Здавалка
Главная | Обратная связь

ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ



4.1. Предел пропорциональности sпц определяют:

с помощью тензометров (расчетный способ);

графическим способом по начальному участку диаграммы, записанной от электрических силоизмерителя и измерителя деформации.

Тензометр или измеритель деформации устанавливают на образец после приложения к нему начального усилия P0, соответствующего напряжению, равному 5 - 10 % от предполагаемого предела пропорциональности sпц.

4.1.1. При определении предела пропорциональности sпц расчетным способом после установки тензометра проводят нагружение образца равными ступенями до усилия, соответствующего напряжению, равному 70 - 80 % от предполагаемого предела пропорциональности sпц. Число ступеней усилия должно быть не менее 4. Время выдержки на каждой ступени до 5 - 7 с.

Дальнейшее нагружение проводят более мелкими ступенями. Когда приращение удлинения для малой ступени нагружения превысит среднее значение приращения удлинения (при той же ступени усилия) дальнейшее нагружение прекращают. Определяют среднюю величину приращения удлинения на малую ступень нагружения. Найденную величину увеличивают в соответствии с принятым допуском. Определяют усилие Рпц, соответствующее подсчитанному значению приращения удлинения.

Допускается применение метода линейной интерполяции для уточнения значения Рпц.

4.1.2. Определение предела пропорциональности sпц графическим способом проводится по начальному участку диаграммы растяжения, записанной от электрических силоизмерителя и измерителя деформации. Удлинение определяется на участке, равном базе измерителя деформации. Масштаб по оси удлинения должен быть не менее 100:1 при базе измерителя деформации 50 мм и более и не менее 200:1 при базе измерителя менее 50 мм; по оси усилия 1 мм диаграммы должен соответствовать не более 10 Н/мм2 (1,0 кгс/мм2).

Из начала координат (черт. 1) проводят прямую, совпадающую с начальным линейным участком диаграммы растяжения. Затем на произвольном уровне проводят прямую АВ, параллельную оси абсцисс, и на этой прямой откладывают отрезок kn, равный половине отрезка mk. Через точку п и начало координат проводят прямую On и параллельно ей проводят касательную CD к диаграмме растяжения. Точка касания определяет искомое усилие Рпц.

4.1.3. Предел пропорциональности (sпц), Н/мм2 (кгс/мм2), вычисляют по формуле

sпц = .

Пример определения предела пропорциональности sпц расчетным способом приведен в приложении 4.

Черт. 1

4.1 - 4.1.3.(Измененная редакция, Изм. № 2).

4.2 - 4.2.4.(Исключены, Изм. № 2).

4.3. Модуль упругости Е определяют:

с помощью тензометра (расчетный способ);

графическим способом по начальному участку диаграммы растяжения, записанной от электрических силоизмерителя и измерителя деформации.

Тензометр или измеритель деформации устанавливают на образец после приложения к нему начального усилия Р0 соответствующего напряжению, равному 10 - 15 % от предполагаемого предела пропорциональности sпц.

4.3.1. После установки тензометра проводят нагружение образца равными ступенями до усилия, соответствующего напряжению, равному 70 - 80 % от предполагаемого предела пропорциональности sпц. Величина ступени нагружения должна составлять 5 - 10 % от предполагаемого предела пропорциональности sпц. По результатам испытаний определяют среднюю величину приращения удлинения образца Dlср, мм, на ступень нагружения DP, Н (кгс).

4.3.2. При определении модуля упругости графическим способом образец нагружают до усилия, соответствующего напряжению, равному 70 - 80 % от предполагаемого предела пропорциональности sпц. Масштаб по оси удлинения должен быть не менее 100:1 при базе измерителя деформации 50 мм и более, и не менее 200:1 при базе измерителя менее 50 мм; по оси усилия 1 мм диаграммы должен соответствовать не более 10 Н/мм2 (1,0 кгс/мм2).

4.3.3. Модуль упругости (Е), Н/мм2 (кгс/мм2), вычисляют по формуле

Е = .

Пример определения модуля упругости Е расчетным способом приведен в приложении 6.

4.4. Пределы текучести физический sт, верхний sтв и нижний sтн определяют по диаграмме растяжения, полученной на испытательной машине при условии, что масштаб диаграммы по оси усилия будет таким, что 1 мм соответствует напряжению не более 10 Н/мм2.

При контрольно-сдаточных испытаниях физический предел текучести sт допускается определять по явно выраженной остановке стрелки или цифрового индикатора силоизмерительного устройства испытательной машины.

При разногласиях в оценке качества металлопродукции физический предел текучести sт определяют по диаграмме растяжения.

Примеры определения усилий, соответствующих пределам текучести sт, sтв и sтн, для наиболее характерных видов диаграмм растяжения, приведены в приложении 7.

При определении верхнего предела текучести sтв скорость нагружения должна устанавливаться в пределах, приведенных в табл. 1б, если не имеется других указаний в НТД на металлопродукцию.

Таблица 1б

Модуль упругости Е,Н/мм2 Скорость нагружения, Н/(мм2 с)
минимальная максимальная
Е £ 1,5´105 (для цветных металлов)
Е > 1,5´105 (для цветных и черных металлов)

Скорость нагружения должна быть установлена в области упругости и поддерживаться по возможности достоянной, пока не будет достигнут верхний предел текучести sтв.

При определении физического sт, и нижнего sтн пределов текучести скорость относительной деформации рабочей части образца на стадии текучести должна быть в пределах от 0,00025 до 0,0025 с-1, если в НТД на металлопродукцию не имеется других указаний. Скорость относительной деформации должна поддерживаться по возможности постоянной.

Если скорость относительной деформации на стадии текучести не может быть обеспечена непосредственным регулированием испытательной машины, то испытание следует проводить, задавая скорость нагружения в области упругости. Скорость нагружения перед достижением стадии текучести должна быть в пределах, указанных в табл. 1б. При этом управление машиной не должно изменяться до конца стадии текучести.

4.5. Предел текучести условный с допуском на величину пластической деформации при нагружении s0,2 (или с иным установленным допуском) определяют по диаграмме, полученной на испытательной машине или с помощью специальных устройств.

При разногласиях в оценке качества металлопродукции определение предела текучести условного производится по диаграмме растяжения, полученной с применением тензометра.

Примечание. Условный предел текучести с допуском на величину пластической деформации при нагружении s0,2 (или с иным установленным допуском) может быть определен без построения диаграммы растяжения с помощью специальных приборов (микропроцессоров и др.)

4.5.1. Для определения предела текучести условного s0,2 (или с иным установленным допуском) по диаграмме растяжения вычисляют величину пластической деформации с учетом установленного допуска, исходя из длины рабочей части образца l или начальной расчетной длины по тензометру le. Найденную величину увеличивают пропорционально масштабу диаграммы и отрезок полученной длины ОЕ откладывают по оси удлинения от точки О (черт. 3). Из точки Е проводят прямую, параллельную ОА. Точка пересечения прямой с диаграммой соответствует усилию предела текучести условного при установленном допуске на величину пластической деформации. Масштаб диаграммы по оси удлинения должен быть не менее 50:1. При отсутствии испытательных машин с диаграммами указанного масштаба и возможности их получения с помощью специальных устройств допускается, за исключением случаев разногласий в оценке качества металлопродукции, использовать диаграммы с масштабом по оси удлинения не менее 10:1 при применении образцов с рабочей длиной не менее 50 мм.

4.5.2. Если прямолинейный участок диаграммы растяжения выражен нечетко, то рекомендуется следующий способ определения предела текучести условного s0,2 (или с иным установленным допуском) - черт. 3а.

После того как ожидаемый условный предел текучести будет превышен, усилие на образец снижают до величины, составляющей примерно 10 % от достигнутого. Далее производят новое нагружение образца до тех пор, пока величина приложенного усилия не превысит первоначальную.

Черт. 3*

Черт 3а.

Для определения усилия на диаграмме проводят прямую вдоль петли гистерезиса. Далее проводят параллельно ей линию, расстояние от начала которой до точки О диаграммы, отложенное по оси удлинения, соответствует допуску на величину пластической деформации.

Величина усилия, соответствующая точке пересечения этой линии с диаграммой растяжения, соответствует усилию условного предела текучести при установленном допуске на величину пластической деформации.

4.5.3. При определении предела текучести условного s0,2 (или с иным установленным допуском) скорость нагружения должна соответствовать указанной в табл. 1б, если в НТД на металлопродукцию не имеется других указаний.

4.5.4. Предел текучести условный (s0,2), Н/мм2 (кгс/мм2), вычисляют по формуле

s0,2 = .

Предел текучести условный s0,2 (или с иным установленным допуском) определяют только при отсутствии площадки текучести, если не имеется иных указаний в нормативно-технической документации на металлопродукцию.

4.6. При наличии указаний в НТД на металлопродукцию производится определение условного предела текучести с допуском на величину полной деформации sп и условного предела текучести sр, определяемого методом последовательного нагружения и разгружения образца.

4.6.1. Предел текучести условный с допуском на величину полной деформации sп определяют по диаграмме растяжения (черт. 3б).

Для определения указанного предела текучести на диаграмме растяжения проводят прямую, параллельную оси ординат (оси усилий) и отстоящую от нее на расстоянии, равном допуску на величину полной деформации с учетом масштаба диаграммы. Точка пересечения этой прямой с диаграммой растяжения соответствует усилию при пределе текучести условном sп.

Значение sп вычисляют путем деления величины полученного усилия на начальную площадь поперечного сечения образца F0.

Примечание. Данная характеристика может быть определена и без построения диаграммы растяжения с помощью специальных приборов (микропроцессоров и др.).

При определении предела текучести условного sп скорость нагружения должна соответствовать требованиям п. 4.5.3.

4.6.2. Для определения предела текучести условного sр, определяемого методом последовательного нагружения и разгружения, на образец после его установки в захваты испытательной машины и приложения к нему начального напряжения s0, составляющего не более 10 % от ожидаемого предела текучести условного sр, устанавливают тензометр. Затем образец нагружают до напряжения s = 2s0 и после выдержки в течение 10 - 12 с разгружают до начального напряжения s0. Начиная с усилия, составляемого 70 - 80 % от ожидаемого предела текучести условного sр, образец нагружают последовательно возрастающим усилием с измерением каждый раз остаточного удлинения после разгрузки до начального напряжения s0.

Испытание прекращают, когда остаточное удлинение превысит заданную величину. За усилие, соответствующее пределу текучести условному sр, принимают то усилие, при котором удлинение достигает заданной величины. Если необходимо уточнить численное значение определяемой характеристики, допускается использование линейной интерполяции.

4.3 - 4.6.2.(Измененная редакция, Изм. № 2).

4.6.3.(Исключен, Изм. № 2).

4.7. Для определения временного сопротивления sв образец подвергают растяжению под действием плавно возрастающего усилия до разрушения.

Наибольшее усилие, предшествующее разрушению образца, принимается за усилие Рmax, соответствующее временному сопротивлению.

4.7.1. При определении временного сопротивления sв скорость деформирования должна быть не более 0,5 от начальной расчетной длины образца l0, выраженной в мм/мин.

Черт. 3б.

4.7.2. Временное сопротивление (sв), Н/мм2 (кгс/мм2), вычисляют по формуле

sв = .

4.7 - 4.7.2.(Измененная редакция, Изм. № 2).

4.8. Определение относительного равномерного удлинения проводят на образцах с начальной расчетной длиной l0 не менее l0 = 11,3 . Относительное равномерное удлинение dр определяют на большей части разрушенного образца на расчетном участке А¢В¢(черт. 4), отстоящем на расстоянии не менее чем 2d0 или 2b0 от места разрыва. Конечная длина расчетного участка lкр должна быть не менее 2d или 1,5b0. Начальную длину расчетного участка lнп определяют по количеству меток на расчетном участке и начальному расстоянию между ними.

Допускается определение относительного равномерного удлинения dр по диаграмме растяжения с масштабом по оси удлинения не менее 10:1 как соответствующего наибольшему усилию Rmax.

4.8.1. Относительное равномерное удлинение (dp), %, вычисляют по формуле

dp = .

Черт. 4

4.8, 4.8.1.(Измененная редакция, Изм. № 3).

4.9. Для определения конечной расчетной длины образца lк разрушенные части образца плотно складывают так, чтобы их оси образовали прямую линию.

Измерение конечной расчетной длины образца lк проводится штангенциркулем при значении отсчета по нониусу 0,1 мм.

4.9.1. Определение конечной расчетной длины образца проводится измерением расстояния между метками, ограничивающими расчетную длину.

4.9.2. Если расстояние от места разрыва до ближайшей из меток, ограничивающих расчетную длину образца, составляет 1/3 или менее начальной расчетной длины l0 и определенная величина относительного удлинения после разрыва не удовлетворяет требованиям нормативно-технической документации на металлопродукцию, то допускается проводить определение относительного удлинения после разрыва d с отнесением места разрыва к середине.

Пересчет производят по заранее нанесенным вдоль рабочей части образца кернам или рискам, например через 5 или 10 мм (черт. 5).

Черт. 5

Пример.

На начальной расчетной длине образца l0 укладывается N число интервалов. После разрыва крайнюю риску на короткой части разрушенного образца обозначим А. На длинной части образца обозначим риску Б, расстояние от которой до места разрыва близко по величине к расстоянию от места разрыва до риски А.

Расстояние от А до Б составляет n интервалов.

Если разность (N - n) - число четное, то от риски Б до риски В берется интервалов и конечная расчетная длина образца определяется по формуле

lк = АБ + 2БВ.

Если разность (N - n) - число нечетное, то от риски Б до риски В¢ берется интервалов и до точки В¢¢ берется интервалов (в сумме БВ' + БВ" = N - n). В этом случае конечная расчетная длина образца lк подсчитывается по формуле

lк = АБ + БВ' + БВ".

4.9.3. При наличии указаний в НТД при определении относительного удлинения после разрыва для малопластичных металлов (d £ 5 %) определяют:

а) абсолютное удлинение lк - l0.

Перед испытанием около одного из концов рабочей длины образца наносят едва заметную метку. С помощью измерителя на образце проводят дугу радиусом, равным начальной расчетной длине образца l0, и с центром в нанесенной метке.

После разрыва обе половины образца плотно складывают и прижимают друг к другу под действием осевого усилия.

Вторую дугу того же радиуса проводят из того же центра.

Расстояние между дугами, равное абсолютному удлинению образца (черт. 6), измеряют с помощью измерительного микроскопа или других средств измерений;

Черт. 6

б) конечную расчетную длину lк по диаграмме растяжения при масштабе диаграммы по оси деформации (удлинения) не менее 50:1;

в) конечную расчетную длину образца lк по расстоянию между головками образца или метками, нанесенными на переходных частях образца, с применением расчетных формул.

(Измененная редакция, Изм. № 2, 3).

4.10. Относительное удлинение образца после разрыва (d) в процентах вычисляют по формуле

d = .

4.10.1. В протоколе испытаний должно быть указано, на какой расчетной длине определено относительное удлинение после разрыва d.

Например, при испытании образцов с начальной расчетной длиной l0 = 5,65 и l0 = 11,3 относительное удлинение после разрыва обозначают d5, d10 соответственно.

4.11. Для определения относительного сужения ψ цилиндрического образца после разрыва измеряют минимальный диаметр dк в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Измерение минимального диаметра dк проводится штангенциркулем с отсчетом по нониусу до 0,1 мм.

По среднему арифметическому из полученных значений вычисляют площадь поперечного сечения образца после разрыва Fк.

4.11.1. Относительное сужение после разрыва (ψ) вычисляют по формуле

ψ = .

4.12. Округление вычисленных результатов испытаний проводят в соответствии с табл. 2.

Таблица 2

Характеристика механических свойств Интервал значений характеристики Округление
Предел пропорциональности, Н/мм2 (кгс/мм2)    
Предел упругости, Н/мм2 (кгс/мм2) До 100 (до 10,0) До 1,0 (до 0,1)
Предел текучести физический, Н/мм2 (кгс/мм2) Св. 100 до 500 (св. 10 до 50) До 5,0 (до 0,5)
Предел текучести условный, Н/мм2 (кгс/мм2) Св. 500 (св. 50) До 10 (до 1)
Временное сопротивление, Н/мм2 (кгс/мм2)    
Модуль упругости, Н/мм2 (кгс/мм2) 1,00-2,50´105 (1,00-2,50´104) До 0,01´105 (до 0,01´104)
Относительное равномерное удлинение, %    
Относительное удлинение после разрыва, % До 10,0 Св. 10,0 до 25,0 До 0,1 До 0,5
Относительное сужение площади поперечного сечения после разрыва, % Св. 25,0 До 1,0

(Измененная редакция, Изм. № 2).

4.13. Результаты испытаний не учитывают:

при разрыве образца по кернам (рискам), если при этом какая-либо характеристика механических свойств не отвечает установленным требованиям в нормативно-технической документации на металлопродукцию;

при разрыве образца в захватах испытательной машины или за пределами расчетной длины образца (при определении относительного равномерного удлинения dр и относительного удлинения при разрыве d);

при разрыве образца по дефектам металлургического производства и получении при этом неудовлетворительных результатов испытаний.

При отсутствии иных указаний в нормативно-технической документации на металлопродукцию испытания, взамен неучитываемых, повторяют на таком же количестве образцов.

4.14. Результаты испытаний записывают в протокол, форма которого приведена в приложении 10.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Справочное

Термин Пояснение
Рабочая длина образца l Часть образца с постоянной площадью поперечного сечения между его головками или участками для захвата
Начальная расчетная длина образца l0 Участок рабочей длины образца между нанесенными метками до испытания, на которое определяется удлинение
Конечная расчетная длина образца lк Длина расчетной части после разрыва образца
Начальный диаметр образца d0 Диаметр рабочей части цилиндрического образца до испытания
Диаметр образца после разрыва dк Минимальный диаметр рабочей части цилиндрического образца после разрыва
Начальная толщина образца а0 Толщина рабочей части плоского образца до испытания
Толщина образца после разрыва ак Минимальная толщина рабочей части плоского образца после разрыва
Начальная ширина образца b0 Ширина рабочей части плоского образца до испытания
Ширина образца после разрыва bк Минимальная ширина рабочей части плоского образца после разрыва
Начальная площадь поперечного сечения образца F0 Площадь поперечного сечения рабочей части образца до испытания
Площадь поперечного сечения образца после разрыва Fк Минимальная площадь поперечного сечения рабочей части образца после разрыва
Осевое растягивающее усилие Р Усилие, действующее на образец, в данный момент испытания
Напряжение s Напряжение, определяемое отношением осевого растягивающего усилия Р к начальной площади поперечного сечения рабочей части образца F0
Абсолютное удлинение образца Dl Приращение начальной расчетной длины образца в любой момент испытания
Предел пропорциональности sпц Напряжение, при котором отступление от линейной зависимости между усилием и удлинением достигает такой величины, что тангенс угла наклона, образованного касательной к кривой «усилие - удлинение» в точке Рпц с осью усилий увеличивается на 50 % от своего значения на упругом (линейном) участке
Модуль упругости Е Отношение приращения напряжения к соответствующему приращению удлинения в пределах упругой деформации
Предел текучести физический (нижний предел текучести) sт Наименьшее напряжение, при котором образец деформируется без заметного увеличения растягивающего усилия
Верхний предел текучести sтв Напряжение, соответствующее первому пику усилия, зарегистрированному до начала текучести рабочей части образца
Временное сопротивление (предел прочности) sв Напряжение, соответствующее наибольшему усилию Рmax, предшествующему разрыву образца
Относительное равномерное удлинение dр Отношение приращения длины участка в рабочей части образца после разрыва, на котором определяется относительное равномерное удлинение, к длине до испытания, выраженное в процентах
Относительное удлинение после разрыва d Отношение приращения расчетной длины образца (lк - l0) после разрушения к начальной расчетной длине l0, выраженное в процентах
Относительное сужение после разрыва Ψ Отношение разности F0 и минимальной Fкплощади поперечного сечения образца после разрушения к начальной площади поперечного сечения образца F0 выраженное в процентах
Предел текучести условный с допуском на величину пластической деформации при нагружении s0,2 Напряжение, при котором пластическая деформация образца достигает 0,2 % от рабочей длины образца l или начальной расчетной длины по тензометру le
Предел текучести условный с допуском на величину полной sп деформации Напряжение, при котором полная деформация образца достигает заданной величины, выраженной в процентах от рабочей длины образца l или начальной расчетной длины по тензометру le. Величину допуска (от 0,05 до 1 %) указывают в обозначении (например, sп 0,5)
Предел текучести условный с допуском на величину остаточной деформации при разгружении sр Напряжение, при котором после разгружения образец сохраняет заданную остаточную деформацию, выраженную в процентах от рабочей длины образца l или начальной расчетной длины по тензометру le. Величину допуска (от 0,005 до 1 %) указывают в обозначении (например, sp 0,1)
Начальная расчетная длина по тензометру le Длина рабочей части образца, равная базе тензометра
Скорость деформирования Величина изменения расстояния между установленными точками образца в единицу времени (ГОСТ 14766)
Скорость нагружения Величина изменения усилия (или напряжения) в единицу времени
Начальная длина расчетного участка lнр Участок на начальной расчетной длине образца l0, на котором определяется относительное равномерное удлинение d
Конечная длина расчетного участка lкр Участок на конечной расчетной длине образца после разрыва lк, на котором определяется относительное равномерное удлинение dр

Примечание. При наличии указаний в НТД на металлопродукцию допускается определять предел пропорциональности и предел текучести условный с допуском на величину пластической деформации при нагружении с иными допусками:

предел пропорциональности - 10 и 25 %,

предел текучести - от 0,005 до 1 %.

Величину допуска указывают в обозначении (например, sпц 10, s0,3).

При допусках от 0,005 до 0,05 % на величины пластической деформации при нагружении, полной деформации при нагружении, остаточной деформации при разгрузке вместо термина «предел текучести» условный допускается применять термин «предел упругости» с индексацией, установленной для соответствующего предела текучести условного.

(Измененная редакция, Изм. № 2, 3).

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Рекомендуемое







©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.