Ударная вязкость металлов при отрицательной температуре

Обновлено: 02.07.2024

При создании высокотвердых, прочных материалов необходимо учитывать такое их свойство как вязкость или сопротивление хрупкому разрушению, определяющее способность материала пластически деформироваться в условиях динамических нагрузок.

Хрупкий тип разрушения — самый опасный, так как трещина возникает мгновенно, в течение долей секунды, быстро растет, превращаясь в так называемую магистральную трещину. В случае линий трубопровода магистральная трещина может пройти вдоль нескольких труб за считанные секунды.

Особое внимание на возможность сталей сопротивляться хрупкому разрушению уделяют при расчете металлоконструкций, предназначенных для эксплуатации в условиях северных широт, так как низкие температуры способствуют охрупчиванию металла. В ходе инженерных расчетов используют такой критерий, как ударная вязкость, которая количественно описывает сопротивление материала хрупкому разрушению.

Ударная вязкость

Ударная вязкость показывает, сколько нужно энергии (работы) для разрушения образца заданного поперечного сечения. Испытание для определения ударной вязкости относится к динамическим и осуществляется с помощью маятникового копра. Принцип действия заключается в падении бойка с определенной высоты на испытываемый стандартный образец металла. После чего, основываясь на разнице энергий бойка до и после удара, определяется работа, потраченная на разрушение образца. Чтобы полученные на разных образцах значения можно было сравнивать, их приводят к площади сечения испытываемого образца.

Образцы для испытаний стандартизованы и имеют вид стержня с квадратным сечением площадью 1 см2. В середине образца на одной из сторон наносят искусственный концентратор напряжений, имеющий три варианта исполнения:

в форме буквы U;
в форме буквы V;
в виде усталостной трещины.

При испытаниях на ударную вязкость оценивают также поверхность разрушения образца и определяют соотношения доли вязкой и хрупкой составляющей в изломе. Такой анализ выполняется либо визуально, либо с применением цифровых методов текстурного анализа, реализованных в анализаторе изображений Thixomet.

Если металл после испытания на ударную вязкость при нормальных климатических условиях показывает хрупкий излом, то его эксплуатация при пониженных температурах недопустима.

Критическая температура хрупкости

Как уже отмечалось выше, температура окружающей среды и, соответственно, самого металла, оказывает существенное влияние на его сопротивление хрупкому разрушению. Это явление называется хладноломкостью, и обусловлено переходом металла из вязкого состояния в хрупкое при снижении температуры.

Температура момента такого перехода называется критической температурой хрупкости Tхр (порог хладноломкости) и соответствует наличию в изломе образца равных долей вязкой и хрупкой составляющей. Для определения Tхр материала проводят серию испытаний на ударную вязкость при температурах от +20 до -70°С.

На основании полученных результатов строят график зависимости доли вязкой составляющей от температуры. Точка перегиба на получившейся кривой соответствует критической температуре хрупко-вязкого перехода Тхр. Чем выше ее значение, тем выше склонность металла к хрупкому разрушению.

Почему металлы имеют различную хрупкость?

Помимо низких температур и высокой скорости нагружения к хрупкому разрушению могут приводить следующие факторы:

1. МЕТОД ОТБОРА ОБРАЗЦОВ

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

(Измененная редакция, Изм. № 2).

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 типа 4, 14, 18 проводят по требованию потребителя для изделий специального назначения.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

1.2. Места вырезки заготовки для изготовления образцов, ориентация оси концентратора, технология вырезки заготовок и изготовления образцов - по ГОСТ 7564-97 для черных металлов, если иное не предусмотрено в нормативно-технической документации на конкретную 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.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

( Поправка, ИУС 4-2008).

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

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.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

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.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

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.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

2. АППАРАТУРА И МАТЕРИАЛЫ

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

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

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

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

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. № 1, 2).

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.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

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

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

(Измененная редакция, Изм. № 2).

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

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

±8 °С - » » » свыше 600 °С.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

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

2.7. Штангенциркули должны соответствовать требованиям ГОСТ 166-80. Допускается применять и другие измерительные средства, обеспечивающие измерение с погрешностью, не превышающей указанной в п. 1.1 .

(Измененная редакция, Изм. № 2).

Опоры и нож маятника

(Измененная редакция, Изм. № 2).

3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

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

Для маятниковых копров с цифровыми отсчетными устройствами указатель работы в исходном положении должен показывать «нуль» при допускаемом отклонении в пределах ширины штриха шкалы по ГОСТ 8.264-77.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

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

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

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

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

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

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

(Измененная редакция, Изм. № 1).

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

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

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

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

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

(Измененная редакция, Изм. № 2).

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

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

(Измененная редакция, Изм. № 2).

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

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

(Измененная редакция, Изм. № 1).

5.3. Ударную вязкость обозначают сочетанием буки и цифр.

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

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

(Измененная редакция, Изм. № 1).

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

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

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

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

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

(Измененная редакция, Изм. № 1).

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

где К - работа удара, Дж (кгс × м);

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

S _о = H ₁ B ,

где Н₁ - начальная высота рабочей части образца, см;

В - начальная ширина образца, м (см).

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

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

Для образцов с концентратором вида Т значение H ¢ ₁ определяют как разность между полной высотой Н, измеренной до испытания с погрешностью не более ± 0,05 мм ( ± 0,005 см) и расчетной глубиной концентратора h_p , измеренной с помощью любых оптических средств с увеличением не менее 7 на поверхности, излома образца после его испытания по схеме, приведенной на черт. 5, с погрешностью не более ± 0,05 мм ( ± 0,005 см).

(Измененная редакция, Изм. № 2).

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

(Измененная редакция, Изм. № 1).

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

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

(Измененная редакция, Изм. № 2).

5.7. При замене образца причину указывают в протоколе испытания.

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

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

1. МЕТОД ОТБОРА ОБРАЗЦОВ

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

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

Область применения образцов указана в приложении 1.

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

(Измененная редакция, Изм. № 2).

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

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

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

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

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

2. АППАРАТУРА И МАТЕРИАЛЫ

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

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

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

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

(Измененная редакция, Изм. № 2).

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

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

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

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

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

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

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

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

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

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

3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

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

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

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

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

Опоры и нож маятника

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

(Измененная редакция, Изм. № 1).

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

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

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

(Измененная редакция, Изм. № 2).

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

(Измененная редакция, Изм. № 2).

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

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

(Измененная редакция, Изм. № 1).

5.3. Ударную вязкость обозначают сочетанием букв и цифр.

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

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

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

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

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

(Измененная редакция, Изм. № 1).

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

где К - работа удара, Дж (кгс × м);

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

где - начальная высота рабочей части образца, см;

В - начальная ширина образца, см.

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

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

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

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

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

(Измененная редакция, Изм. № 1).

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

(Измененная редакция, Изм. № 2).

5.7. При замене образца причину указывают в протоколе испытания.

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

Ударная вязкость металлов при отрицательной температуре

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

Метод испытания на ударный изгиб при температурах от минус 100 до минус 269 °С

Metals. Method for testing the impact strength at temperature from -100 up to -269 °C

Дата введения 1979-01-01

1. РАЗРАБОТАН Центральным научно-исследовательским институтом черной металлургии им. И.П.Бардина (ЦНИИЧМ), Центральным научно-исследовательским институтом машиностроения (ЦНИИМАШ), Центральным научно-исследовательским институтом материаловедения (ЦНИИМВ), Институтом проблем прочности АН УССР (ИПП АН УССР), Государственным институтом прикладной химии (ГИПХ), Всесоюзным научно-исследовательским институтом криогенного машиностроения (ВНИИКРИОГЕНМАШ)

ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 16.12.77 N 2919

3. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на которые дана ссылка

Номер раздела, пункта

4. Ограничение срока действия снято по протоколу N 7-95 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11-95)

5. ИЗДАНИЕ (май 2001 г.) с Изменением N 1, утвержденным в апреле 1988 г. (ИУС 7-88)

Настоящий стандарт распространяется на металлы и сплавы и изделия из них и устанавливает метод испытания на ударный изгиб образцов при температурах от минус 100 до минус 269 °C.

При испытании определяются следующие характеристики:

работа , затрачиваемая на разрушение образца;

ударная вязкость , равная отношению величины работы удара к начальной площади поперечного сечения образца в месте удара;

процент вязкой составляющей в изломе образца, разрушенного при ударном изгибе.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1. МЕТОД ОТБОРА ОБРАЗЦОВ

1.1. Метод отбора образцов и их размеры должны соответствовать требованиям ГОСТ 9454.

Допускается применение образцов других размеров.

Требования к размерам образцов устанавливают в нормативно-технической документации на конкретные виды продукции.

1.2. Вырезка заготовок для образцов из сварных соединений, изготовление образцов, выбор места нанесения надреза должны быть приведены в нормативно-технической документации на конкретную продукцию.

1.1, 1.2. (Измененная редакция, Изм. N 1).

2. ОБОРУДОВАНИЕ

Для испытания на ударный изгиб при температуре до минус 253 °С применяют маятниковые копры по ГОСТ 10708, а для испытания при минус 269 °С - специальные копры.

Схема копра приведена в приложении 1.

Копры рекомендуется оснащать датчиками для измерения динамической нагрузки и прогиба образца и регистрирующей аппаратурой для автоматической записи диаграмм деформации (см. приложение 2).

При испытании в интервале температур от минус 100 до минус 196 °С копры должны быть оснащены шаблонами для установки надреза образца в середине пролета маятника; при испытаниях при температуре минус 253 °С должен использоваться торцовый ограничитель, который не должен мешать деформированию образца.

Проверка технического состояния копра должна проводиться по НТД или другой технической документации, утвержденной в установленном порядке.

Для измерения температуры образцов должны использоваться приборы, обеспечивающие погрешность измерений ±1 °С.

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».

1. МЕТОД ОТБОРА ОБРАЗЦОВ

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

Область применения образцов указана в приложении 1.

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

(Измененная редакция, Изм. № 2).

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

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

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

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

2. АППАРАТУРА И МАТЕРИАЛЫ

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

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

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

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

(Измененная редакция, Изм. № 2).

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

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

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

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

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

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

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

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

3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

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

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

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

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

Опоры и нож маятника

(Измененная редакция, Изм. № 1).

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

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

(Измененная редакция, Изм. № 2).

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

(Измененная редакция, Изм. № 2).

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

(Измененная редакция, Изм. № 1).

5.3. Ударную вязкость обозначают сочетанием букв и цифр.

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

(Измененная редакция, Изм. № 1).

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

где К - работа удара, Дж (кгс × м);

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

где - начальная высота рабочей части образца, см;

В - начальная ширина образца, см.

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

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

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

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

(Измененная редакция, Изм. № 1).

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

(Измененная редакция, Изм. № 2).

Читайте также: