ГОСТ 10145-81

ГОСТ 10145-81 Метали. Метод випробування на тривалу міцність

ГОСТ 10145-81

Група В09

ДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ СПІЛКИ РСР

МЕТАЛИ

Метод випробування на тривалу міцність

Метали. Stressorupture test метод

Строк дії з 01.07.1982
до 01.07.1987 *
______________________________
* Обмеження терміну дії знято
за протоколом Міждержавної Ради
зі стандартизації, метрології та сертифікації.
(ІВД N 2, 1993 рік). - Примітка "КОДЕКС".

ЗАТВЕРДЖЕНИЙ І ВВЕДЕНИЙ У ДІЮ постановою Державного комітету СРСР за стандартами від 02.09.1981 р. N 4138

Цей стандарт встановлює метод випробування на тривалу міцність чорних та кольорових металів та сплавів при температурі до 1200 °C.

Сутність методу полягає у доведенні зразка до руйнування під дією постійного навантаження, що розтягує, при постійній температурі.

В результаті випробувань визначають межу тривалої міцності, тобто напруга, що викликає руйнування металу за певний час випробування при постійній температурі, або (при приймально-здавальних та інших контрольних випробуваннях) встановлюють контрольну характеристику - час до руйнування при заданій напрузі, яка дорівнює або перевищує норму часу, зазначену у стандартах чи технічних умовах на металопродукцію.

Застосування методу передбачається у стандартах чи технічних умовах на металопродукцію.

Стандарт відповідає РС 63-64 *.
_______________
* Відповідно до Зміни N 1 посилання замінюється на ИСО/Р-206**.
** Доступ до міжнародних та зарубіжних документів можна отримати, перейшовши за посиланням- Примітка виробника бази даних.

1. ФОРМА І РОЗМІРИ ЗРАЗКІВ

1.1. Встановлюють основні зразки:

циліндричний зразок діаметром 5 мм із початковою розрахунковою довжиною 25 мм;

циліндричний зразок діаметром 10 мм із початковою розрахунковою довжиною 50 мм;

циліндричний зразок діаметром 10 мм із початковою розрахунковою довжиною 100 мм;

циліндричний зразок діаметром 7 мм із початковою розрахунковою довжиною 70 мм;

плоскі зразки з початковою розрахунковою довжиною мм, де -Початкова площа поперечного перерізу робочої частини зразка в мм . Товщина плоского зразка визначається завтовшки прокату.

Допускається за наявності технічних обґрунтувань застосовувати пропорційні зразки інших розмірів та форм. Діаметр циліндричних зразків повинен бути не менше ніж 3 мм. Форму та розміри зразка для випробувань встановлюють стандартами чи технічними умовами на металопродукцію.

При застосуванні зразків різних розмірів необхідно враховувати можливий вплив масштабного фактора результати випробування.

1.2. Допустимі відхилення на розміри та параметр шорсткості оброблюваної поверхні зразків повинні відповідати вимогам, зазначеним у табл.1.

Таблиця 1

1.2.1. Биття циліндричного зразка під час перевірки в центрах не повинно перевищувати 0,02 мм.

1.2.2. Допустиме відхилення за величиною площі поперечного перерізу не повинно перевищувати ±0,5%.

1.3. Зразки за формою та розмірами головок зразка та перехідної частини від головки до його робочої довжини визначають прийнятим способом кріплення зразка у захватах випробувальної машини та способом кріплення вимірювача подовження, якщо випробування супроводжується вимірюванням деформації зразка. Поєднання головки зразка з його робочою частиною має бути плавним.

1.4. Зразки можна застосовувати двох видів: з обробленою поверхнею або зі збереженням поверхневого шару (наприклад, зразки з листового прокату або зразки, виготовлені методом точного лиття) відповідно до стандартів та технічних умов на металопродукцію.

1.5. Зразки, що мають короблення, механічні пошкодження, поверхневі дефекти у вигляді сторонніх включень, розшарування, пор, раковин, тріщин (які виникають в результаті механічної або термічної обробки), не піддаються випробуванням. Рихтування або інший вид виправлення заготовок або зразків для випробувань не допускається.

1.6. Якщо метал підлягає випробуванню в термічно обробленому вигляді, термічній обробці піддаються заготовки для зразків. Якщо після термообробки метал погано обробляється різанням, ці заготовки попередньо повинні бути доведені до розмірів, що включають припуск на остаточну обробку і можливе короблення. Вимоги до металу та розмірів заготовок встановлюються стандартами чи технічними умовами на металопродукцію.

При виготовленні зразків не повинно відбуватися зміни структури та властивостей металу, що випробовується (наприклад, внаслідок нагрівання або наклепу).

1.7. Вимоги до точності вимірювання зразків до випробувань повинні відповідати ГОСТ 9651-73, якщо не висуваються більш жорсткі вимоги.

2. АПАРАТУРА

Технічні вимоги до машин для випробування металів на тривалу міцність повинні відповідати ГОСТ 15533-80 *.
_______________
* На території Російської Федерації документ не діє. Діє ГОСТ 28845-90 . - Примітка виробника бази даних.

3. ПРОВЕДЕННЯ ВИПРОБУВАНЬ

3.1. Зразок, встановлений у захватах випробувальної машини і поміщений у піч, нагрівають до заданої температури (час нагріву має бути не більше 8 годин) і витримують при цій температурі не менше 1 години. При необхідності тривалість витримки регламентується в стандартах або технічних умовах на металопродукцію.

Примітки:

1. У особливих випадках, якщо матеріал, що випробовується, має стабільну структуру і призначений для тривалих термінів служби, час нагріву може бути більше 8 год, а для матеріалу, що має нестабільну структуру і призначеного для невеликих термінів служби, час попередньої витримки - менше 1 год.

2. Нагрівальний пристрій може застосовуватись із захисною або іншою атмосферою, якщо цього вимагають умови випробування.

3.2. Для вимірювання температури зразків на кінцях їхньої робочої частини повинно бути встановлено не менше двох термопар, а на зразках з розрахунковою довжиною понад 100 мм не менше трьох, рівномірно розподілених по всій розрахунковій довжині. Термопари встановлюють так, щоб гарячі спаї щільно стикалися з поверхнею зразка. Гарячий спай термопари повинен бути захищений від дії розпечених стін печі.

3.3. Термопари повинні повірятися за ГОСТ 8338-78 *. Терміни перевірки термопар з неблагородних металів повинні відповідати зазначеним у табл.2.
_______________
* На території Російської Федерації документ не діє. Діє ГОСТ 8.338-2002. — Примітка виробника бази даних

Таблиця 2

Якщо тривалість випробування перевищує зазначені терміни перевірки термопар, останні повинні повірятися між випробуваннями. У разі зміни показань термопар застосовують інші термопари, що зберігають стабільність показань до кінця випробувань.

Холодний спай термопари у процесі випробувань повинен мати постійну температуру.

У разі аварійного виходу з ладу другої термопари допускається закінчення випробувань за однієї термопари за умови її роботи не менше 70% часу випробування, передбаченого у стандартах або технічних умовах на металопродукцію.

3.4. Відхилення від заданої температури у будь-який момент протягом усього часу випробування та у будь-якій точці розрахункової довжини зразка не повинні перевищувати:

3.5. Необхідно періодично, не рідше ніж через 2 години, вимірювати температуру випробування. Рекомендується автоматичний запис температури протягом усього тестування.

Примітка. При арбітражних випробуваннях автоматичний запис температури є обов'язковим.

3.6. Температура випробування вибирається кратною 25, якщо за умовами дослідження не потрібна спеціальна температура.

3.7. Після нагрівання зразка та витримки при заданій температурі до зразка плавно прикладають навантаження.

Час до руйнування за заданої величини напруги, тобто. навантаження, віднесеної до початкової площі поперечного перерізу зразка, є основним показником цього виду випробування.

3.8. Після руйнування зразка визначають відносне подовження та відносне звуження зразка .

Примітка. У разі проведення приймально-здавальних випробувань доводити зразок до руйнування не обов'язково, якщо зразок витримав норму часу, потрібну стандартами або технічними умовами на металопродукцію, і при цьому не потрібне визначення відносного подовження та звуження зразка.

3.9. Тривалість випробування встановлюється кожному за матеріалу залежно з його призначення.

При визначенні меж тривалої міцності рекомендується проводити випробування тривалістю 50, 100, 500, 1000, 3000, 5000, 10000 год, якщо не потрібна інша база випробування.

3.10. У разі вимушеної перерви під час проведення випробувань навантаження може зніматися повністю або частково. Якщо розвантаження зразка не проводиться, то при цьому необхідно забезпечити відсутність додаткових напруг у зразку при його охолодженні.

Результати приймально-здавальних та інших контрольних випробувань з перервами вважаються дійсними, якщо сумарна тривалість випробування зразка у навантаженому стані при заданій температурі не нижче встановленої стандартами або технічними умовами на металопродукцію.

3.11. Результати випробувань вважаються недійсними:

при розриві зразка за розмічальними ризиками або кернами, а також за межами його розрахункової довжини або в зоні жолобників, за винятком випробування, при якому сумарна тривалість випробування або сумарне подовження не нижче встановлених стандартами або технічними умовами на металопродукцію;

при розриві зразка за дефектами металургійного виробництва (розшар, бульбашки, полони та ін.).

3.12. Температура приміщення під час випробування повинна бути по можливості постійною для забезпечення температури зразка відповідно до вимог п. 3.3.

3.13. Метод застосовується для випробувань на тривалу міцність одночасно кількох зразків на одній машині (випробування «ланцюжком») та циліндричних зразків з надрізом. Проведення зазначених випробувань не відрізняється від випробування гладкого зразка.

3.13.1. При випробуванні «ланцюжком» температуру кожного зразка допускається вимірювати однією термопарою, встановленої в середній його частині, за умови, що температурний градієнт на зразках, що випробовуються, не перевищує норм цього стандарту. Температуру зразків із надрізом вимірюють однією термопарою, встановленою у надрізі.

3.13.2. Параметри надрізу (форма, кут, радіус на основі) вказуються в стандартах або технічних умовах на металопродукцію. Якщо ці параметри не вказані, їх встановлюють, виходячи з конфігурації деталі або випробування цілей. Діаметр зразка в надрізі повинен дорівнювати діаметру гладкого зразка.

Надріз на зразках повинні наносити після термічної обробки відповідно до вимог п. 1.4.

3.14. Випробування гладких зразків на тривалу міцність рекомендується проводити з виміром подовження зразка до руйнування.

4. РЕЗУЛЬТАТИ ВИПРОБУВАНЬ

4.1. Внаслідок випробувань встановлюється залежність між напругою та часом до руйнування при заданій постійній температурі. При цьому число рівнів напруги має бути не менше трьох. Кожній напрузі має орієнтовно відповідати час до руйнування з ряду, наведеного у п. 3.8.

За результатами випробувань серії зразків кожної напруги визначається середнє значення часу до руйнації. Кількість зразків у серії має забезпечувати необхідну точність визначення межі тривалої міцності. Графічно залежність між напругою та середнім значенням часу до руйнування представляється у логарифмічних або напівлогарифмічних координатах. За цими графіками інтерполяцією чи екстраполяцією визначають середні значення меж тривалої міцності матеріалу, записуючи отримані величини з точністю до 5 МПа, указується метод визначення цих величин.

Рекомендується визначати значення меж тривалої міцності для часу до руйнування з ряду, наведеного у п. 3.8.

При необхідності статистичної оцінки значень меж тривалої міцності використовують стандартні методи математичної статистики.

При екстраполяції інтервал експериментальних середніх значень часу до руйнування має бути не менше ніж 1,3 порядку.

Не рекомендується проводити екстраполяцію на термін служби, що перевищує максимальне середнє значення часу до руйнування більш ніж на один-півтора порядку.

Приклад умовного позначення межі тривалої міцності за 1000 год випробування при температурі 700 °С:

або .

4.2. Відносне подовження циліндричних, гладких та плоских зразків після розриву ( ) у відсотках підраховують за формулою

де - Початкова розрахункова довжина, виміряна при кімнатній температурі перед випробуванням зразка, мм;

- Розрахункова довжина після розриву, мм.

Початкову розрахункову довжину - Довжину ділянки робочої частини зразка, на якому вимірюється подовження - перед початком випробування обмежують ризиками або кернами з похибкою ±1%.

Допускається за початкову розрахункову довжину приймати відстань між головками зразка або відстань між кернами, нанесеними на жолобниках останнього.

4.3. Для вимірювання розрахункової довжини після розриву зруйновані частини зразка щільно складаються так, щоб їх осі утворили пряму лінію.

Якщо після випробування зразка у місці розриву утворюється частковий зазор, зумовлений фарбуванням металу або іншими причинами, він включається в довжину розрахункової частини зразка після розриву.

Розрахункова довжина зразка до та після випробування вимірюється з похибкою до 0,05 мм.

4.4. Відносне звуження після розриву циліндричних гладких зразків та зразків з надрізом у відсотках підраховують за формулою

де - Початкова площа поперечного перерізу робочої частини зразка, виміряна при кімнатній температурі перед випробуванням, мм ;

- площа поперечного перерізу зразка після руйнування, підрахована за середнім арифметичним з результатів вимірювань мінімального діаметра в місці розриву у двох взаємно перпендикулярних напрямках, мм .

Вимірювання зразків після випробувань провадиться з похибкою до 0,01 мм.

Примітка. Допускається вимірювати діаметр зразка у місці руйнування після випробування з точністю до 0,05 мм.

4.5. У протоколі випробування повинні бути зазначені: температура випробування, напруга, матеріал та розміри випробувального зразка, параметри надрізу, якщо зразок має надріз, час до руйнування або тривалість випробування, відносне подовження зразка та звуження площі поперечного перерізу зразка після руйнування.

Якщо під час випробування мали місце перерви, слід вказати їх кількість і умови, в яких знаходився зразок під час перерви.

Результати випробувань на тривалу міцність записують за формою, наведеною в додатку, що рекомендується.

ДОДАТОК (рекомендований). ФОРМА ЗАПИСУ РЕЗУЛЬТАТІВ ВИПРОБУВАННЯ МЕТАЛІВ І СПЛАВІВ НА ДОВЖИНУ МІЦНІСТЬ

ПРИКЛАДНА ПРОГРАМА
Рекомендоване

1. Матеріал

1. Марка.

2. Хімічний склад.

3. Вид напівфабрикату (прокат сортовий, прокат листовий, труба, поковка, виливок і т. д. ) та його розміри.

4. Види та режими термічної обробки.

5. Мікроструктура, величина зерна та злам.

2. Зразки

1. З якого місця заготівлі чи виробу взято зразок.

2. Напрямок вирізки зразка (поздовжній, поперечний зразок).

3. Форма зразка.

3. Апаратура

1. Тип установки для випробування.

2. Точність вимірювання температури.

3. Точність навантаження, що додається.

4. Умови та результати випробувань

Текст документа звірений за:
офіційне видання
М: Видавництво стандартів, 1981