ГОСТ 22848-77

ГОСТ 22848-77 Метали. Метод випробування на ударний вигин при температурах від мінус 100 до мінус 269 °C (Зміною N 1)

ГОСТ 22848-77

Група В09

МІЖДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ

МЕТАЛИ

Метод випробування на ударний вигин при температурі від мінус 100 до мінус 269 °С

Метали. Метод для випробування тяжкого ступеня при температурі від -100 до -269 °C

ОКСТУ 1909

Дата введення 1979-01-01

ІНФОРМАЦІЙНІ ДАНІ

1. РОЗРОБЛЕН Центральним науково-дослідним інститутом чорної металургії ім. І. П. Бардіна (ЦНДІЧМ), Центральним науково-дослідним інститутом машинобудування (ЦНДІМАШ), Центральним науково-дослідним інститутом матеріалознавства (ЦНДІМВ), Інститутом проблем міцності АН УРСР (ІПП АН УРСР), Державним інститутом прикладної хімії (ДІХ) -дослідним інститутом кріогенного машинобудування (ВНДІКРІОГЕНМАШ)

ВНЕСЕН Міністерством чорної металургії СРСР

2. ЗАТВЕРДЖЕНИЙ І ВВЕДЕНИЙ У ДІЮ Постановою Державного комітету стандартів Ради Міністрів СРСР від 16.12.77 N 2919

3. ПОСИЛОЧНІ НОРМАТИВНО-ТЕХНІЧНІ ДОКУМЕНТИ

4. Обмеження терміну дії знято за протоколом N 7-95 Міждержавної Ради зі стандартизації, метрології та сертифікації (ІВД 11-95)

5. ВИДАННЯ (травень 2001 р.) із Зміною N 1, затвердженою у квітні 1988 р. (ІУС 7-88)


Цей стандарт поширюється на метали та сплави та вироби з них та встановлює метод випробування на ударний згин зразків при температурах від мінус 100 до мінус 269 °C.

Під час випробування визначаються такі характеристики:

робота , що витрачається на руйнування зразка;

ударна в'язкість , що дорівнює відношенню величини роботи удару до початкової площі поперечного перерізу зразка в місці удару;

відсоток в'язкої складової у зламі зразка, зруйнованого при ударному вигині.

(Змінена редакція, зміна N 1).

1. МЕТОД ВІДБОРУ ЗРАЗКІВ

1.1. Метод відбору зразків та його розміри повинні відповідати вимогам ГОСТ 9454 .

Дозволяється застосування зразків інших розмірів.

Вимоги до розмірів зразків встановлюють у нормативно-технічній документації на конкретні види продукції.

1.2. Вирізка заготовок для зразків із зварних з'єднань, виготовлення зразків, вибір місця нанесення надрізу мають бути наведені у нормативно-технічній документації на конкретну продукцію.

1.1, 1.2. (Змінена редакція, зміна N 1).

2. ОБЛАДНАННЯ

Для випробування на ударний вигин при температурі до мінус 253 ° C застосовують маятникові копри згідно з ГОСТ 10708 , а для випробування при мінус 269 ° C - спеціальні копри.

Схема копра наведена у додатку 1.

Копри рекомендується оснащувати датчиками для вимірювання динамічного навантаження та прогину зразка та реєструючою апаратурою для автоматичного запису діаграм деформації (див. додаток 2).

При випробуванні в інтервалі температур від мінус 100 до мінус 196 °C копри повинні бути оснащені шаблонами для встановлення надрізу зразка у середині прольоту маятника; при випробуваннях при температурі мінус 253 °C повинен використовуватися обмежувач торця, який не повинен заважати деформуванню зразка.

Перевірка технічного стану копра повинна проводитись за НТД або іншою технічною документацією, затвердженою в установленому порядку.

Для вимірювання температури зразків повинні використовуватись прилади, які забезпечують похибку вимірювань ±1 °С.

Як холодоагенти застосовують рідкий азот із вмістом кисню не більше 10% (за ГОСТ 9293 ), рідкий водень і гелій.

Рідкий кисень і рідке повітря як холодоагент прийняти забороняється.

(Змінена редакція, зміна N 1).

3. ПІДГОТОВКА ДО ВИПРОБУВАННЯ

3.1. Температура навколишнього середовища, положення зразка на опорах, перевірка покажчика роботи при вільному падінні маятника, кількість зразків, що випробовуються, повинні відповідати вимогам ГОСТ 9454 .

3.2. Зразки зі сталей і сплавів, крім мідних, алюмінієвих і нержавіючих сталей аустенітного класу, призначені для випробувань в рідкому водневому середовищі, для виключення іскріння при ударі ножем маятника копра, покривають шаром міді товщиною 9-12 мкм після нанесення надрізу.

Уповільнення зразків - за ГОСТ 9.301.

4. ПРОВЕДЕННЯ ВИПРОБУВАННЯ

4.1. Випробування при температурі від мінус 100 до мінус 196 °C

4.1.1. Температура, за якої мають випробовуватися зразки, вказується в технічній документації.

Випробування на ударний вигин рекомендується проводити при температурах мінус 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170 та 180 °C та при температурі кипіння рідкого азоту – мінус 196 °C. Допускається проводити випробування за проміжних температур.

4.1.2. Температура випробування - температура біля поверхні дна надрізу в момент удару маятника зі зразком. Температура випробування повинна відхилятися від заданої більш ніж ±3 °С.

4.1.3. Охолодження зразків до заданої температури, але не нижче 180 °C, рекомендується проводити в холодильних камерах за рахунок швидкості циркуляції рідкого азоту.

4.1.4. Зразки повинні укладатися на спеціальні грати в холодильній камері з проміжками окремо для кожної температури випробувань. Час витримки при заданій температурі з урахуванням переохолодження має бути 5-10 хв.

Примітка. У тих випадках, коли переохолодження зразків нижче за потрібну температуру не викликає зміни структури металу, допускається закладати в холодильну камеру зразки, що підлягають випробуванню при кількох температурах. Випробування при цьому починають із нижчої температури, поступово переходячи від однієї температури до суміжної.


(Змінена редакція, зміна N 1).

4.1.5. Температура вимірюється на контрольних зразках, що закладаються одночасно із зразками, призначеними для випробувань. Температура зразків повинна бути нижчою від заданої температури випробування на величину, що залежить від різниці температури приміщення та температури охолодження, швидкості перенесення та інших приватних умов випробувань. Необхідна величина переохолодження має конкретних випадків визначатися досвідченим шляхом. Час встановлення охолодженого зразка на копре з моменту вилучення з холодильної камери до удару маятника не повинен перевищувати 5 с.

4.1.6. Для випробування на ударний вигин при температурі кипіння рідкого азоту в посудину повинен заливатись рідкий азот з таким розрахунком, щоб зразки весь час були занурені в рідину. Зразки в рідкому азоті повинні витримуватися після припинення бурхливого кипіння щонайменше 5 хв. Температура охолоджуючого рідкого азоту чи зразка не вимірюється.

4.1.7. Щипці або інші пристрої для вилучення зразків повинні охолоджуватися одночасно зі зразками.

4.2. Випробування за температури мінус 253 °С

4.2.1. Для випробування на ударний вигин при температурі кипіння рідкого водню (мінус 253 ° С) зразок поміщають у контейнер, виготовлений з міліметрового паперу за ГОСТ 334 . У верхній частині контейнера є проріз для заповнення рідким воднем (черт.1).

1 - проріз для затоки рідкого водню

Чорт.1

Пунктиром на розгортці контейнера зображені лінії згину (черт.2).

Чорт.2

4.2.2. Місце з'єднання зразка з контейнером герметизується силікатним клеєм. Потік клею на опорних площинах зразків не допускається.

4.2.3. При вклеюванні зразка необхідно звернути увагу на те, щоб мітка або тавро на зразку знаходилися при положенні контейнера, показаному на рис.3.

1 - проріз; 2 - опорні площини; 3 - нитка; 4 - мітка

Чорт.3

4.2.4. Контейнер із зразком поміщають у кріостат, який заповнюють рідким воднем. Після припинення інтенсивного кипіння водню контейнер із зразком витримують 5-10 хв, потім вилучають із кріостата та встановлюють на опори копра.

4.2.5. Час встановлення контейнера із зразком на опори копра, починаючи з моменту вилучення з кріостату до удару ножа маятника, не повинен перевищувати 5 с.

4.2.6. Застосування рідкого водню як хладоагент вимагає суворого дотримання правил техніки безпеки.

4.3. Випробування за температури мінус 269 °С

4.3.1. Випробування на ударний вигин при температурі мінус 269 ° C (температура кипіння рідкого гелію) проводять на спеціальних копрах.

5. ОБРОБКА РЕЗУЛЬТАТІВ

5.1. Результати випробувань обробляють та оформлюють за ГОСТ 9454 .

5.2. За наявності копрів, оснащених реєструючою апаратурою, робота, витрачена на руйнування зразка, визначається за діаграмою деформації, методику обробки якої наведено в обов'язковому додатку 3.

5.3. Відсоток в'язкої складової поверхні зламу визначають за методикою, наведеною в додатку 3 до ГОСТ 4543 .

5.4. Результати випробувань, отримані на якомусь типі зразка, повинні порівнюватися тільки з результатами випробувань, отриманими на зразках того самого типу.

ДОДАТОК 1 (рекомендований). СХЕМА КОПРА ДЛЯ ВИПРОБУВАНЬ У СЕРЕДОВИЩІ РІДКОГО ГЕЛІЮ

ДОДАТОК 1
Рекомендоване

1 - основа копра; 2 - Сільфон; 3 - обсяг для заливання рідкого хладоагенту; 4 - тяги; 5 - молот; 6 - пневмоциліндр; 7 - шток; 8 - кульковий замок; 9 - шторка; 10 - фотодатчик; 11 - зразок; 12 - ковадло; 13 - динамометр

ДОДАТОК 2 (рекомендований). МЕТОДИКА ВИЗНАЧЕННЯ ЗУСИЛЛЯ, ДОДАТКОВОГО ДО ЗРАЗКУ, І ПРОГИБУ ЗРАЗКУ З РЕЄСТРАЦІЄЮ ДІАГРАМ ДЕФОРМАЦІЙ

ДОДАТОК 2
Рекомендоване

Схема системи вимірювання зусилля, прикладеного до зразка, та прогину зразка з реєстрацією діаграм деформації в координатах зусилля-прогин, зусилля-час при випробуваннях на маятникових копрах наведено на кресленні.

1 - опори маятникового копра; 2 - зразок; 3 - ніж молота; 4 - тензорезистори;
5 - шторка; 6 - освітлювач; 7 - фотодатчик; 8, 9 - підсилювачі; 10 - осцилограф

При ударі сигнали з датчиків навантаження та прогину, пропорційні прикладеному до зразка зусилля і прогину зразка, відповідними вимірювальними каналами надходять на вертикальний і горизонтальний входи електронного осцилографа. Діаграми деформації фіксуються з екрану осцилографа високочутливу фотоплівку.

Для реєстрації діаграм деформації в координатах зусилля-прогин можуть бути використані різні типи осцилографів, що дозволяють фіксувати на екрані положення світлового променя при статичному таруванні (навантаження датчика навантаження через динамометр у вертикальному напрямку і переміщення від фотоелемента - в горизонтальному), наприклад, осцилограф С1-3 .

Для реєстрації діаграм у координатах зусилля-час сигнал із датчика навантаження надходить на вертикальний вхід осцилографа. Розгортка променя здійснюється генератором розгортки, що працює в режимі очікування. При цьому можуть бути використані осцилографи різних типів, що дозволяють фіксувати переміщення променя при статичному таруванні датчиків навантаження.

Зусилля, прикладене до зразка при ударі, вимірюють за допомогою дротяних тензорезисторів, наприклад типу ПКБ-10-200 (база 10 мм, опір 200 Ом), наклеєних на опори копра. Нанесення клею БФ-2 та його полімеризація виконуються за загальноприйнятою методикою.

У вимірювальний ланцюг тензорезистори включають за бруківкою. На вимірювальний міст подається живлення змінним струмом частотою приблизно 50 кГц або постійним напругою струмом 6 В.

Прогин зразка вимірюють за допомогою фотоблоку, що складається з фотоелемента СЦВ-51 та освітлювача ОС, які кріплять поблизу опор копра. Освітлювач забезпечує рівномірний світловий потік, який висвітлює фотоелемент через фігурний проріз у його корпусі. Молот, що рухається, шторкою, яка нерухомо закріплена на ньому, перекриває світловий потік. При зміні освітленості фотоелемента змінюється опір. При цьому вихідний сигнал , пропорційний прогину зразка, надходить на вхід осцилографа, здійснюючи розгорнення сигналу навантаження по горизонталі.

Система вимірювання прогину зразка тарується за допомогою мікрометричного пристрою, який переміщує молот на робочій ділянці. Зміна сигналу на осцилографі контролюється через 0,1 мм (можна через 0,5 мм) переміщення шторки молота. При таруванні зміни світлового потоку на фотоелемент, обумовленому формою прорізу, домагаються лінійної залежності сигналу з фотоблоку при переміщенні молота на всій робочій ділянці.

ДОДАТОК 3 (обов'язковий). МЕТОДИКА ОБРОБКИ ДІАГРАМ ДЕФОРМАЦІЇ

ДОДАТОК 3
Обов'язкове

Перед випробуванням зразків з екрану осцилографа фотографують переміщення променя осцилографа (на одному кадрі), що відповідає відомій величині навантаження (наприклад 1000 кг), і переміщення променя осцилографа (на іншому кадрі), що відповідає відомій величині прогину (наприклад, 0,001 м).

Діаграма деформації при випробуванні кожного зразка фотографується з екрана осцилографа і переноситься на папір фотозбільшувачем. При цьому масштаб збільшення діаграми повинен відповідати масштабу збільшення тарувальних міток. і .

Обробка діаграм проводиться так:

а) визначають площу прямокутника у мм , сторони якого рівні відповідно і у мм. Площа відповідає величині роботи , наприклад 10 Дж (1кгс·м), що дорівнює добутку на (Див. креслення);

б) планиметруванням визначають загальну площу діаграми деформації у мм ;

в) за площею діаграми деформації визначають роботу у Дж (кгс·м), витрачену на руйнування зразка, за формулою

. (1)

Примітки:

1. Роботу зародження тріщини та роботу розвитку тріщини за діаграмами деформації визначають так само, як і загальну роботу . При цьому формулу (1) замість підставляють величину площі частини діаграми деформації до та після максимального навантаження, відповідно або (Див. креслення).

2. За діаграмами деформацій визначають максимальне навантаження ( ) в Н (кгс) та прогин зразка до руйнування ( ) у метрах, що характеризують динамічну міцність та пластичність матеріалів при ударному згині. Зазначені величини обчислюють за формулами:

, (2)

де - максимальне навантаження при ударі, Н (кгс);

, (3)

де - Максимальний прогин, мм.

ДОДАТОК 3. (Змінена редакція, Изм. N 1).

Електронний текст документа

підготовлений ЗАТ «Кодекс» та звірений за:
офіційне видання
М: ІПК Видавництво стандартів, 2001