Определение пористости металла гост
Обновлено: 28.09.2024
Методы испытаний покрытий на подложках используют также для выявления охрупчивания подложки, которое может произойти после нанесения покрытия, например, водородного охрупчивания стали, покрытой цинком.
Примечание - Если в стандарты на покрытия включены конкретные методы испытаний пластичности, то они должны применяться предпочтительно перед методами, установленными в настоящем стандарте, при этом конкретные методы измерений пластичности должны быть согласованы между изготовителем покрытий и заказчиком.
Примечание - Методы изготовления свободных покрытий приведены в приложении А.
Примечание - Очень тонкие слои имеют различные свойства, так как формирование первых слоев зависит от свойств подложки (эпитаксия). В первых слоях могут возникнуть большие внутренние напряжения, которые могут оказать влияние на пластичность.
Образец для испытаний должен иметь равномерную толщину, поскольку на более тонких участках может возникнуть преждевременное растрескивание.
Примечание - Плотность покрытия ниже на более тонких участках и выше на более толстых участках образцов для испытаний, полученных электроосаждением, поэтому различия в плотности тока при осаждении покрытий могут привести к различиям в пластичности. Плотность тока при осаждении покрытий должна быть одинаковой по всему испытуемому образцу, и ее величину необходимо регистрировать.
1 .4 После придания образцам для испытаний требуемой формы их осматривают на наличие трещин, которые могли возникнуть при изготовлении и формировании образцов.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ Р 9.905-2007 (ИСО 7384:2001, ИСО 11845:1995) Единая система защиты от коррозии и старения. Методы коррозионных испытаний. Общие требования
ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025-2006 Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий
ГОСТ 9.302-88 (ИСО 1463-82, ИСО 2064-80, ИСО 2106-82, ИСО 2128-76, ИСО 2177-85, ИСО 2178-82, ИСО 2360-82, ИСО 2361-82, ИСО 2819-80, ИСО 3497-76, ИСО 3543-81, ИСО 3613-80, ИСО 3882-86, ИСО 3892-80, ИСО 4516-80, ИСО 4518-80, ИСО 4522-1-85, ИСО 4522-2-85, ИСО 4524-1-85, ИСО 4524-3-85, ИСО 4524-5-85, ИСО 8401-86) Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Методы контроля
ГОСТ 1497-84 (ИСО 6892-84) Металлы. Методы испытаний на растяжение
ГОСТ 10510-80 (ИСО 8490-86) Металлы. Метод испытания на выдавливание листов и лент по Эриксену
ГОСТ 11701-84 Металлы. Методы испытаний на растяжение тонких листов и лент
ГОСТ 14019-2003 (ИСО 7438:1985) Материалы металлические. Метод испытания на изгиб
ГОСТ 30003-93 Металлы. Испытание на изгиб навивкой листов и лент толщиной менее 2,5 мм
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 ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
Примечание - Общепринятым определением пластичности является следующее: пластичностью называется способность материала сохранять полностью или частично возникшую под действием внешних сил деформацию по прекращению действия этих сил. Однако для настоящего стандарта уместно некоторое сужение понятия пластичности применительно к покрытиям, предназначенным для сохранения защитных и декоративных свойств основного металла (сплава) и наносимым после завершения всех механических операций с основным металлом.
3.2 относительное линейное удлинение: Отношение удлинения D l к определенной исходной длине l 0 испытуемого образца, взятой в качестве меры пластичности, выраженной в процентах.
1 Термин «линейное удлинение» ( linear elongation), приведенный в [1], в настоящем стандарте заменен на «относительное линейное удлинение», как более точно отражающий суть понятия, выраженную в его определении.
2 Пояснения относительно мер пластичности. Обычно при испытании образцы удлиняются (внешний слой образца, то есть покрытие удлиняется) [см. рисунок В.1 (приложение В)]. Однако, при испытаниях на выдавливание поверхность покрытия увеличивается, и в этом случае необходимо вычислять относительное линейное удлинение по уменьшению толщины. Использование составляющей деформации (растяжения) вдоль одной оси дает ошибочную информацию относительно пластичности покрытия [см. рисунок В.2 (приложение В)]. В этих случаях утоньшение покрытия, рассчитанное по увеличению площади поверхности, является более точной мерой пластичности покрытия (см. приложение В).
4 Методы испытаний свободных покрытий
Испытания проводят на образцах покрытия, отделенного от подложки (см. рисунок 1), при этом для испытуемых покрытий, состоящих из нескольких слоев, при необходимости определяют влияние нижних подслоев на пластичность многослойного покрытия, например, облой золота на сплавах золото-медь, а также покрытия никеля, гальванически покрытые хромом.
Методы получения свободных покрытий приведены в приложении А.
Рисунок 1 - Пример получения свободного покрытия
Сущность метода заключается в определении линейного удлинения покрытия, закрепленного в захватах установки для испытания на растяжение, с последующим вычислением пластичности.
Примечание - При такой нагрузке покрытие увеличивается в длину, а его ширина и толщина уменьшаются.
Применяют обычное серийное оборудование для механических испытаний, используемое в металловедческих лабораториях, например, приведенное в ГОСТ 11701, ГОСТ 1497, или оборудование для растяжения, приспособленное для микроскопического исследования в процессе испытания.
