Испытание на ползучесть металла

Обновлено: 19.05.2024

Для оценки поведения металлов и сплавов в условиях ползучести проводят различные испытания. Обычно в этих испытаниях реализуются условия высокотемпературной и диффузионной ползучести, так как их ведут при температурах выше 0,4 – 0,6 Т_пл, соответствующих рабочим температурам жаропрочных металлических материалов.

Основной целью стандартных испытаний на ползучесть при растяжении (ГОСТ 3248 – 81) является определение предела ползучести материала. Предел ползучести – это условное растягивающее напряжение, при котором скорость или деформация ползучести за определенное время достигают заданной величины. В случае высокотемпературной ползучести имеется в виду скорость на установившейся стадии.

Если допуск дается по скорости ползучести, то предел ползучести обозначается буквой σ с двумя индексами – нижний соответствует заданной v_n, %/ч, а верхний – температуре испытания, °C. Например, σ- это предел ползучести при 1100°C и v_n=1 · 10 -4 %/ч. Если задается относительное удлинение и время его достижения, то в обозначение предела ползучести вводят три индекса: один верхний соответствует температуре испытания, а два нижних – деформации и времени. Например σ- предел ползучести при 800°C, когда δ= 1 % достигается за 1000 ч.

Испытания проводят на образцах с круглым или прямоугольным сечением рабочей части. Цилиндрический образец с резьбовыми головками имеет диаметр 10 и расчетную длину 100 или 200 мм, плоский – ширину 15 и расчетную длину 100 мм. Допускается использование других образцов с диаметром d₀ ≥ 5 мм и расчетной длиной l₀ = 5 d₀ или 10 d₀.

Основные характеристики машин для испытаний на ползучесть и длительную прочность регламентирует ГОСТ 28845 – 90. Испытательная машина должна состоять из следующих основных блоков: нагружающего устройства, нагревательной печи с терморегулятором, приборов для измерения температуры и деформации. Поскольку для определения предела ползучести при одной температуре требуется несколько образцов и испытания продолжаются в течение сотен и тысяч часов, нагружающие устройства конструируют таким образом, чтобы на одной установке можно было одновременно испытывать несколько образцов. Нагрузка на образец обычно подается через рычажную систему, либо непосредственно (подвешиванием груза).

На рис. 2.82 показана принципиальная схема машины для испытаний на ползучесть. Нагружение образца 3 производится рычажной системой 1, соединенной с нижним захватом. Верхний захват связан с механизмом 5, обеспечивающим перемещение образца вдоль вертикальной оси печи.

Во многих машинах во время испытания постоянной поддерживается нагрузка, а не напряжение, которое со временем может несколько повышаться из-за сужения образца. Для обеспечения постоянства напряжения необходимо использовать специальные устройства, автоматически уменьшающие нагрузку по мере удлинения образца.

Поскольку характеристики ползучести очень чувствительны к температуре, должны быть приняты все меры для обеспечения строгого ее постоянства во всех точках расчетной длины образца в течение всего испытания. На схеме (рис. 2.82) образец нагревается в электропечи 4, которая снабжена терморегулятором 6, обеспечивающим достаточно точное поддержание температуры. Для измерения температуры на образце устанавливают две (при l₀ ≤100 мм) или три (при l₀> 100 мм) термопары, горячие спаи которых соприкасаются с поверхностью образца. По стандарту отклонения от заданной температуры в процессе испытания не должны превышать ± (3 – 6)°C.

При определении предела ползучести допуск на удлинение составляет от 0,1 до 1 % за 100 – 1000 ч. В некоторых случаях, например для жаропрочных материалов, используемых в энергомашиностроении, это время может быть больше, вплоть до 100000 ч. Задаваемая скорость ползучести в большинстве случаев колеблется в пределах 10 -3 – 10 -6 в %/ ч, чаще всего 10 -4 – 10 -5 %/ ч.

Кривая ползучести при высокой температуре имеет вид, подобный OA’BCD на рис. 2.80. Для расчета предела ползучести испытывают как минимум четыре образца при разных нагрузках (напряжениях). Для сокращения времени испытаний эти напряжения выбирают заведомо больше предела ползучести. Испытания прекращают на стадии установившейся ползучести. Исходя из уравнения (2.38), эта зависимость должна быть линейной. Продолжая прямую, построенную по экспериментальным точкам при относительно высоких σ (до заданного значения v_п.уст.), определяют предел ползучести (см. рис. 2.83,б).

Рисунок 2. 83 - Схема определения предела ползучести: а – кривые ползучести при разных напряжениях; б – зависимость скорости установившейся ползучести от напряжения

Если допуск задается по величине удлинения за определенное время, то по первичным кривым ползучести строят зависимость времени достижения заданного значения δ от напряжения и по ней определяют предел ползучести.

Испытание на ползучесть металла

ГОСТ Р 57173-2016

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Расчеты и испытания на прочность

Методы механических испытаний металлов

ИСПЫТАНИЯ НА РЕЛАКСАЦИЮ НАПРЯЖЕНИЙ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ ПРИ ОСАДКЕ

Calculation and strength testing. Methods of mechanical testing of metals. Tests for stress relaxation of metals and alloys at a compression. General requirements

1 РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом "Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем" (АО "НИЦ КД")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 132 "Техническая диагностика"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 20 октября 2016 г. N 1436-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Введение

В настоящее время большинством специалистов признается, что релаксация напряжений (подобно ползучести) является результатом как сдвигово-дислокационных, так и диффузионных процессов. Процессы первого типа связаны с кооперативным передвижением группы атомов (например, по плоскостям сдвигов и т.д.); процессы второго типа - с индивидуальным перемещением отдельных атомов как у границ зерен основной структуры, так и по всему объему поликристалла. Преобладающая роль того или иного явления, контролирующего процесс релаксации, зависит от рабочей температуры и уровня действующих напряжений.

Релаксация напряжений и ползучесть наблюдаются при напряжениях ниже пределов упругости или текучести металлов, определяемых в условиях кратковременного испытания на обычных испытательных машинах и при температурах ниже температуры рекристаллизации.

Настоящий стандарт разработан с целью обеспечения методической основы определения важнейших механических характеристик конструкционных материалов на основе испытаний на релаксацию при сжатии образцов.

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на металлы и сплавы, используемые в составе современных ответственных высоконагруженных технических объектов, для которых необходимо знать поведение их механических характеристик в процессе длительных интенсивных эксплуатационных воздействий.

Стандарт развивает положения ГОСТ 26007 и устанавливает общие требования к порядку определения основных механических характеристик исследуемого материала:

- глубины релаксации при напряжении, соответствующем пределу микропластичности;

- физического предела текучести;

- условного предела текучести.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.1.019-79 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты

ГОСТ 12.2.003-91 Система стандартов безопасности труда. Оборудование производственное. Общие требования безопасности

ГОСТ Р МЭК 60745-2-3-2011 Машины ручные электрические. Безопасность и методы испытаний. Часть 2-3. Частные требования к шлифовальным, дисковым шлифовальным и полировальным машинам с вращательным движением рабочего инструмента

ГОСТ 12.3.002-75 Система стандартов безопасности труда. Процессы производственные. Общие требования безопасности

ГОСТ 1497-84 (ИСО 6892-84) Металлы. Методы испытания на растяжение

ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики

ГОСТ 6507-90 Микрометры. Технические условия

ГОСТ 26007-83 Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Методы испытаний на релаксацию напряжений

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применяются термины по ГОСТ 1497, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 ползучесть: Непрерывная пластическая деформация, происходящая при постоянной температуре и постоянном напряжении (постоянной нагрузке) в зависимости от времени.

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».

НЕРАЗРУШАЮЩИЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ НА ПОЛЗУЧЕСТЬ

Контроль ползучести металла паропроводов и коллекторов, проявляющейся в непрерывном росте диаметра паропровода под действием напряжений при высокой температуре, проводят путем периодических измерений прироста диаметра паропровода в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Эти измерения осуществляются двумя механическими способами по приварным реперам: с помощью измерительного устройства МЭИ или микрометром с точностью шкалы до 0,05мм .

Остаточную деформацию от начала эксплуатации до i–го измерения определяют по формуле

где Е – остаточная деформация в %;

Д_i – диметр трубы, измеренный по реперам при i–м измерении, мм;

Д_исх – диаметр трубы, измеренный в исходном состоянии, мм;

Д_тр – наружный диаметр трубы, измеренный вблизи реперов в исходном состоянии в двух взаимно перпендикулярных направления (среднеарифметическое значение из полученных результатов), мм.

Наибольшее значение остаточной деформации трубы, полученное по формуле (2.1), принимается за расчетное для определения скорости ползучести.

Контролю подлежат все действующие паропроводы с внутренним диаметром не менее 100 мм, длительность работы которых превышает 3 тыс. ч в год, и паропроводы, работающие при температуре пара 450°С и выше. Методы контроля определяются инструкцией [3].

По механическим свойствам металл паропроводов должен удовлетворять требованиям технических условий на поставку. После 100 тыс. ч эксплуатации допускается снижение предела текучести и временного сопротивления на 30 МПа, а ударной вязкости на 0,15 МДж/м 2 по сравнению с нижними пределами на поставку.

Предел текучести при температуре 550 °С стали 12Х1МФ должен быть не ниже 180 МПа и для стали 15Х1М1Ф не ниже 200 МПа. Для сталей 12МХ и 15ХМ предел текучести при температуре 510 °С должен быть не менее 200 МПа. Остаточная деформация от ползучести не должна превышать для прямых труб из стали 12Х1МФ 1,5 % диаметра, для прямых труб из сталей других марок 1 % диаметра, для прямых участков гнутых труб независимо от марки стали 0,8 % диаметра.

Предел длительной прочности для конкретной марки стали на базе 10 5 и 2×10 5 ч не должен отклоняться более чем на 20 % в меньшую сторону по сравнению со средними значениями этой характеристики в исходном состоянии.

Минимальный уровень длительной пластичности должен быть не ниже 5 % результатов испытаний образцов до разрушения на базе, условно соответствующей периоду продления срока эксплуатации паропровода.

Микроповрежденность, определенная на оптическом микроскопе при 500-кратном увеличении, должна быть не выше четвертого балла по стандартной шкале микроповрежденности.

Снижение плотности металла вблизи наружной поверхности паропровода по сравнению с исходным состоянием не должно превышать 0,3 %.

Трещины любого вида на гибах паропроводов не допускаются.

Контроль характеристик жаропрочности

Для контроля деформации ползучести металла паропроводов используют приваренные бобышки, по которым периодически измеряют диаметр трубы в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Существуют другие способы контроля ползучести с помощью измерительных устройств. В производственно-энергетическом объединении «Донбассэнерго» было разработано автоматизированное устройство для контроля ползучести паропроводов .

В Московском энергетическом институте (МЭИ) был разработан способ определения характеристик ползучести длительным вдавливанием в металл жаропрочного шара при заданной температуре. Вдавливание шара производится в предварительно вырезанную лунку диаметром 0,25D, где D – диаметр шара. Кривизна лунки должна соответствовать кривизне шара. Вследствие ползучести металла диаметр вырезанной лунки постепенно увеличивается за счет углубления индентора, находящегося под постоянной нагрузкой.

Деформацию ползучести e рассчитывают по увеличению диаметра лунки

где d₀ и d_к – начальный и конечный диаметры лунки в данном промежутке времени.

Поскольку в процессе испытаний за некоторый промежуток времени диаметр лунки увеличивается, а нагрузка на индентор остается постоянной, то напряжение в лунке снижается. Поэтому за каждый промежуток времени подсчитывают среднее значение напряжения

где и – напряжения в начале и в конце заданного промежутка времени.

Средние значения напряжения поддерживаются постоянными путем соответствующего увеличения нагрузки на индентор. В результате таких испытаний строят диаграмму ползучести в координатах e – t, на которой наблюдаются те же характерные участки, что и на диаграмме ползучести, полученной в результате испытаний растяжением.

Как и при растяжении, скорость ползучести , соответствующая установившемуся участку диаграммы ползучести, полученной вдавливанием, связана с напряжением Н степенной зависимостью:

где А и b – постоянные коэффициенты для данного материала.

Связь между напряжениями при растяжении s и напряжениями Н при вдавливании в условиях ползучести имеет вид:

где с – постоянный коэффициент для отдельных групп материалов.

Целью испытания на ползучесть является определение предела ползучести . Для этого на паропровод устанавливают не менее трех приспособлений (рис.3.6). На каждом приспособлении создают различные напряжения, которые вызывают скорость равномерной ползучести в пределах .

Результаты измерений и расчетов представляют в виде диаграммы ползучести в логарифмических координатах lge – lgs_экв, по которой путем экстраполяции на определяют предел ползучести металла паропровода .

Металлы. Метод испытания на ползучесть

Стандарт устанавливает метод испытания на ползучесть черных и цветных металлов и сплавов при температуре до 1200 град. Цельсия.

ГОСУДАРСТВЕН НЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

МЕТОД ИСПЫТАНИЯ НА ПОЛЗУЧЕСТЬ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

ГОС УДАРСТВЕННЫЙ СТА НДАРТ С ОЮЗА ССР

Cr eep test method

Пост ановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 2 сентября 1981 г . № 4137 срок введения установлен

Проверен в 1986 г . Постановлением Госстандарта от 0 5.12.86 № 3691 срок действия продлен

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий ста ндарт устанавливает метол испытания на ползучесть черных и цветных металлов и сплавов при температу ре до 120 0 °С.

Сущ ность метода состоит в том, что образец подвергается воздействию постоянной растягивающей нагрузки и постоянной температуры при фиксировании деформации образца во времени.

В результате испытания определяют предел ползучест и материала, т.е. напряжения, при котором скорость или деформация ползучести за определенный промежуток времени не превышает заданной величины.

Стандарт соответствует ИСО/Р-203, ИСО/Р-204.

1. ФОРМА И РАЗМЕРЫ ОБРАЗЦОВ

1 .1 . Устанавливают основные образцы:

цили ндрические - диаметром 10 мм, с расчетной длиной 100, 150 и 200 мм;

плоский - шириной 15 мм, с расчетной длиной 100 мм.

Тол щина образца определяется толщиной проката.

Допускается при наличии технических обоснований применять пропорциональные образцы других размеров и форм, с начальной расчетной длиной или мм, где F ₀ - начальная площадь поперечного сечения рабочей части образца в мм 2 . Диаметр цилиндрических образцов должен быть не менее 5 мм.

1.2 . Допускаемые отклоне ния на размеры и параметр шероховатости обрабатываемой поверхности образцов должны соответствовать требованиям, указанным в табл. 1 .

Допускаемое отклонение, мм

Параметр шероховатости обрабатываемой поверхности Ra по ГОСТ 2789-73 , мкм, не более

Д иаметр рабочей части

Плоски й прямоугольного сечения

из листа с сохранением поверхностного слоя

Ширина рабочей части

обрабатываемый с четырех сторон

Толщина рабочей части, мм

1.2.1 . Допускаемые отклонения от заданной расчетной длины образца, длины участка рабочей части образца, на котором измеряется удли нение, не должны превышать ±1 %.

1.2.2 . Бие ние цилиндрического образца при проверке в центрах не должно превышать 0,02 мм.

1.2.3 . Допускаемое отклонение по величине площади поперечного сечения не должно превышать ±0,5 %.

1.3 . Образец по форме и по размерам головок образца и переходной части от головки к его рабочей длине определяется принятым способом крепле ния измерителя удлинений на образце и способом крепления образца в захватах испытательной машины. Сопряжение головки образца с его рабочей частью должно быть плавным.

Образцы можно приме нять двух видов: с обработанной поверхностью или с сохранением поверхностного слоя (например, образцы из листового проката или образцы, изготовленные методом точного литья) в соответствии с условиями поставки, применением и технологией изготовления полуфабрикатов и изделий.

(Изме ненная редакция, Изм. № 1).

1.4 . Образцы, имеющие коробление, механические повреждения, поверх ностные дефекты в виде инородных включений, расслоений, пор, раковин, трещин (возникающих в результате механической или термической обработки), испытаниям не подвергаются. Рихтовка или другой вид правки заготовок или образцов для испытаний не допускается.

1.5 . Если металл подлежит испытанию в термообработанном виде, то термообработке подвергаются заготовки для образцов. Если после термообработки металл плохо обрабатывается реза нием, то эти заготовки предварительно должны быть доведены до размеров, включающих припуск на окончательную обработку и возможное коробление. Требования к металлу и размерам заготовок устанавливаются стандартами или техническими условиями на металлопродукцию.

При изготовлении образцов не должно происходить изменений структуры и свойств испытуемого металла (например, вследствие нагрева или наклепа).

1.6 . Требования к точности измерения образцов до испытаний должны соответствовать ГОСТ 9651-84 , если не предъявляются более жесткие требования.

2. ПРИМЕНЯЕМАЯ АППАРАТУРА

Технические требования к маши нам для испытания металлов на ползучесть должны соответствовать ГОСТ 15533-80.

3. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

3.1 . Правильность установки образца в захватах испытательной машины (отсутствие эксцентриситета) проверяется измерением при нормальной температуре упругих удлинений образца на двух диаметраль но противоположных сторонах и должно быть не более 10 % среднего арифметического значения деформации образца.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3.2 . Образец, уста новленный в захватах испытательной машины и помещенный в печь, нагревают до заданной температуры (время нагрева должно быть не более 8 ч) и выдерживают при этой температуре не менее 1 ч. При необходимости продолжительность выдержки регламентируется в стандартах или технических условиях на металлопродукцию.

1 . В особых случаях, если испытываемый материал имеет стабильную структуру и предназначен для длительных сроков службы, время нагрева может быть более 8 ч, а для материала, имеющего нестабильную структуру и предназначенного для небольших сроков службы, время предварительной выдержки - менее 1 ч.

2 . Нагр евательное устройство может применяться с защитной или иной атмосферой, если этого требуют условия испытания.

3.3 . Для измерения температуры на образцах с расчетной длиной до 100 мм включительно должно быть установлено не менее двух термопар, а на образцах с расчетной длиной свыше 100 мм не менее трех термопар, распределенных равномерно по всей расчетной длине. Термопары устанавливаются так, чтобы горячие спаи плотно соприкасались с поверхностью образца: горячий спай термопары должен быть защищен от воздействия раскаленных стенок печи.

Темпе ратура испытаний, °С

Срок эксплуатации между поверками, ч, при диаметре проволоки термопары, мм

Если продолжительность испытания превышает указанные сроки поверки термопар, последние должны поверяться до и после испытания. В случае изменения показаний термопар применяются иные термопары, сохраняющие стабильность показаний до конца испытаний.

Холодный спай термопары в процессе испытания должен иметь постоянную температуру.

3.5 . Отклонения от заданной температуры испытания в любой момент в течение всего времени испытания и в любой точке расчетной длины образца не должны превышать:

от 600 до 900 °С

от 900 до 1200 °С

Необходимо периодически, не реже чем через 2 ч, измерять температуру испытания. Рекомендуется автоматическая запись , температуры на протяжении всего испытания.

3.6 . Температура испытания выбирается кратной 25, если по условиям исследования не требуется специальная температура.

3.7 . После нагрева образца и выдержки при заданной температуре к образцу плав но прикладывают предварительную нагрузку, равную приблизительно 10 % от заданной общей нагрузки, но при этом предварительная нагрузка не должна вызывать в образце напряжение более 10 МПа.

Если температура образца и показания измерителя удлинения остаются в течение 5 мин неизменными, то проводят плавное нагружение образца до заданной нагрузки.

3.8 . Одновременно с приложением нагрузки должна проводиться регистрация удлинения образца, начиная с предварительной нагрузки и на каждой ступени нагружения, если последнее осуществляется ступенями.

Регистрацию удлинения образца должны проводить или непрерывно , или с такими интервалами, чтобы можно было полностью установить характер изменения удлинения.

Части приборов, выходящие из печи, должны быть сконструированы и защищены так, чтобы кратковремен ные изменения температуры не влияли на показания приборов.

Примеча ние . Допускается применение приборов с точностью отсчета деформации до 0,02 мм, если по требованиям испытания такая точность достаточна.

Если конструкция испытательной машины на ползучесть не позволяет осуществлять нагружение ступенями, то пластическая деформация при нагружении может быть получена вычитанием упругой деформации из суммарной. Упругая деформация рассчитывается из величины модуля упругости материала при температуре испытания.

Перер ывы при испытании небольшой длительности не допускаются. Длительные испытания после перерывов могут быть продолжены. Образцы при перерыве испытания не разгружаются. Необходимо обеспечить отсутствие дополнительных напряжений в образце при его охлаждении.

3.9 . Продолжительность испытания и допуск на деформацию при заданных напряжениях и температуре (т.е. нагрузке, отнесенной к начальной площади поперечного сечения образца) устанавливаются для каждого материала в зависимости от его назначения.

Определение предела ползучести рекомендуется проводить при допусках на удлинение от 0,1 до 1 % при длительности испытания 50, 100, 300, 500, 1000, 3000, 5000, 10000 ч, если не требуется иная длительность или иной допуск на деформацию.

В случае определения предела ползучести по скорости ползучести продолжительность испытания должна составлять не менее 2000 - 3000 ч, при условии продолжительности прямолинейного участка кривой ползучести не менее 500 ч, при этом указывается метод определения.

3.10 Температура помещения во время испытания должна быть по возможности постоянной. Колебания температуры помещения во время измерения удлинения не должны превышать ±3 °С.

3.11 . После окончания испытания на ползучесть образец разгружают до величины предварительной нагрузки и определяют абсолютную величину остаточного удлинения.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ

4.1 . Результаты испытаний (кроме приемо-сдаточн ых) представляют графически в виде первичных кривых ползучести в координатах «относительное удлинение (т.е. деформация ползучести) - время», по которым затем определяют напряжение (т.е. нагрузку, отнесенную к начальной площади поперечного сечения образца), соответствующее условному пределу ползучести материала.

4.2 . Условный предел ползучести - напряжение, которое вызывает за установленное время испытания при данной температуре заданное удлинение образца (суммарное или остаточное) или зада нную скорость ползучести на прямолинейном участке кривой ползучести.

Суммарное (δ _с ) или остаточное (δ _о ) относительное удлинение в процентах (см. чертеж) вычисляют по формулам:

где l ₀ - начальная расчетная длина, измеренная при комнатной температуре перед испытанием образца с погрешностью до 0,05 мм;

Δl - абсолютное удлинение, регистрируемое при очередном измерении деформации образца в процессе испытаний, мм.

Примеч ание . Допускается определять суммарное или остаточное удлинение без учета пластической составляющей удлинения при нагружен ии. При представлении результатов это необходимо указать. Первоначальная расчетная длина ( l ₀ ) должна измеряться при комнатной температуре перед испытанием образца.

4.3 . Определение условного предела ползучести проводят следующим образом:

испытывают серию образцов при данной температуре и трех - четырех уровнях напряжений. Количество образцов в серии должно обеспечивать необходимую точность определения условного предела ползучести;

на основе полученных первичных кривых ползучести определяют среднее значение δ _с , δ _о и скорости ползучести на прямолинейном участке каждого уровня напряжений и строят диаграммы зависимости между напряжением и удлинением или между напряжением и средней равномерной скоростью ползучести на прямолинейном участке в логарифмической системе координат (допускается обработка данных испытаний в других системах координат). По этим диаграммам находят искомое напряжение, которое записывают с точностью до 5 М Па;

после того как искомое напряжение будет найдено не менее чем при трех разных температурах испытания, может быть построена диаграмма зависимости между условным пределом ползучести и температурой.

δ_н - удлинение при нагружении; δ_п - полное (упругое + остаточное удлинение на криволинейном участке); δ_с - суммарное (упругое + остаточное) удлинение за время испытания; δ_у - упругое удлинение; δ_о - остаточное удлинение

Пример условного обозначе ния величины деформирования предела ползучести σ при допуске на деформацию 0,2 % за 100 ч испытания при температуре 700 °С:

При этом необходимо дополнительно указать суммарную или остаточную деформацию, по которой определялся предел ползучести.

Пример условного обозначе ния величины предела ползучести при скорости ползучести 1 · 10 - 5 %/ч при температуре 600 °С:

При этом необходимо дополнительно указать время испытания , за которое была достигнута заданная скорость ползучести.

(Измененная редакция, Изм. № 1) .

4.4 . Результаты испыта ния на ползучесть по каждому образцу записывают по форме, приведенной в рекомендуемом приложении.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Реком ендуемое

ФОРМА ЗАПИСИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЯ МЕТАЛЛОВ НА ПОЛЗУЧЕСТЬ

1 . Наименование, марка (по соответствующему стандарту).

3 . Способ выплавки (тип печи) и размер слитка, заготовки.

4 . Форма (прокат сортовой, прокат листовой, труба, отливка и т.д.).

5 . Виды и режимы термообработки.

6 . Механические свойства (предел прочности, предел текучести, удлинение, поперечное сужение, ударная вязкость, твердость).

7 . Микроструктура и величина зерна.

1 . Из какого места взят образец (расстояние оси образца от оси слитка заготовки или изделия; продольный, поперечный).

2 . Размеры расчетной части образца (длина и диаметр поперечного сечения в мм, до и после испытания, измеренные в помещении, где проводится испытание ).

Читайте также: