ГОСТ 26007-83

ГОСТ 26007-83 Розрахунки та випробування на міцність. Методи механічних випробувань металів. Методи випробування на релаксацію напруг

ГОСТ 26007-83

Група В09

ДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ СПІЛКИ РСР

Розрахунки та випробування на міцність.
Методи механічних випробувань металів

МЕТОДИ ВИПРОБУВАННЯ НА РЕЛАКСАЦІЮ НАПРУГ

Design, calculation and strenght testing.
Методи механічного тестування металів. Методи для stress relaxation testing.

ОКСТУ 4109

Термін запровадження з 01.01.85
до 01.01.90*
______________________________
* Обмеження терміну дії знято
за протоколом N 4-93 Міждержавної Ради
зі стандартизації, метрології та сертифікації
(ІВД N 4, 1994 рік). - Примітка виробника бази даних.

РОЗРОБЛЕН

Міністерством енергетичного машинобудування

Державним комітетом СРСР із стандартів

ВИКОНАВЦІ

А.А. Чижик, д-р техн. наук; 3.М. Петропавлівська, д-р техн. наук; В. Д. Токарєв , канд. техн. наук (керівники теми); А. А. Ланін ; Г. Г. Морозова , канд. техн. наук; Є. І. Тавер , канд. техн. наук; Т. Н. Самойлова ; О. Н. Андрєєва ; В. А. Метельков , канд. техн. наук

ВНЕСЕН Міністерством енергетичного машинобудування

Начальник Технічного управління В.П. Головізнін

ЗАТВЕРДЖЕНИЙ І ВВЕДЕНИЙ У ДІЮ Постановою Державного комітету СРСР за стандартами від 15 грудня 1983 р. N 5972

Цей стандарт встановлює методи випробувань на релаксацію напруги при температурі до 1200 °C при розтягуванні, згинанні та крученні чорних і кольорових металів і сплавів.

Сутність методів у тому, що у випробуваних зразках визначається зміна напруги у часі за умов постійності сумарної деформації розрахункової частини зразка, рівної заданої початкової деформації.

Цей стандарт не поширюється на елементи конструкцій машин, приладів та апаратів.

1. ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ

1.1. Позначення, що застосовуються у стандарті, наведено у довідковому додатку 1.

1.2. Методи випробування поділяються на прямі та непрямі.

До прямих методів відносяться випробування в умовах сталості сумарної деформації.

До непрямих методів належать випробування за умов сталості сумарного переміщення.

1.3. За видами навантаження методи випробування діляться на випробування при одновісному розтягуванні, згинанні та кручення.

1.4. За точністю визначення зміни напруги у часі всі методи оцінки релаксації напруги поділяються на три категорії.

До першої категорії належать методи, що забезпечують похибку визначення напруги не більше 5% від вимірюваної величини у будь-який момент випробувань.

До другої категорії належать методи, що забезпечують похибку визначення напруги не більше 15% від вимірюваної величини у будь-який момент випробувань.

До третьої категорії належать методи, що забезпечують похибку визначення напруги не більше 25% від вимірюваної величини в будь-який момент випробувань.

1.5. За вимогами до випробувань всі методи поділяються на дві групи:

перша група - без розвантаження в режимі автоматичної підтримки сталості сумарної деформації в процесі випробування;

друга група - випробування при періодичному розвантаженні.

Перша група застосовується для випробування всіх категорій точності.

Друга група застосовується для випробувань другої та третьої категорій точності.

1.6. Допускається розрахункова оцінка релаксації напруги матеріалів за даними прямих випробувань на повзучість при одновісному розтягуванні відповідно до вимог ГОСТ 3248-81 . При цьому точність розрахункової оцінки повинна бути не нижчою від категорій точності, встановлених у п. 1.4.

1.7. Категорія точності та група випробувань повинні вказуватись у стандартах та технічних умовах на металопродукцію, що встановлюють технічні вимоги до неї.

2. ЗРАЗКИ

2.1. Залежно від категорій точності застосовують зразки різних розмірів, наведених у пп. 2.1.1-2.1.3.

2.1.1. Для всіх категорій точності при розтягуванні:

циліндричний діаметром 10 мм з робочою довжиною 100 та 150 мм;

плоский шириною 10 мм із робочою довжиною 100 мм, товщина зразка визначається товщиною листа;

інших розмірів із робочою довжиною , де - Площа поперечного перерізу зразка до випробування, мм .

Діаметр циліндричних зразків має бути не менше 5 мм.

Товщина плоских зразків має бути не менше 3 мм.

Розміри зразків наведені в додатку 2, що рекомендується.

2.1.2. Для другої категорії точності - зразок рівного опору вигину з розмірами по рис. 1 обов'язкового додатка 3.

2.1.3. Для третьої категорії точності:

зразок на розтяг з робочою довжиною ,

зразок рівного перерізу з розмірами за рис. 2 обов'язкового додатка 3;

пружинний зразок з квадратним перерізом робочих витків по рис. 3 обов'язкового додатка 3.

При цьому відношення середнього діаметра до ширини перерізу витка має бути не менше 3, число витків - не менше 2, висота циліндричної частини не менше .

2.2. Допустимі відхилення на розміри і шорсткість оброблюваної поверхні повинні відповідати вимогам табл. 1.

Таблиця 1

2.2.1. Допустимі відхилення від розрахункової довжини зразка (довжини ділянки зразка, на якому задається постійне в часі переміщення) для всіх категорій точності:

для зразків на розтяг - не більше ±0,5% від розрахункової довжини;

для зразків рівного опору вигину – не більше ±0,5% від внутрішнього діаметра;

для зразків рівного перерізу - трохи більше ±0,5% від заданого середнього діаметра;

для пружинних зразків — трохи більше ±0,5% від добутку середнього діаметра число витків.

2.2.2. Допустимі відхилення величини площі поперечного перерізу у всіх перерізах розрахункової частини:

всім категорій точності — циліндричні зразки при розтягуванні ±0,5%;

для першої категорії точності – плоскі зразки при розтягуванні ±1%;

для другої категорії точності – плоскі зразки при розтягуванні ±1,5%;

зразки рівного опору вигину ±3%;

для третьої категорії точності – плоскі зразки при розтягуванні ±2%;

зразки рівного опору вигину ±4%;

зразки рівного перерізу ±3%;

пружинні зразки ±5%.

2.2.3. Для всіх категорій точності радіальне биття зразка на розтягуванні не повинно перевищувати 20 мкм. Відхилення від площинності для плоских зразків, що обробляються з усіх боків за 15-м ступенем точності ГОСТ 24643-81 .

Для третьої категорії точності радіальне биття пружинного зразка має перевищувати 0,005 від величини середнього діаметра.

Торцеве биття пружинного зразка має перевищувати 0,005 від величини середнього діаметра.

2.3. Форма та розміри головок зразків на розтягування визначаються способом кріплення вимірювача на зразку та способом кріплення зразка у захватах випробувальної машини.

Поєднання головки зразка з його розрахунковою частиною має бути плавним. Діаметр головки зразка має бути не менше двох діаметрів робочої частини.

2.4. При випробуваннях зразків у термообробленому вигляді термообробці повинні піддаватися заготівлі для зразків.

Вимоги до металу, розмірів заготовок та місць їх вирізування встановлюються стандартами чи технічними умовами на металопродукцію.

2.5. Зразки, що мають викривлення, механічні пошкодження, поверхневі дефекти у вигляді сторонніх включень, розшарування, пір, раковин, тріщин (які виникають в результаті термічної обробки) до випробувань не допускаються.

2.6. На зразках рівного опору вигину та пружинних зразках необхідно наносити відбитки, що служать для відліку вимірювання деформації у процесі випробування.

Відбитки мають бути нанесені у місцях, вказаних на рис. 1-3 обов'язкового додатка 3.

Для нанесення відбитків рекомендується користуватися стандартними засобами для вимірювання твердості згідно з ГОСТ 2999-75 .

При тривалих випробуваннях, якщо внаслідок окислення чіткість відбитків втрачається, допускається нанесення нових відбитків.

Відбитки допускається наносити на пластинах із жаростійких матеріалів, попередньо напаєних на зразок.

2.7. Маркування циліндричних і плоских зразків на розтяг потрібно проводити на торцях головок, а зразків рівного опору згину і пружинних зразків в місцях, вказаних на рис. 1-3 обов'язкового додатка 3.

2.8. При відборі партії зразків для випробувань на релаксацію напруг за показниками твердості вимірювання твердості проводити відповідно до ГОСТ 9012-59 або ГОСТ 9013-59.

2.9. При виготовленні зразків не повинно відбуватися зміна структури та властивостей випробуваного металу.

Допускається готові зразки піддавати відпустці для зняття залишкової напруги.

3. ОБЛАДНАННЯ

3.1. Для проведення випробувань необхідно застосування випробувальних машин та пристроїв, які відповідають вимогам цього стандарту.

3.2. Силозбудники пристрою машин та пристосувань для випробування металів на релаксацію напруг не повинні давати відхилення більше ±0,5% від діючого навантаження, а також повинні забезпечувати підтримку сталості сумарної деформації на розрахунковій частині зразка протягом усього процесу випробувань, при цьому відхилення по переміщенням не повинно бути більше:

±0,003 мм - для зразків на розтяг;

±0,010 мм - для зразків рівного опору вигину;

± 0,050 мм – для пружинних зразків.

3.3. Нагрівальний пристрій повинен забезпечувати рівномірне нагрівання зразків по всій розрахунковій довжині до заданої температури та збереження останньої під час всього випробування.

Для циліндричних і плоских зразків на розтяг відхилення від заданої температури випробування в будь-який момент часу випробування і в будь-якій точці розрахункової довжини зразка не повинні перевищувати:

±3°С – до 600 °C;

±4°С - від 600 до 900 °C;

±6°С - від 900 до 1200 °C.

Для зразків рівного опору вигину та пружинних зразків не більше ±6°С при температурі нагрівання до 1200 °C.

3.4. На циліндричних і плоских зразках на розтяг має бути встановлене не менше трьох термопар рівномірно по всій довжині.

На зразках для вигину та пружинних зразках повинна бути встановлена одна термопара в будь-якому місці на розрахунковій частині зразка.

4. ПРОВЕДЕННЯ ВИПРОБУВАНЬ

4.1. Для всіх видів навантаження в процесі випробування встановлюється сталість переміщення :

для циліндричного зразка - подовження в напрямку застосування розтягуючого навантаження вздовж осі зразка;

для зразків на вигин - розкриття прорізу в площині зразка;

для пружинних зразків - укорочення вздовж осі зразка.

При цьому для циліндричних зразків при розтягуванні та пружинних зразків виконується умова сталості сумарної деформації (прямі методи), для кільцевих – лише переміщення (непрямі методи).

4.2. Випробування при заданій температурі проводять не менше ніж на трьох рівнях початкової напруги, при цьому на кожному рівні зазнають не менше двох зразків.

4.3. Пружні переміщення ( - Початкове і - по закінченню часу з початку випробування) визначаються як різниця показань при вимірах переміщень для навантаженого стану та розвантаженого .

4.4. Порядок випробування зразків у режимі автоматичної підтримки сталості деформації наступний.

Встановлений в захопленнях випробувальної машини і поміщений в піч зразок нагрівають до температури випробування і витримують його при цій температурі до повного прогріву не менше 2 год. або таким інтервалом, щоб можна було повністю встановити характер релаксації.

Швидкість наростання напруги у зразку при навантаженні не повинна перевищувати 700 МПа/хв.

При навантаженні до заданої деформації не допускається подовження зразка внаслідок повзучості більш ніж 0,01 мм за рахунок несинхронності включення системи автоматичної підтримки деформації та навантаження зразка.

4.5. Порядок випробування зразків при періодичному розвантаженні наступний.

Зразок навантажують при температурі (20±5)°С на розрахункове навантаження, при цьому фіксоване переміщення має становити .

Визначають переміщення .

Вимірюють відстань між відбитками . Потім зразок навантажують на розрахункову напругу при температурі (20±5)°З вимірюють відстань між відбитками .

У навантаженому стані зразок поміщають камеру нагрівального пристрою. Після закінчення часу зразок вилучають із печі, охолоджують у навантаженому стані до температури (20±5)°С, вимірюють — відстань між відбитками, потім слідує розвантаження та вимірювання - Відстань між відбитками.

Після цього розраховують пружне переміщення , що заноситься до журналу випробувань. Потім зразок знову навантажують до та після перевірки з відхиленням не більше ±0,01 мм поміщають камеру нагрівального пристрою.

Примітка. Рекомендується періодичне розвантаження проводити через 0,1% від встановленого часу випробувань, якщо не потрібно іншого часу розвантаження.

4.5.1. Для фіксації переміщень зразків, що випробовуються на вигин, допускається користуватися клинами (див. рис. 1 обов'язкового додатка 3), при випробуванні пружинних зразків втулками (див. рис. 4 обов'язкового додатка 3). Матеріали клинів і втулок слід вибирати з коефіцієнтами лінійного розширення, близькими до коефіцієнта лінійного розширення матеріалу зразка, і від нього не більше ніж на 5% для другої категорії точності і 10% для третьої категорії.

4.5.2. Товщину клина, мм при випробуванні на вигин визначають за формулою ; висоту втулки , мм, при випробуванні пружинних зразків визначають за формулою .

4.5.3. При вставці клина у зразки на згин перевантаження зразка має перевищувати 5% від значень розрахункових напруг.

4.6. Відстань між відбитками , і повинні вимірювати на інструментальному мікроскопі з ціною розподілу трохи більше 0,005 мм. Температура приміщення під час вимірювання має бути (20±5) °С.

4.7. Величина постійного у процесі випробування переміщення має визначатися за формулами:

для циліндричного та плоского зразка на розтягування

;

для зразка рівного опору вигину

,

де =0,000583, 1/мм;

для зразка на згин рівного перерізу

,

де =0,000702, 1/мм;

для пружинного зразка

, де ;

- Коефіцієнт з табл. 2;

Таблиця 2

для пружинного зразка у перерахунку на розтягування

, де ;

- Коефіцієнт з табл. 2.

4.8. Величина розрахункової напруги не повинна перевищувати:

.

5. ОБРОБКА РЕЗУЛЬТАТІВ

5.1. Обробка результатів полягає у визначенні величини пружних напруг у зразку під час випробувань.

5.1.1. При випробуваннях без розвантаження:

на розтягування - розподілом навантаження на площу поперечного перерізу розрахункової частини зразка, виміряну до початку випробувань;

на вигин та кручення - розподілом величини згинального моменту на момент опору розрахункової частини зразка, виміряного до початку випробування.

5.1.2. При випробуваннях з періодичним розвантаженням зразка проводять за формулами:

або .

5.2. Криві релаксації будують у координатах: "ордината - напруга в рівномірному масштабі, абсцису - час у логарифмічному масштабі". Екстраполяцію результатів проводять графічно шляхом лінійного продовження кривої у зазначеній системі координат, але не більше ніж на один порядок за часом.

Примітка. Допускається використання інших координат побудови кривих релаксації. В цьому випадку в протоколах випробувань, звітах та технічної документації при приміщенні інтерполованих та екстраполованих значень напруги вказують вибрану систему координат.

5.3. Результати випробувань на релаксацію напруг за кожним зразком рекомендується записувати до протоколу за формою, наведеною у додатку 4, що рекомендується.

5.4. При видачі результатів випробування вказують: тип навантаження (розтяг, вигин, кручення), тип зразка, кількість зразків на кожне значення початкової напруги, спосіб обробки результатів (графічний, статистичний), максимальну тривалість випробування, метод екстраполяції результатів випробувань.

ДОДАТОК 1 (довідкове). ПОЗНАЧЕННЯ, ЩО ВИКОРИСТОВУЮТЬСЯ У СТАНДАРТІ

ДОДАТОК 1
Довідкове

При випробуваннях на релаксацію напруг приймаються позначення:

розрахункова довжина зразка , мм - Ділянка зразка, на якому підтримується сталість сумарного переміщення;

робоча довжина зразка , мм - Ділянка зразка, деформація повзучості якого обумовлює релаксацію напруг;

початковий діаметр робочої частини циліндричного зразка на розтягування , мм;

початкова товщина робочої частини плоского зразка , мм;

початкова ширина робочої частини плоского зразка , мм;

початкова ширина прорізу кільцевого зразка , мм;

початкова товщина витка пружинного зразка , мм;

лінійний розмір фіксатора переміщення , мм. Для кільцевих зразків -ширина клину, для пружинних зразків - висота втулки;

зовнішній діаметр пружинного зразка , мм;

середній діаметр пружинного зразка , мм;

кількість робочих витків пружинного зразка ;

висота пружинного зразка , мм;

висота циліндричної частини пружинного зразка , мм;

початкова площа поперечного перерізу робочої частини зразка , мм, стосовно зразків рівного перерізу;

початкова відстань між реперними відбитками твердості на зразках без навантаження , мм, за нормальної температури (20 ) °С;

відстань між реперними відбитками твердості на зразках після навантаження , мм, за нормальної температури (20 )°С;

відстань між рсперними відбитками твердості на зразках після розвантаження через час , мм, за нормальної температури (20 )°С;

задане постійне у процесі випробування переміщення зразка , мм (при нормальній температурі , мм);

залишкове пружне переміщення зразка, що визначається після розвантаження через час , мм (при нормальній температурі із співвідношення );

модуль нормальної пружності при температурі випробування , МПа (кгс/мм ) (при нормальній температурі , МПа (кгс/мм ));

модуль зсуву при температурі випробування , МПа (кгс/мм ) (при нормальній температурі , МПа (кгс/мм ));

початкові нормальні та дотичні напруги, МПа (кгс/мм );

залишкові нормальні та дотичні напруги, МПа (кгс/мм );

межа плинності при температурі випробування , що визначається за ГОСТ 1497-73 .

ДОДАТОК 2 (рекомендований). Зразки для випробувань

ДОДАТОК 2
Рекомендоване

чорт.1. Зразок циліндричний

Зразок циліндричний

Чорт.1

мм

Чорт.2

Чорт.2

Чорт.3. Зразок плоский

Зразок плоский

Чорт.3

ДОДАТОК 3 (обов'язковий). Зразки для випробувань

ДОДАТОК 3
Обов'язкове

чорт.1. Зразок рівного опору вигину

Зразок рівного опору вигину

Чорт.1

Чорт.2. Зразок рівного перерізу

Зразок рівного перерізу

Чорт.2

Чорт.3. Пружинний зразок

Пружинний зразок

Чорт.3

чорт.4. Пружинний зразок із втулкою

Пружинний зразок із втулкою

Чорт.4

ДОДАТОК 4 (рекомендований). ПРОТОКОЛ ВИПРОБУВАННЯ МЕТАЛІВ НА РЕЛАКСАЦІЮ НАПРУГ

ДОДАТОК 4
Рекомендоване

1. МАТЕРІАЛ

1.1. Найменування, марка (за відповідним стандартом).

1.2. Хімічний склад.

1.3. Спосіб виплавки (тип печі) та розмір зливка, заготівлі.

1.4. Вид металопродукції (прокат сортовий, виливок).

1.5. Види та режими термообробки.

1.6. Механічні властивості ( ; ; ; ; ) при 20 °C та температурі випробування та твердість при 20 °C.

1.7. Модуль нормальної пружності за температури випробування.

2. ЗРАЗКИ

2.1. З якого місця взято зразок.

2.2. Тип та розміри зразка.

3. АПАРАТУРА

3.1. Тип установки для тестування.

3.2. Точність вимірювання температури.

4. УМОВИ І РЕЗУЛЬТАТИ ВИПРОБУВАННЯ

Електронний текст документа

підготовлений АТ «Кодекс» і звірений за:

офіційне видання
М: Видавництво стандартів, 1984