4 .1.3.1 Образцы для испытаний вырубают или вырезают из металлической фольги или изготавливают одним из следующих способов:
- фотопечатью с помощью светочувствительных лаков или пленок, которые запрессовывают в соответствующую подложку. После проявления на подложке копии испытуемого образца на него наносят окончательное покрытие (см. приложение А);
- путем химического или электрохимического фрезерования до заданной формы из фольги, на которую был нанесен кислотостойкий материал с помощью шелкографии либо с помощью нанесения фоточувствительного слоя.
4 .1.3.2 Образцы для испытаний должны иметь прямоугольную форму, при этом они могут быть расширены на концах во избежание их разрушения при закреплении (см. рисунок 2 ).
Примечание - Некоторые методы изготовления образцов могут вызвать образование микротрещин на их краях, что приводит к преждевременному разрушению и недостоверным результатам, этого можно избежать, если для подготовки образцов использовать фотопечать или гальванопластику.
При осаждении покрытий необходимо использовать экранирование или другие методы для исключения образования утолщений поверхности образцов по краям (см. рисунок 3).
4 .1.3.3 На поверхность образца наносят метки через равные промежутки, как показано на рисунке 2.
Перед испытанием измеряют расстояние между метками.
Рисунок 2 - Пример образца для испытаний (с нанесенными метками)
Рисунок 3 - Пример образца с утолщенными краями
4 .1.3.4 Рекомендуемые размеры образцов приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Рекомендуемые размеры образцов
Определение пористости металла гост
ГОСТ 9391-80*
(СТ СЭВ 2947-81 и СТ СЭВ 2952-81)
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
СПЛАВЫ ТВЕРДЫЕ СПЕЧЕННЫЕ
Методы определения пористости и микроструктуры
Sintered Hardmetals. Methods for determination of porosity and microstructure
Дата введения 1983-01-01
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 19 мая 1980 г. N 2191 срок действия установлен с 01.01.83 до 01.01.88**
** Ограничение срока действия снято по протоколу Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС N 2, 1993 год). - Примечание изготовителя базы данных.
* ПЕРЕИЗДАНИЕ август 1985 г. с Изменением N 1, утвержденным в октябре 1982 г.; Пост. N 3963 от 13.10.82 (ИУС 1-83)
Настоящий стандарт устанавливает методы определения пористости, свободного углерода и микроструктуры вольфрамовых, титано-вольфрамовых и титано-тантало-вольфрамовых твердых сплавов.
Символы и определения даны в обязательном приложении 1. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 2947-81 и СТ СЭВ 2952-81.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
1. ОТБОР ОБРАЗЦОВ
1.1. Отбор образцов проводят в соответствии с ГОСТ 20559-75.
2. АППАРАТУРА
2.1. Металлографический микроскоп, позволяющий проводить наблюдения при требуемых увеличениях.
2.2. Оборудование для подготовки образцов для испытаний приведено в рекомендуемом приложении 2.
3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ
3.1. Образец, подготовленный для металлографического исследования, не должен иметь следов шлифования, полирования и выкрашивания структурных составляющих.
3.2. Рекомендуемый метод изготовления шлифов приводится в приложении 2.
4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ
4.1. Степень пористости для пор размером до 10 мкм определяют просмотром нетравленной поверхности шлифа при увеличении 100 или 200.
Характерный участок - участок, полностью представляющий исследуемую площадь шлифа, сравнивают с микрофотографиями шкалы А по выбранному увеличению (черт.1, 2)*.
Оценку проводят по соответствующей микрофотографии, указывая объемное процентное содержание пор, например, А 0,02; А 0,04.
4.1.1. Степень пористости для пор размером от 10 до 25 мкм определяют просмотром нетравленной поверхности шлифа при увеличении 100. Участок, полностью представляющий исследуемую площадь шлифа, сравнивают с микрофотографиями шкалы Е (черт.1 справочного приложения 5). Оценку проводят, ссылаясь на соответствующую микрофотографию шкалы Е, например, Е 0,02, Е 0,06.
(Введен дополнительно, Изм. N 1).
4.1.2. Степень пористости для пор размером до 30 мкм определяют просмотром нетравленной поверхности шлифа при увеличении в 100.
Участок, полностью представляющий исследуемую площадь шлифа, сравнивают с микрофотографиями шкалы В (черт.3). Оценку проводят ссылаясь на соответствующую микрофотографию шкалы В, указывая объемное процентное содержание пор, например, В 0,08; В 0,4.
4.1.3. Степень пористости для пор размером до 50 мкм определяют просмотром нетравленной поверхности шлифа при увеличении в 100.
Участок, полностью представляющий исследуемую площадь шлифа, сравнивают с микрофотографиями шкалы (черт.4). Оценку проводят, ссылаясь на соответствующую микрофотографию шкалы , указывая объемное процентное содержание пор, например, 0,2; 0,4.
4.1.4. Если содержание пор не соответствует двум соседним микрофотографиям, различающимся объемным содержанием, то оценка дается как среднее арифметическое этих двух значений.
4.1.5. Если поры на исследуемой площади шлифа распределены неравномерно, определяются участки, отличающиеся от характерных.
4.1.5.1. Если оценку степени пористости проводили по шкалам А или Е, то поры размером свыше 25 мкм определяют просмотром нетравленной поверхности шлифа при увеличении до 100 по всей поверхности шлифа. Подсчитывают суммарную длину пор с указанием количества пор на единицу площади (1 см) и размера пор (мкм) по максимальной длине по диапазонам: 25-50 мкм, 51-75 мкм, 76-100 мкм, свыше 100 мкм. Например, 1 пора размером 25 мкм, 2 поры размером 80 мкм на площади 1 см.
4.1.6. Поры размером свыше 50 мкм определяют просмотром нетравленной поверхности шлифа при увеличении от 50 до 100 на всей поверхности шлифа, если площадь шлифа меньше или равна 1 см.
Если шлиф имеет площадь более 1 см, то исследуется или вся поверхность шлифа или площадь в 1 см, прилегающая к рабочей части образца.
Подсчитывается суммарная длина пор с указанием количества пор на единицу площади (1 см) и размера пор (мкм) по максимальной длине по диапазонам: 51-75; 76-100 и свыше 100; например, 1 пора размером 55 мкм, 2 поры размером 80 мкм на площади 1 см. Микрофотография поры размером свыше 50 мкм приведена в справочном приложении 3 (черт.1).
4.2. Определение свободного углерода
4.2.1. Содержание свободного углерода определяют просмотром нетравленного шлифа при увеличении в 100 или 200. Характерный участок - участок, полностью представляющий исследуемую площадь шлифа, сравнивают с микрофотографиями шкалы С1 (черт.5, 6 приложения 2) или С2 (черт.1 справочного приложения 6). Количество свободного углерода оценивают по соответствующей микрофотографии шкалы С1 или С2, указывая объемное процентное содержание углерода.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
4.2.2. Если содержание свободного углерода не соответствует двум соседним микрофотографиям, различающимся объемным содержанием, то оценка дается как среднее арифметическое этих двух значений.
4.2.3. Если содержание свободного углерода является неравномерным на исследуемой площади шлифа, то определяются участки, отличающиеся от характерного.
4.3. Выявление фазы типа
4.3.1. Для выявления фазы типа используют травление шлифа по режиму 1 (см. таблицу). Фаза типа может распределяться по периферии, в центре или по всей площади шлифа в форме "озерков", "кружев" или по границам раздела фаз. Микрофотографии шлифов с фазой типа приведены в справочном приложении 3 (черт.2, 3, 4). После травления всю площадь шлифа просматривают под микроскопом при небольшом увеличении (до 100), а если это необходимо, при увеличении до 1500 по диагонали не менее 10 полей зрения. Отмечают наличие, характер распределения и форму включения фазы типа .
Режим травле-
ния шлифов
Состав травителя и способ травления
Свежеприготовленная смесь 20%-ных водных растворов железосинеродистого калия и гидроокиси калия или гидроокиси натрия в равных объемах
Для выявления фазы типа
Фаза типа окрашивается в красновато-оранжевый цвет и окаймляется по границам, -фазы и -остаются светлыми
Окисная пленка легко стирается, поэтому шлиф после травления следует высушивать на фильтровальной бумаге
Насыщенный раствор хлорного железа в концентрированной соляной кислоте
Для выявления -фазы в сплавах вольфрамовой группы
Вытравливается только -фаза, окрашиваясь в черный цвет. На другие фазы травитель не действует. На темном фоне -фазы видны светлые зерна -фазы
Для выявления и определения величины зерна -фазы в сплавах вольфрамовой группы и величины зерна -фазы в сплавах титано-вольфрамовой и титано-тантало-вольфрамо-
-фаза четко окаймляется по границам зерен, сохраняя естественную голубоватую окраску
Фаза типа вытравляется
-фаза остается светлой
-фаза окрашивается в желтый цвет
кобальтовых сплавов применяется после травления по режиму 2
Смесь концентрированных кислот плавиковой и азотной в соотношении 1:2
Для выявления -фазы в сплавах титано-вольфрамовой и титано-тантало-вольфрамо-
-фаза окаймляется по границам зерен, но не окрашивается
-фаза вытравливается, окрашиваясь в черный цвет
Применяется только перед травлением по режиму 5
Окисление на воздухе при нагревании
в муфельной печи при температуре 450-500 °С, продолжительность 15 мин
Для выявления всех фаз в сплавах титано-вольфрамовой и титано-тантало-вольфрамо-
Для определения величины зерна -фазы на части шлифа, травленной по режимам 4 и 5, и -фазы на части шлифа, травленной по режиму 5
-фаза окрашивается в оранжевый цвет.
-фаза остается светлой.
-фаза окаймляется по границам, окрашиваясь в зеленоватый или темно-коричневый цвет
Нагрев в муфеле до появления на шлифе желтой пленки
Примечание. При других температурных условиях продолжительность травления дополнительно уточняется исследователем.
4.4. Выявление -фазы (связующей фазы)
4.4.1. -фазу определяют на нетравленном шлифе или после травления по режиму 1 (см. таблицу). Исследование шлифа проводят при увеличении 1250-1500, просматривая не менее 10 полей зрения в различных участках шлифа. Отмечают характер распределения -фазы (равномерное или неравномерное), число участков скоплений и их размер в 10 полях зрения (справочное приложение 3, черт.5, 6). Скоплением -фазы считают участок, наибольшая ширина которого не менее, чем в 5 раз превышает максимальную ширину прослоек равномерно распределенной -фазы.
4.5. Выявление и оценка размера зерна -фазы (карбида вольфрама)
4.5.1. Для выявления -фазы в сплавах вольфрамовой группы проводят травление по режиму 2, а затем, после промывки водой, по режиму 3 (см. таблицу). Микрофотографии травленных шлифов приведены в справочном приложении 3 (черт.7-10). Травленные шлифы мелко-, средне- и крупнозернистых сплавов исследуют при увеличении 1250-1500, особо крупнозернистых при увеличении 400-500.
4.5.2. Для выявления -фазы в титано-вольфрамовых и титано-тантало-вольфрамовых сплавах производят травление по режиму 5. Микрофотографии шлифов, травленных по режиму 5, приведены в справочном приложении 3 (черт.11, 12).
4.5.3. Оценку размера зерна -фазы проводят точечным методом или по эталонным фотографиям (черт.1, 2, 3 справочного приложения 7) в наиболее характерных участках шлифа, просматривая при этом не менее 10 полей зрения. Оценку размера зерна -фазы точечным методом проводят при помощи окулярной сетки или линейки 1:100, определяя размеры наибольших сторон сечений зерен, попадающих в узлы сетки. Измерение проводят не менее чем для 100 сечений зерен для мелко- и среднезернистых сплавов (черт.7, 8 справочного приложения 3); для 200 сечений зерен - для крупнозернистых (черт.9 справочного приложения 3) и для 300 сечений зерен - для особокрупнозернистых сплавов (черт.10 справочного приложения 3) с разделением их по размерным классам зернистости.
Класс зернистости соответствует размеру сечения зерен карбидных фаз (с допускаемым отклонением ±0,5 мкм).
ГОСТ Р 54487-2011
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Определение газовой пористости литейных алюминиевых сплавов акустическим методом
Non-destructive testing. Evaluation of gas porosity in aluminium casting alloys by ultrasound. General requirements
* В ИУС 9-2012 ГОСТ Р 54487-2011 приводится с ОКС 77.040.20. -
- Примечание изготовителя базы данных.
Дата введения 2012-12-01
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Автономной некоммерческой организацией "Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем" (АНО "НИЦ КД")
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 132 "Техническая диагностика"
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет
Введение
Газовая пористость является одним из часто обнаруживаемых видов брака литых заготовок. Тонкие раковины или поры в металле вызываются выделением поглощенных им газов в процессе затвердевания металла.
Поры являются внутренними объемными дефектами. Они могут ухудшать характеристики металла, например снижать прочность, уменьшать пластичность, ухудшать штампуемость и другие важнейшие потребительские характеристики.
Применяемый в настоящее время визуальный метод определения газовой пористости, являясь достаточно трудоемким, предназначен для контроля образцов, вырезанных из чушек или отливок, и неприменим для готовых изделий. Кроме того, визуальный метод не дает представления о характеристиках пор, распределенных по объему исследуемого материала.
В последние годы активно разрабатываются аппаратура и методы неразрушающего акустического контроля для определения параметров структуры и физико-механических характеристик конструкционных материалов. Факт зависимости коэффициента затухания ультразвука от величины пористости надежно установлен и все шире используется в инженерной практике [1, 2].
Настоящий стандарт разработан с целью обеспечения методической основы применения акустического метода для экспресс-определения газовой пористости алюминиевых литейных сплавов, как образцов, так и элементов конструкций.
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на акустический эхо-метод определения газовой пористости образцов и элементов конструкций, изготавливаемых из литейных алюминиевых сплавов (из чушек или отливок) и имеющих две плоско-параллельные поверхности в точке измерений.
Стандарт устанавливает основные требования к порядку определения усредненной по толщине материала и площади ультразвукового пучка газовой пористости с использованием объемных ультразвуковых волн, распространяющихся по толщине материала образца или элемента конструкции. Устанавливаемый стандартом метод может быть применен как при лабораторных исследованиях, так и в условиях эксплуатации технических объектов различного назначения.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 12.1.001-89 Система стандартов безопасности труда. Ультразвук. Общие требования безопасности
ГОСТ 12.1.004-91 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования
ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны
ГОСТ 12.1.019-2009* Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты
* Вероятно ошибка оригинала. Следует читать: ГОСТ Р 12.1.019-2009, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.
ГОСТ 12.2.003-91 Система стандартов безопасности труда. Оборудование производственное. Общие требования безопасности
ГОСТ 12.2.013-91* Система стандартов безопасности труда. Машины ручные электрические. Общие требования безопасности и методы испытаний
* Вероятно ошибка оригинала. Следует читать: ГОСТ 12.2.013.0-91. - Примечание изготовителя базы данных.
ГОСТ 12.3.002-75 Система стандартов безопасности труда. Процессы производственные. Общие требования безопасности
ГОСТ 32-74 Масла турбинные. Технические условия
ГОСТ 1583-93 Сплавы алюминиевые литейные. Технические условия
ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики
ГОСТ 6259-75 Реактивы. Глицерин. Технические условия
ГОСТ 17299-78 Спирт этиловый технический. Технические условия
ГОСТ 26266-90 Контроль неразрушающий. Преобразователи ультразвуковые. Общие технические требования
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 ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Обозначения и сокращения
3.1 В настоящем стандарте применены следующие обозначения.
- минимальное значение номинальной частоты используемых пьезопреобразователей, МГц;
- максимальное значение номинальной частоты используемых пьезопреобразователей, Мгц;
- число номинальных частот используемых пьезопреобразователей
- номинальные частоты используемых пьезоэлектрических преобразователей, МГц;
- амплитуды сигналов при заданном коэффициенте усиления и частоте ;
1, 2 … 5
- коэффициенты, вычисляемые по формулам3.2 В настоящем стандарте применены следующие сокращения.
ГП - газовая пористость;
ПЭП - пьезоэлектрический преобразователь;
ОК - объект контроля;
СИ - средство измерений.
4 Общие положения
4.1 Метод основан на использовании зависимости между коэффициентом затухания ультразвуковых волн и баллом ГП линейных алюминиевых сплавов.
4.2 Влияние ГП на частотную зависимость коэффициента затухания ультразвука позволяет использовать достаточно простую методологию акустических измерений, обеспечивающую возможность экспресс-определения среднего балла ГП в диапазоне от 1 до 5 баллов по ГОСТ 1583 с погрешностью не более 1 балла.
4.3 В методе применяют ручное ультразвуковое эхо-импульсное контактное прозвучивание с помощью совмещенных или раздельно-совмещенных ПЭП по ГОСТ 26266.
4.4 Оптимальный вид излучаемого сигнала - "радиоимпульс" с высокочастотным (ультразвуковым) заполнением, плавной огибающей и эффективной длительностью (на уровне 0,6 максимальной амплитуды) 2-4 периода основной частоты.
4.5 Определяемый настоящим методом балл ГП литейного алюминиевого сплава является усредненным по объему ультразвукового пучка, зависящего от поперечных размеров ПЭП и толщины ОК.
5 Требования к безопасности работ
5.1 К выполнению измерений и обработке их результатов допускают операторов, обладающих навыками эксплуатации оборудования ультразвукового контроля, умеющих пользоваться стандартами и отраслевыми нормативными и техническими документами по акустическим методам контроля, прошедших обучение работе с применяемыми СИ и аттестованных на знание правил безопасности в соответствующей отрасли промышленности.
5.2 При проведении работ по определению ГП литейных алюминиевых сплавов оператор должен руководствоваться ГОСТ 12.1.001, ГОСТ 12.2.003, ГОСТ 12.3.002 и правилами технической безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей по ГОСТ 12.1.019 и ГОСТ 12.1.038.
5.3 Работы проводят в соответствии с требованиями безопасности, указанными в инструкции по эксплуатации используемых СИ.
5.4 Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны - по ГОСТ 12.1.005.
5.5 При организации работ по определению ГП литейных алюминиевых сплавов должны быть соблюдены требования пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004.
6 Требования к средствам измерений
6.1 В качестве СИ используют установки, собранные из серийной аппаратуры, или специализированные ультразвуковые приборы (далее - приборы), сертифицированные и поверяемые в установленном порядке.
6.2 Эксплуатационные характеристики приборов должны соответствовать требованиям технических условий, паспорта и настоящего стандарта.
6.3 Для настройки приборов применяют эталонные образцы ГП, подготовленные в соответствии с требованиями ГОСТ 1583 и имеющие балл пористости от 1 до 5.
6.4 При использовании раздельно-совмещенных ПЭП последние должны удовлетворять следующим требованиям.
6.4.1 Расстояние между точками выхода ультразвукового луча излучающего ПЭП и точкой входа принимающего ультразвук ПЭП должно соответствовать однократному отражению от внутренней поверхности ОК.
6.4.2 Углы призм ПЭП должны обеспечить отсутствие трансформации типов волн при отражении от внутренней поверхности ОК.
6.5 СИ должны содержать комплект ПЭП, обеспечивающих излучение и прием продольных упругих волн в диапазоне частот от до . Выбор номинальных частот ПЭП производят следующим образом.
6.5.1 Для исследуемого материала экспериментально подбирают значения , , соответствующие максимальному и минимальному значениям затухания ультразвука в эталонных образцах.
Методы испытаний и оценки макроструктуры
Steel. Methods of tests and estimation of macrostructure
Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 19 августа 1975 г. N 2176 дата введения установлена 01.01.78
Ограничение срока действия снято по протоколу N 4-93 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 4-94)
ИЗДАНИЕ (сентябрь 2004 г.) с Изменением N 1, утвержденным в августе 1982 г. (ИУС 11-82).
Настоящий стандарт распространяется на кованые и катаные углеродистые, легированные и высоколегированные стали и устанавливает методы испытаний и эталонные шкалы для оценки макроструктуры, а также классификацию дефектов макроструктуры и изломов прутков и заготовок диаметром или толщиной от 40 мм (наименьшая сторона) до 250 мм (наибольшая сторона) поперечного сечения.
По соглашению между поставщиком и потребителем установленные настоящим стандартом методики изготовления макротемплетов и образцов на излом допускается распространять на заготовки, поковки и изделия других сечений и размеров. Оценка макроструктуры в этих случаях может проводиться по эталонам настоящего стандарта, отраслевых стандартов или технических условий. По соглашению потребителя с изготовителем стандарт может быть распространен на сталь, получаемую методом непрерывной разливки.
Необходимость проведения контроля макроструктуры, количество и место отбора проб по длине раската слитка, размеры проб после перековки, а также нормы по допускаемым дефектам и перечень недопускаемых определяются стандартами на конкретные виды металлопродукции.
В стандарте учтены требования рекомендации СЭВ по стандартизации РС 3629-72*.
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.
В части метода контроля травлением стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 2837-81.
(Измененная редакция, Изм.N 1).
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Макроструктуру металла контролируют:
протравливанием специально подготовленных образцов в растворах кислот.
Метод основан на различии в травимости бездефектного металла и участков с наличием пор, ликвации, неоднородности структуры и других дефектов;
изломом специально подготовленных (в том числе дополнительно термически обработанных) образцов.
Метод основан на различном разрушении участков металла с пористостью, флокенами, перегревом, сколами и без них.
Контроль качества металла по излому проводят:
взамен контроля протравленных образцов, если это предусмотрено стандартами на металлопродукцию;
дополнительно к контролю протравленных образцов для проверки классификации макродефектов, а также в исследовательских целях.
1.2. Макроструктуру углеродистой (с содержанием углерода до 0,3%) конструкционной стали по излому не контролируют.
1.3. Оценку макротемплетов и изломов прводят осмотром невооруженным глазом. Для уточнения классификации дефектов допускается применять двух-, четырехкратное увеличение.
2. ОТБОР ПРОБ И ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОБРАЗЦОВ
2.1. Макроструктуру металла контролируют по одному из следующих вариантов.
2.1.1. Прутки и заготовки размером до 140 мм в полном поперечном сечении.
2.1.2. Прутки и заготовки размером свыше 140 мм на перекованных или перекатанных пробах, если стандартами или техническими условиями не оговорена необходимость контроля в полном сечении - до 250 мм.
2.2. Количество проб и место отбора их по длине и сечению раската слитка (литой заготовки) указываются в стандартах и технических условиях на конкретные виды металлопродукции.
При отсутствии таких указаний пробы для контроля отбирают (на заводах-поставщиках металла) от заготовок, соответствующих наиболее загрязненным частям слитка.
Маркировка на пробах и вырезаемых из них образцах должна соответствовать маркировке контролируемых заготовок.
а) при разливке металла сверху контролировать заготовки от первого и последнего слитков по времени разливки; при разливке сифоном - заготовки от одного слитка первого и последнего сифона; при отсутствии клейма - заготовки любых слитков;
б) металл вакуумно-индукционной выплавки (ВИ) контролировать по одной пробе от подприбыльной части каждого слитка;
металл вакуумно-дугового (ВД), электронно-лучевого (ЭЛ), плазменно-дугового (ПДП) и электрошлакового (Ш) переплавов - на пробах от заготовок, соответствующих верхней и нижней частям одного или двух слитков от партии-плавки;
в) металл после двойных переплавов: вакуумно-индукционный + вакуумно-дуговой (ИД), электрошлаковый + вакуумно-дуговой (ШД) и других контролировать в соответствии с рекомендациями, указанными для последнего способа переплава.
2.3. При контроле плавок, разделенных по размерам на несколько партий, пробы отбирают от заготовок с максимальным сечением. Положительные результаты контроля могут быть распространены на все партии данной плавки меньшего размера, а также на заготовки, поперечные размеры которых превышают контролируемые не более чем на 20 мм.
2.4. Пробы для контроля на флокены отбирают от любых заготовок после окончания полного цикла режима охлаждения или термической обработки каждой партии-плавки. При одинаковых условиях охлаждения заготовок разных сечений пробы отрезают от партии заготовок максимального сечения в данной плавке. Вырезку проб и темплетов поперек волокна проводят пилами или автогеном на расстоянии не менее одного диаметра (стороны квадрата) от края заготовки.
В случаях, не допускающих автогенного реза (оговоренных стандартами или техническими условиями), отрезают пробу сразу же после прокатки или ковки, в горячем состоянии. Длина пробы должна быть не менее четырех диаметров (сторон квадрата). Охлаждение и термическую обработку пробы производят вместе с металлом контролируемой партии-плавки. Темплеты вырезают из середины этой пробы.
Контроль металла на флокены допускается проводить:
по продольным темплетам или продольным изломам. В последнем случае поперечные темплеты следует надрезать, закаливать в воде и разламывать;
методом ультразвуковой дефектоскопии.
2.5. Вырезку образцов для контроля макроструктуры производят при соблюдении требований и рекомендаций, указанных ниже.
2.5.1. Темплеты должны быть вырезаны с таким расчетом, чтобы контролируемое сечение находилось на расстоянии, исключающем влияние условий резки: нагрев от резки, смятие от пресса, пилы и т. д.
2.5.2. При испытании металла на перекованных пробах от контролируемой заготовки отрезают кусок длиной не менее одного диаметра (или стороны квадрата) и перековывают на размер 90-140 мм, если стандартами не оговорены другие размеры. Темплеты для контроля следует вырезать из средней части длины кованой пробы.
2.5.3. Темплеты вырезают перпендикулярно к направлению прокатки или ковки через все сечение заготовки, а при контроле макроструктуры и флокенов на продольных образцах - параллельно направлению прокатки, ковки. В последнем случае плоскость будущего шлифа должна совпадать или быть близкой к осевой плоскости контролируемой заготовки.
Длина продольных темплетов должна быть 100-150 мм.
2.5.4. Рекомендуемая высота поперечных темплетов должна быть 15-40 мм.
2.5.5. При необходимости образцы от заготовок большого сечения (более квадрата 200 мм и слябы) допускается разрезать на части при условии сохранения осевой зоны (черт.1). Травить и оценивать необходимо все части образца.
2.6. Поверхность темплетов перед травлением необходимо подвергать холодной механической обработке: торцеванию, строганию, шлифованию. После обработки поверхность должна быть ровной и гладкой, без поверхностного наклепа и прижога металла. При арбитражных испытаниях шероховатость поверхности обрабатываемых темплетов должна быть не более 20 мкм по ГОСТ 2789-73.
2.7. Шлифование темплетов производят при твердости металла не более НВ 388 (диаметр отпечатка - не менее 3,1 мм). При контроле стали с большой структурной неоднородностью, а также поставляемой с повышенной твердостью необходимо производить смягчающую термическую обработку проб или темплетов.
2.8. Контроль по излому проводят на образцах с поперечным или продольным направлением волокна. При замене контроля на протравленных образцах контролем по излому применяют образцы с поперечным направлением волокна; при контроле по излому, дополнительно к контролю макроструктуры, применяют образцы с продольным направлением волокна.
2.8.1. Для контроля по излому поперек волокна заготовки в состоянии поставки (или образцы от них) надрезают по одной из приведенных на черт.2 схем.
а - надрез по периметру
б - двусторонний надрез
в - односторонний надрез
Площадь излома должна составлять не менее площади сечения заготовки. Поломка образца или заготовки должна производиться с максимальной скоростью и большой сосредоточенной нагрузкой, исключающими смятие поверхности излома и образование ложных расщеплений.
2.8.2. Для контроля по излому вдоль волокна отрезают специальные образцы или используют темплеты после травления и контроля макроструктуры. Надрез темплетов для поломки производят по осевой линии или через дефектное место, но с обратной стороны по отношению к плоскости макрошлифа. Глубина и форма надреза должны гарантировать прямолинейный излом (без смятия) и достаточную высоту его: не менее 10 мм - для заготовок размером 80 мм и более и 5 мм - для размеров менее 80 мм. Для обнаружения очень мелких дефектов темплеты нагревают до температуры не ниже предусмотренной стандартами или техническими условиями для термической обработки образцов при испытании механических свойств или твердости и закаливают в воде.
3. ОБОРУДОВАНИЕ, РЕАКТИВЫ И РЕЖИМЫ ТРАВЛЕНИЯ ТЕМПЛЕТОВ
3.1. Для травления темплетов следует применять ванны, сосуды, изготовленные из материалов, не вступающих в реакцию с применяемыми травильными растворами.
3.2. Перед травлением темплеты необходимо очистить от грязи и, если требуется, обезжирить.
Образцы в травильных ваннах не должны соприкасаться контролируемыми плоскостями друг с другом и со стенками ванны. Количество травильного раствора должно обеспечивать небольшое снижение концентрации кислоты за время травления.
Количество раствора должно быть, см (ориентировочно):
100 - на 10 см площади темплета;
500 - на 100 см площади темплета;
2000 - на 1000 см площади темплета.
Образцы перед травлением рекомендуется подогревать до 60°С-80°С, т.е. до температуры раствора.
3.3. Рекомендуемые реактивы и режимы травления указаны в приложении 1. Допускается применять другие реактивы при условии получения идентичных результатов травления.
Применяемые реактивы должны быть чистыми, светлыми, без взвешенных частиц и пены.
Условия травления должны исключать возникновение ложных дефектов.
3.4. При использовании больших ванн допускается одновременно травить образцы от марок, близких по химическому составу.
Время травления должно быть более продолжительным (в пределах, рекомендованных в приложении 1):
1. МЕТОД ОТБОРА ОБРАЗЦОВ
1.1. Метод отбора образцов - по ГОСТ 26450.0-85.
2. ОБОРУДОВАНИЕ, ИНСТРУМЕНТЫ И РЕАКТИВЫ
2.1. Оборудование, инструменты и реактивы - по ГОСТ 26450.0-85 со следующим дополнением:
устройство для насыщения образцов (чертеж), конструкция которого предусматривает:
Принципиальная схема устройства для насыщения образцов
1 - сосуд для насыщающей жидкости; 2 - запорный кран; 3 - емкость для насыщения образцов; 4 - трехходовой кран; 5 - ловушка для предотвращения попадания жидкости в вакуумный насос; 6 - вакуумметр; 7 - вакуумный насос; 8 - запорный кран вакуум-насоса и заполнения системы атмосферным воздухом
возможность раздельного вакуумирования сухих образцов и насыщающей жидкости;
герметичность (при отсутствии следов жидкости установка должна быть герметична при остаточном давлении 2,0-10 -4 МПа);
регулируемую подачу вакуумированной жидкости на дно сосуда с образцами для заполнения его снизу вверх;
одновременное насыщение не менее 25-30 образцов массой менее 60 г или 3-5 образцов массой менее 800 г;
возможность визуального контроля образцов и жидкости при вакуумировании и заполнении сосуда с образцами;
возможность медленного приведения давления в установке к атмосферному при выключенном источнике вакуумирования.
2.2. В качестве рабочей жидкости применяют керосин, дистиллированную воду или модель пластовой воды. В ведомости результатов указывают насыщающую жидкость.
2.2.1. Рабочая жидкость не должна:
вызывать набухания породы, отслаивания частиц, деформации образца;
вступать с веществом породы в химическое взаимодействие;
3. ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ
3.1. Образцы правильной формы изготавливают из куска керна путем его бурения, обрезки, обточки и шлифовки; неправильной формы - путем откалывания, отпиливания и подшлифовки острых углов. Слабосцементированные сыпучие образцы укрепляют тонким слоем клея, оставляя участки поверхности для прохождения насыщающей жидкости.
3.2. Керосин очищают от смол дву-, трехкратной фильтрацией его через силикагель марки АСК, в адсорбционных колонках или делительных воронках, заполненных на 2/3 объема силикагелем. Кроме того, керосин может быть очищен перегонкой или с помощью бентонитовой глины. Плотность керосина определяют с погрешностью до 0,01 г/см 3 .
3.3. Модель пластовой воды приготавливают путем растворения в дистиллированной воде солей, преобладающих в составе пластовой воды. Качественный и количественный солевой состав рассчитывают на основании химического анализа пластовой воды.
4. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА
4.1. Для определения коэффициента открытой пористости образцы высушивают в сушильном шкафу при температуре (105±2) °С до постоянной массы M 1 с погрешностью до 0,001 г - для образцов массой менее 20 г и с погрешностью до 0,01 г - для образцов массой более 20 г. При сушке образцов в термовакуумных шкафах температура сушки (70±2) °С, что рекомендуется для сильноглинистых пород.
4.2. Перед взвешиванием образцы охлаждают в эксикаторах над прокаленным хлористым кальцием или высокодисперсным силикагелем. В этих же эксикаторах образцы хранятся до насыщения рабочей жидкостью.
4.3. Насыщение образцов рабочей жидкостью проводят следующим образом.
4.3.1. Сухие взвешенные образцы устанавливают в кристаллизатор в один ряд и помещают в емкость 3 устройства для насыщения (см. чертеж).
4.3.2. В сосуд 1 заливают рабочую жидкость.
4.3.3. Вакуумируют раздельно образцы и рабочую жидкость. Жидкость вакуумируют до прекращения интенсивного выделения пузырьков газа. Время вакуумирования образцов выбирают в соответствии с рекомендуемым приложением 1.
4.3.4. По истечении времени вакуумирования перекрывают кран вакуум-насоса 8 и производят слив небольшого количества отвакуумированной жидкости через кран 2 таким образом, чтобы слой жидкости покрыл дно кристаллизатора на высоту 1,0 см для создания условий капиллярной пропитки.
4.3.5. Поднимают ступенями уровень жидкости по мере повышения уровня капиллярной пропитки. При повышении остаточного давления в системе включают на непродолжительное время вакуум-насос.
4.3.6. По окончании капиллярной пропитки поднимают уровень жидкости на высоту не менее 1,0 см над поверхностью образцов и вакуумируют до прекращения интенсивного выделения пузырьков газа.
4.3.7. Выключают вакуум-насос, медленно открывают кран 8 и извлекают кристаллизатор с образцами.
4.3.8. Оставляют образцы в жидкости для донасыщения при атмосферном давлении либо помещают в аппарат высокого давления и донасыщают при давлении 5,0-15,0 МПа. Время донасыщения образцов выбирают в соответствии с рекомендуемым приложением 1. После этого контролируют массу насыщенного образца взвешиванием в воздухе до получения постоянного значения (проводят контрольные взвешивания 2-3 образцов из партии).
4.3.9. При донасыщении образцов и при всех последующих операциях образцы выдерживают под уровнем жидкости, чтобы не было контакта их с атмосферой. Кристаллизатор закрывают крышкой. Если образцы насыщают моделью пластовой воды, кристаллизатор с образцами помещают в эксикатор для предотвращения испарения воды и, как следствие, изменения минерализации жидкости.
4.4. Взвешивание насыщенных образцов проводят с погрешностью до 0,001 г - для образцов с массой менее 20 г и с погрешностью до 0,01 г - для образцов с массой более 20 г.
4.4.1. После окончания процесса насыщения и донасыщения образцы взвешивают гидростатически, определяя массу образца, погруженного в жидкость – M 2 . Для этого над левой чашкой весов помещают мостик, на который ставят стакан с отвакуумированной рабочей жидкостью, которой насыщены образцы. Из кристаллизатора, где находятся насыщенные образцы, извлекают образец и помещают его в корзинку из тонкой проволоки или петлю из лески, которую подвешивают к дужке левой чашки весов. Образец при этом должен быть погружен в стакан с жидкостью под уровень последней и не должен касаться стенок и дна стакана в момент взвешивания. Уровень жидкости в стакане в момент достижения равновесия должен быть приведен к одной и той же отметке для всех образцов. Определяют массу образца, помещенного в жидкость с подвеской - ( M 2 +а). Образец помещают обратно в кристаллизатор под уровень жидкости. По окончании гидростатического взвешивания каждой партии образцов определяют гидростатическую массу подвески (корзинки, лески) - а.
4.4.2. После завершения гидростатического взвешивания всей партии, проводят взвешивание насыщенных образцов в воздухе. Для этого образец вынимают из кристаллизатора и удаляют избыток жидкости с его поверхности. Эту операцию проводят с помощью смоченной в этой же жидкости фильтровальной бумаги или обкатывают образец на стекле, пока поверхность образца не потеряет блеск и не станет матовой. Определяют массу насыщенного жидкостью образца в воздухе - M 3 .
5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
5.1. Результаты взвешивания, определения плотности рабочей жидкости и вычисление открытой пористости записывают в журнал или специальную перфокарту в соответствии с рекомендуемым приложением 2.
5.2. Коэффициент открытой пористости (Кп) в процентах вычисляют по формуле
где M 1 - масса сухого образца горной породы, г;
M 2 - масса насыщенного жидкостью образца горной породы в насыщающей жидкости, г;
M 3 - масса насыщенного жидкостью образца горной породы в воздухе, г.
5.3. При определении коэффициента открытой пористости жидконасыщением вычисляют по результатам взвешивания образца объемную плотность (δп), г/см 3 , по формуле
где δж - плотность рабочей жидкости, г/см 3
и кажущуюся минералогическую плотность (δк.м.п.), г/см 3 , по формуле:
5.4. Допустимые погрешности определения коэффициента открытой пористости методом жидкостенасыщения не должны превышать максимальные погрешности, расчет которых приведен в справочном приложении 3.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Рекомендуемое
Таблица рекомендуемых режимов насыщения образцов для определения коэффициента открытой пористости жидкостенасыщением
Читайте также: