Методика определения ударной вязкости металлов
Обновлено: 04.10.2024
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 ( ai ); 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);
So - 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). So 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 hp , 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)
Методика определения ударной вязкости металлов
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
Метод испытания на ударный изгиб при пониженных,
комнатной и повышенных температурах
Metals. Method for testing the impact strength at low,
room and high temperature
Дата введения 1979-01-01
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР
В. Н. Данилов, д-р техн. наук; М. Н. Георгиев, канд. техн. наук; Н. Я. Межова; Л. Н. Косарев, канд. техн. наук; Е. Ф. Комолова, канд.техн. наук; Б. А. Дроздовский, канд. техн. наук; В. Г. Кудряшов, канд. техн. наук; П. Д. Одесский, канд. техн. наук; В. И. Гельмида, канд. техн. наук; В. И. Змиевский, канд. техн. наук
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 17.04.78 N 1021
4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который дана ссылка
Номер пункта, раздела
5. Ограничение срока действия снято по решению Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол 3-93 от 17.02.93)
6. ПЕРЕИЗДАНИЕ (октябрь 1993 г.) с Изменениями N 1, 2, утвержденными в октябре 1981 г., марте 1988 г., (ИУС 12-81, 6-88)
Информация об отмене документов приведена из издания: официальное издание, М.: Издательство стандартов, 1982 год. Примечание "КОДЕКС".
Настоящий стандарт распространяется на черные и цветные металлы и сплавы и устанавливает метод испытания на ударный изгиб при температуре от минус 100 до плюс 1200 °С.
Метод основан на разрушении образца с концентратором посередине одним ударом маятникового копра. Концы образца располагают на опорах. В результате испытания определяют полную работу, затраченную при ударе (работу удара), или ударную вязкость.
Под ударной вязкостью следует понимать работу удара, отнесенную к начальной площади поперечного сечения образца в месте концентратора.
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
1. МЕТОД ОТБОРА ОБРАЗЦОВ
1.1. Форма и размеры образцов для испытания должны соответствовать указанным в таблице и на черт. 1-3.
Вид кон- центра- тора
Радиус концен- тратора
R
Глубина надреза
(пред. откл. ±0,1)
Глубина концен-
тратора (пред. откл. ±0,6)
Высота рабочего сечения
* При контрольных массовых испытаниях допускается изготовление образцов с предельным отклонением ±0,10 мм.
Образец с концентратором вида U
Образец с концентратором вида V
Образец с концентратором вида Т
(усталостная трещина)
а - общий вид; б - форма концентратора для образцов с 15 по 19 тип; в - форма концентратора для образцов 20 типа
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 справочном приложении 1.
Испытание образцов типов 4, 14, 18 проводят по требованию потребителя для изделий специального назначения.
1.2. Место вырезки заготовки для изготовления образцов, ориентация оси концентратора, технология вырезки заготовок и изготовления образцов - по ГОСТ 7565-81 для черных металлов, если иное не предусмотрено в нормативно-технической документации на продукцию.
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.
1.1; 1.2. (Измененная редакция, Изм N 2).
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.
1.5. Максимальный остаточный прогиб, образовавшийся при нанесении на образцах концентратора вида Т, не должен превышать: 0,25 мм - для образцов длиной 55 мм.
Контроль прогиба образца осуществляется с помощью индикаторов часового типа по ГОСТ 577-68 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. N 1, 2).
2. АППАРАТУРА И МАТЕРИАЛЫ
(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.
( Измененная редакция, Изм. N 2).
Опоры и нож маятника
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 9293-74) 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%.
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Метод определения ударной вязкости образцов без надреза
Polymer composites. Test method of determination of impact resistance of unnotched samples
Предисловие
1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" совместно с Автономной некоммерческой организацией "Центр нормирования, стандартизации и классификации композитов" при участии Объединения юридических лиц "Союз производителей композитов" на основе официального перевода на русский язык англоязычной версии указанного в пункте 4 стандарта, который выполнен ТК 497
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 497 "Композиты, конструкции и изделия из них"
4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к стандарту АСТМ Д4812-11* "Стандартный метод испытаний для определения ударного сопротивления пластмассовой консольной балки без надреза" (ASTM D4812-11 "Standard Test Method for Unnotched Cantilever Beam Impact Resistance of Plastics", MOD) путем изменения его структуры для приведения в соответствие с правилами, установленными в ГОСТ 1.5-2001 (подразделы 4.2 и 4.3), а также редакторских правок разделов, подразделов, пунктов национального стандарта в целях соблюдения норм русского языка и технического стиля изложения.
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.
Исключение стандартов АСТМ Д5947, АСТМ Е691 обусловлено тем, что в Российской Федерации на национальном уровне нет аналогичных стандартов, а также в связи с тем, что они носят справочный характер.
Дополнительные ссылки, включенные в текст стандарта для учета особенностей национальной стандартизации, выделены курсивом*.
* В оригинале обозначения и номера стандартов и нормативных документов приводятся обычным шрифтом; обозначения и номера стандартов и нормативных документов в разделе 1 "Область применения" и отмеченные в разделах "Предисловие" и 2 "Нормативные ссылки" знаком "**" выделены курсивом. - Примечание изготовителя базы данных.
Дополнительные положения, включенные в текст стандарта, заключены в рамки. Пояснение причины включения дополнительных положений приведено в примечании.
Ссылки на АСТМ Д256, АСТМ Д618, АСТМ D883 заменены соответствующими ссылками на межгосударственные и национальные стандарты.
Оригинальный текст невключенных структурных элементов стандарта АСТМ приведен в дополнительном приложении ДА.
Сопоставление структуры настоящего стандарта со структурой указанного стандарта АСТМ приведено в дополнительном приложении ДБ.
Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного стандарта АСТМ для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (подраздел 3.5).
Сведения о соответствии ссылочных национальных и межгосударственных стандартов стандартам АСТМ, использованным в качестве ссылочных в примененном стандарте АСТМ, приведено в дополнительном приложении ДВ
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
1 Область применения
1.1 Настоящий стандарт распространяется на полимерные композиты (ПК), армированные непрерывными или дискретными волокнами, а также на полимерные материалы (ПМ) без армирования.
1.2 Стандарт устанавливает метод определения сопротивления ПК (ПМ) ударному воздействию. Результаты испытаний по настоящему методу представляются в виде поглощенной энергии в расчете на единицу ширины образца без надреза.
Примечание - Методика испытания ПК (ПМ) отличается от методики, применяемой в ГОСТ 19109 и ГОСТ Р 57715.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты*:
* Таблицу соответствия национальных стандартов международным см. по ссылке. - Примечание изготовителя базы данных.
ГОСТ 6507-90** Микрометры. Технические условия
ГОСТ 12423-2013 (ISO 291:2008) Пластмассы. Условия кондиционирования и испытания образцов (проб)
ГОСТ 19109** Пластмассы. Метод определения ударной вязкости по Изоду
ГОСТ Р 57715 Композиты полимерные. Определение ударной вязкости по Изоду
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 применены следующие термины с соответствующими определениями:
полимерный композит: Композит, матрица которого образована из термопластичных или термореактивных полимеров или эластомеров.
полимер: Вещество, характеризующееся многократным повторением одного или более составных звеньев, соединенных между собой в количестве, достаточном для проявления комплекса свойств, который остается практически неизменным при добавлении или удалении одного или нескольких составных звеньев.
кондиционирование: Совокупность действий, направленных на приведение образца в стандартное состояние с учетом температуры и влажности.
[ГОСТ Р 32794-2014*, пункт 2.1.105]
* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: ГОСТ 32794-2014, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.
механическая вязкость: То свойство материала, посредством которого он может поглощать энергию, в основном, означающее отсутствие хрупкости и относительно высокое растяжение на разрыв.
Примечание - Механическая вязкость часто оценивается как энергия, требуемая для разрушения материала, пропорциональная области под кривой напряжение-деформация.
[ГОСТ Р 32794-2014, пункт 2.1.137]
ударная вязкость: Энергия удара, поглощенная при разрушении, отнесенная к площади первоначального поперечного сечения образца.
[ГОСТ Р 32794-2014, пункт 2.5.112]
4 Сущность метода
4.1 Сущность метода заключается в разрушении консольно-закрепленного образца из ПК или ПМ без надреза ударом маятника поперек образца на определенном расстоянии от места закрепления. Образец вертикально крепится в испытательной установке с маятниковым принципом ударного воздействия (маятниковом копре). Затем в свободном падении производят удар бойком маятника. Испытание на удар маятниковым копром позволяет определить энергию разрушения стандартных испытательных образцов указанного размера в установленных условиях крепления маятника и скорости маятника при ударе.
Примечание - Данный пункт включен в настоящий стандарт для более понятного разъяснения сущности метода испытания.
4.2 Настоящий метод испытания отличается от других методов аналогичного характера тем, что в нем используют образцы без надреза (метод испытаний образцов с надрезами описаны в стандарте ГОСТ Р 57715). Отсутствие надреза на образцах делает настоящий метод испытания особенно полезным в случае с армированными материалами, где надрез может нарушать схему ориентирования армирующего наполнителя, исключая отдельные слои из работы. При испытаниях на ударную прочность по Изоду образцов без надреза получают более высокие результаты по сравнению с испытаниями образцов с надрезом по Изоду, из-за отсутствия места концентрации напряжений. Он не эффективен для материалов, скручивающихся под воздействием нагрузок.
4.3 При испытании в условиях нормальной, пониженной и повышенной температур определяют энергию удара и рассчитывают ударную вязкость.
Примечание - Данный пункт включен в настоящий стандарт для расширения области его применения.
5 Оборудование для испытаний
5.1 Испытания проводят на испытательной установке маятникового типа (маятниковом копре), которая должна состоять из следующих узлов:
5.1.1 Копер, состоит из массивного основания, на которое устанавливают захваты для закрепления образца, и с которым они соединены жесткой рамой и подшипниками качения, одного из ряда маятниковых бойков (или одного основного бойка, к которому крепится дополнительный груз). Номинальная энергия маятника должна быть достаточной для разрушения образцов подлежащих испытанию. Копер должен быть обеспечен механизмом фиксации и сброса маятника, а также механизмом индикации энергии разрушения образца. Также необходим фиксатор для установки образца в захватах, а также схемы или таблицы для расчета поправки на трение. Один из типов установок маятникового типа показан на рисунке 1.
1 - точка ударного воздействия
Рисунок 1 - Установка маятникового типа (маятниковый копер) для испытания консольной балки на ударную вязкость
5.1.2 Маятник, состоит из одно- или многосоставного рычага с подшипником на одном конце и головкой, имеющий ударный наконечник (боек), на другом. Хотя значительная часть массы маятника должна быть сосредоточена в головке, рычаг должен быть достаточно прочным, чтобы сохранять правильные зазоры и взаимное расположение между частями установки и образцом, а также чтобы минимизировать потери на вибрацию, которых невозможно избежать при измерении ударной вязкости.
5.1.3 Ударный наконечник (боек), из закаленной стали, с цилиндрической поверхностью, радиусом закругления (0,80±0,20) мм, ось которого горизонтальна и перпендикулярна плоскости взмаха маятника.
5.1.4 Линии контакта ударного наконечника должны располагаться в центре удара маятника в пределах ±2,54 мм. Части маятника, расположенные рядом с цилиндрическим бойком, должны быть утоплены или наклонены на подходящий угол таким образом, чтобы ничто кроме этой цилиндрической поверхности не соприкасалось с образцом во время удара.
Примечание - Расстояние от оси опоры до центра ударного воздействия L, м, вычисляют по формуле
где - локальное ускорение свободного падения (известное с точностью до одной тысячной), м/с;
р - период одного полного взмаха, определенный по не менее 20 последовательным и непрерывным колебаниям (известный с точностью до одной в две тысячные), с. Угол взмаха должен быть не менее 5° с каждой стороны от центра.
5.3 Рабочая длина маятника должна находиться в диапазоне от 325 до 406 мм, чтобы обеспечивался подъем бойка на угол 60° и 30° над горизонталью.
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
Читайте также: