Для образцов сконцентратором вида Т значение H ¢ ₁ определяют как разность междуполной высотой Н, измеренной до испытания с погрешностью не более ± 0,05 мм ( ± 0,005 см) и расчетнойглубиной концентратора h_p , измеренной с помощью любыхоптических средств с увеличением не менее 7 на поверхности, излома образцапосле его испытания по схеме, приведенной на черт.5, с погрешностью не более ± 0,05 мм ( ± 0,005 см).

5.5. Значение КСзаписывают в протоколе с округлением: до 1 (0,1) Дж/см 2 (кгс × м/см 2 ) - призначении КС более 10 (1) Дж/см 2 (кгс × м/см 2 ); до 0,1(0,01) Дж/см 2 (кгс × м/см 2 ) - призначении КС менее 10 (1) Дж/см 2 (кгс × м/см 2 ).

5.6. Если в результатеиспытания образец не разрушился полностью, то показатель качества материаласчитается не установленным. В этом случае в протоколе испытания указывают, чтообразец при максимальной энергии удара маятника не был разрушен.

Результаты испытаний неучитывают при изломе образцов по дефектам металлургического производства.

5.7. При замене образцапричину указывают в протоколе испытания.

5.8. Исходные данные ирезультаты испытания образца записывают в протоколе испытания. Форма протоколаприведена в рекомендуемом приложении 3.

abc - фронт усталостной трещины; I - I - положение визирной линии окуляра микроскопа в начальный моментизмерения (совпадает с гранью образца); II - II - положение визирной линии микроскопа при окончании измерения(положение II - II выбирается так, чтобы заштрихованная площадь выше линии была быравновелика незаштрихованной площади ниже визирной линии)

* При контрольных массовых испытаниях допускается изготовление образцов с предельным отклонением ±0,10 мм.

Допускается использовать образцы без надреза и с одной и двумя необработанными поверхностями, размеры которых по ширине отличаются от указанных в таблице.

Область применения образцов указана в приложении 1.

Испытание образцов типов 4, 14, 18 проводят по требованию потребителя для изделий специального назначения.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

Для цветных металлов и сплавов все это должно быть указано в нормативно-технической документации на продукцию.

При вырезке заготовок металл образцов должен предохраняться от наклепа и нагрева, изменяющих свойства металла, если не предусмотрено иное в нормативно-технической документации на продукцию.

(Измененная редакция, Изм. № 2, Поправка).

1.3. Риски на поверхности концентраторов видов U и V , видимые без применения увеличительных средств, не допускаются.

1.4. Концентратор вида Т получают в вершине начального надреза при плоском циклическом изгибе образца. Способ получения начального концентратора может быть любым.

Число циклов, необходимое для получения трещины заданной глубины, должно быть не менее 3000.

Контроль прогиба образца осуществляется с помощью индикаторов часового типа по ГОСТ 577 или других средств, обеспечивающих погрешность измерения прогиба не более 0,05 мм на базе длины образца.

1.6. Тип и число образцов, порядок проведения повторных испытаний должны быть указаны в нормативно-технической документации на конкретную продукцию, утвержденной в установленном порядке.

Если в нормативно-технической документации на металлопродукцию не указан тип образца, следует испытывать образцы типа 1 - до 01.01.91.

1.4 - 1.6. (Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

2.1. Маятниковые копры - по ГОСТ 10708 . Скорость движения маятника в момент удара должна быть:

(5 ± 0,5) м/с - для копров с номинальной потенциальной энергией маятника 50 (5,0); 150 (15); 300 (30,0) Дж (кгс × м);

(4 ± 0,25) м/с - для копров с номинальной потенциальной энергией маятника 25 (2,5); 15 (1,5); 7,5 (0,75) Дж (кгс × м);

(3 ± 0,25) м/с - для копров с номинальной потенциальной энергией маятника 5,0 (0,5) Дж (кгс × м) и менее.

Допускается применять копры с другой номинальной потенциальной энергией маятника. При этом номинальное значение потенциальной энергии маятника должно быть таким, чтобы значение работы удара составляло не менее 10 % от номинального значения потенциальной энергии маятника. До 01.01.91 допускается использовать копры с такой номинальной потенциальной энергией маятника, чтобы работа удара составляла не менее 5 % от номинальной потенциальной энергии маятника. Номинальное значение потенциальной энергии маятника должно быть указано в нормативно-технической документации на конкретную продукцию.

Основные размеры опор и ножа маятника должны соответствовать указанным на черт. 4. Для копров другой конструкции допускаются иные радиусы закругления ребра опоры и скорость движения маятника от 4,5 до 7,0 м/с.

2.2. Термостат, обеспечивающий равномерное охлаждение или нагрев, отсутствие агрессивного воздействия окружающей среды на образец и возможность контроля температуры.

2.3. Смесь жидкого азота ( ГОСТ 9293 ) или твердой углекислоты («сухого льда») с этиловым спиртом. Применение в качестве охладителя жидкого кислорода и жидкого воздуха не допускается.

Массовая доля кислорода в жидком азоте в процессе охлаждения образцов в термостате не должна быть более 10 %.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

2.4. Термометры с погрешностью не более ±1 °С для измерения температуры охлаждающей среды.

2.5. Термометры, включая и преобразователи термоэлектрические (термопары), для измерения температуры нагрева образцов, обеспечивающие измерение с погрешностью, не превышающей:

±5 °С - при температуре нагрева до 600 °С;

±8 °С - при температуре нагрева свыше 600 °С.

2.4, 2.5. (Измененная редакция, Изм. № 2).

2.6. Трещину на образцах получают на вибраторах, изготовленных по нормативно-технической документации.

2.7. Штангенциркули должны соответствовать требованиям ГОСТ 166 . Допускается применять и другие измерительные средства, обеспечивающие измерение с погрешностью, не превышающей указанной в пп. 1.1 .

2.6, 2.7. (Введены дополнительно, Изм. № 2).

3.1. Перед началом испытаний необходимо проверить положение указателя работы при свободном падении маятника.

Для маятниковых копров с цифровыми отсчетными устройствами указатель работы в исходном положении должен показывать «нуль» при допускаемом отклонении в пределах ширины штриха по нормативно-технической документации.

3.2. Температурой испытания следует считать температуру образца в момент удара.

Температуру испытания указывают в нормативно-технической документации на конкретную продукцию, утвержденной в установленном порядке.

3.3. Комнатной температурой следует считать температуру (20 ± 10) °С.

3.4. Для обеспечения требуемой температуры испытания образцы перед установкой на копер должны быть переохлаждены (при температуре испытания ниже комнатной) или перегреты (при температуре испытания выше комнатной). Степень переохлаждения или перегрева должна обеспечивать требуемую температуру испытания и должна определяться экспериментальным путем.

Температура переохлаждения или перегрева образцов при условии, что они могут быть испытаны не позднее чем через 3 - 5 с после извлечения из термостата, указана в приложении 2.

Выдержка образцов в термостате при заданной температуре (с учетом необходимого переохлаждения или перегрева) должна быть не менее 15 мин.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3.5. Соприкасающаяся с образцом часть приспособления для извлечения его из термостата не должна изменять температуру образца при установке его на опоры копра.

4.1. Образец должен свободно лежать на опорах копра (см. черт. 4). Установка образца должна производиться с помощью шаблона, обеспечивающего симметричное расположение концентратора относительно опор с погрешностью не более ±0,5 мм. При использовании торцовых ограничителей последние не должны мешать образцам свободно деформироваться.

4.2. Испытание должно проводиться при ударе маятника со стороны, противоположной концентратору, в плоскости его симметрии.

4.3. Работу удара определяют по шкале маятникового копра или аналоговых отсчетных устройств.

5.1. За результат испытания принимают работу удара или ударную вязкость для образцов с концентраторами видов U и V и ударную вязкость для образцов с концентратором вида Т.

5.2. Работу удара обозначают двумя буквами ( KU , KV или К T ) и цифрами. Первая буква (К) - символ работы удара, вторая буква ( U , V или Т) - вида концентратора. Последующие цифры обозначают максимальную энергию удара маятника, глубину концентратора и ширину образца. Цифры не указывают при определении работы удара на копре с максимальной энергией удара маятника 300 (30,0) Дж (кгс × м), при глубине концентратора 2 мм для концентраторов видов U и V и 3 мм для концентратора вида Т и ширине образца 10 мм (образцы 1, 11 и 15 типов).

Допускается обозначать работу удара двумя индексами (А₁): первый (А) - символ работы удара, второй ( i ) - символ типа образца в соответствии с таблицей.

5.3. Ударную вязкость обозначают сочетанием букв и цифр.

Первые две буквы КС обозначают символ ударной вязкости, третья буква - вид концентратора; первая цифра - максимальную энергию удара маятника, вторая - глубину концентратора и третья - ширину образца. Цифры не указывают в случае, оговоренном в п. 5.2.

Допускается обозначать ударную вязкость двумя индексами (а _i ); первый (а) - символ ударной вязкости; второй ( i ) - символ типа образца в соответствии с таблицей.

Для обозначения работы удара и ударной вязкости при пониженной и повышенной температурах вводится цифровой индекс, указывающий температуру испытания. Цифровой индекс ставят вверху после буквенных составляющих.

KV - 40 50/2/2 - работа удара, определенная на образце с концентратором вида V при температуре минус 40 °С. Максимальная энергия удара маятника 50 Дж, глубина концентратора 2 мм, ширина образца 2 мм.

КСТ + 100 150/3/7,5 - ударная вязкость, определенная на образце с концентратором вида Т при температуре плюс 100 °С. Максимальная энергия удара маятника 150 Дж, глубина концентратора, 3 мм, ширина образца 7,5 мм.

KCU ( KCV ) - ударная вязкость, определенная на образце с концентратором вида U ( V ) при комнатной температуре. Максимальная энергия удара маятника 300 Дж, глубина концентратора 2 мм, ширина образца 10 мм.

а ₁₁ -60 - ударная вязкость, определенная на образце типа 11 при температуре минус 60 °С. Максимальная энергия удара маятника 300 Дж.

5.4. Ударную вязкость (КС) в Дж/см 2 (кгс × м/см 2 ) вычисляют по формуле

где К - работа удара, Дж (кгс × м);

S ₀ - начальная площадь поперечного сечения образца в месте концентратора, см 2 , вычисляемая по формуле

где - начальная высота рабочей части образца, см;

В - начальная ширина образца, см.

и В измеряют с погрешностью не более ±0,05 мм (±0,005 см). S ₀ округляют: при ширине образца 5 мм и менее - до третьей значащей цифры, при ширине образца более 5 мм - до второй значащей цифры.

Для образцов с концентратором вида Т значение определяют как разность между полной высотой Н, измеренной до испытания с погрешностью не более ±0,05 мм (±0,005 см) и расчетной глубиной концентратора h _р , измеренной с помощью любых оптических средств с увеличением не менее 7 на поверхности излома образца после его испытания по схеме, приведенной на черт. 5, с погрешностью не более ±0,05 мм (±0,005 см).

аbс - фронт усталостной трещины; I- I - положение визирной линии окуляра микроскопа в начальный момент
измерения (совпадает с гранью образца); II-II - положение визирной линии микроскопа при окончании
измерения (положение II-II выбирается так, чтобы заштрихованная площадь выше линии была бы
равновелика незаштрихованной площади ниже визирной линии)

5.5. Значение КС записывают в протоколе с округлением: до 1 (0,1) Дж/см 2 (кгс · м/см 2 ) - при значении КС более 10 (1) Дж/см 2 (кгс · м/см 2 ); до 0,1 (0,01) Дж/см 2 (кгс/см 2 ) - при значении КС менее 10 (1) Дж/см 2 (кгс · м/см 2 ).

5.6. Если в результате испытания образец не разрушился полностью, то показатель качества материала считается не установленным. В этом случае в протоколе испытания указывают, что образец при максимальной энергии удара маятника не был разрушен.

Результаты испытаний не учитывают при изломе образцов по дефектам металлургического производства.

5.8. Исходные данные и результаты испытания образца записывают в протоколе испытания. Форма протокола приведена в приложении 3.

Читайте также: