ГОСТ 3248-81

ГОСТ 3248-81 Метали. Метод випробування на повзучість (зі зміною N 1)

ГОСТ 3248-81

Група В09

ДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ СПІЛКИ РСР
МЕТАЛИ
Метод випробування на повзучість

Метали.
Creep test method

Дата введення 1982-07-01

ЗАТВЕРДЖЕНИЙ І ВВЕДЕНИЙ У ДІЮ Постановою Державного комітету СРСР за стандартами від 2 вересня 1981 р. № 4137 термін запровадження встановлено з 01.07.82

ПЕРЕВІРЕНИЙ у 1986 р. Постановою Держстандарту від 05.12.86 № 3691 термін дії продовжено до 01.07.92*
_______________
* Обмеження терміну дії знято за протоколом Міждержавної Ради зі стандартизації, метрології та сертифікації (ІВД № 2, 1993 р.). - Примітка "КОДЕКС".

ПЕРЕВИДАННЯ (березень 1988 р.) зі Зміною N 1, затвердженим у грудні 1986 р. (ІУС 2-87).

ВЗАМІН ГОСТ 3248–60

Цей стандарт встановлює метод випробування на повзучість чорних та кольорових металів та сплавів при температурі до 1200 °С.

Сутність методу полягає в тому, що зразок піддається впливу постійного навантаження, що розтягує, і постійної температури при фіксуванні деформації зразка в часі.

В результаті випробування визначають межу повзучості матеріалу, тобто напруги, при якому швидкість або деформація повзучості за певний проміжок часу не перевищує заданої величини.

Стандарт відповідає ІСО/Р-203, ІСО/Р-204.

1. ФОРМА І РОЗМІРИ ЗРАЗКІВ

1.1. Встановлюють основні зразки:

циліндричні - діаметром 10 мм, з розрахунковою довжиною 100, 150 та 200 мм;

плоский - шириною 15 мм, з розрахунковою довжиною 100 мм.

Товщина зразка визначається завтовшки прокату.

Допускається за наявності технічних обґрунтувань застосовувати пропорційні зразки інших розмірів та форм, з початковою розрахунковою довжиною або мм, де - Початкова площа поперечного перерізу робочої частини зразка в мм . Діаметр циліндричних зразків має бути не менше 5 мм.

1.2. Відхилення, що допускаються, на розміри і параметр шорсткості оброблюваної поверхні зразків повинні відповідати вимогам, зазначеним у табл. 1.

Таблиця 1

1.2.1. Відхилення від заданої розрахункової довжини зразка, довжини ділянки робочої частини зразка, на якому вимірюється подовження, не повинні перевищувати ±1%.

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

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

1.3. Зразок за формою та за розмірами головок зразка та перехідної частини від головки до його робочої довжини визначається прийнятим способом кріплення вимірювача подовжень на зразку та способом кріплення зразка у захватах випробувальної машини. Поєднання головки зразка з його робочою частиною має бути плавним.

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 умов постачання, застосування та технології виготовлення напівфабрикатів і виробів.

(Змінена редакція, Зм. № 1).

1.4. 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.

1.5. Якщо метал підлягає випробуванню в термообробленому вигляді, термообробці 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 змін структури та властивостей випробуваного металу (наприклад, внаслідок нагрівання або наклепу).

1.6. Вимоги до точності вимірювання зразків до випробувань повинні відповідати ГОСТ 9651-84 , якщо не висуваються більш жорсткі вимоги.

2. ЗАСТОСУВАНА АПАРАТУРА

Технічні вимоги до машин для випробування металів на повзучість повинні відповідати ГОСТ 15533-80 .

3. ПРОВЕДЕННЯ ВИПРОБУВАНЬ

3.1. Правильність установки зразка в захопленнях випробувальної машини (відсутність ексцентриситету) перевіряється вимірюванням при нормальній температурі пружних подовжень зразка на двох діаметрально протилежних сторонах і має бути не більше ніж 10% середнього арифметичного значення деформації зразка.

(Змінена редакція, Зм. № 1).

3.2. 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.

3.3. Для вимірювання температури на зразках з розрахунковою довжиною до 100 мм включно повинно бути встановлено не менше двох термопар, а на зразках з розрахунковою довжиною понад 100 мм не менше трьох термопар, рівномірно розподілених по всій розрахунковій довжині. Термопари встановлюються так, щоб гарячі спаї щільно стикалися з поверхнею зразка: гарячий спай термопари повинен бути захищений від розпечених стінок печі.

3.4. Термопари повинні повірятися згідно з ГОСТ 8.338-78. Терміни перевірки термопар з неблагородних металів повинні відповідати зазначеним у табл. 2.

Таблиця 2

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

Холодний спай термопари у процесі випробування повинен мати постійну температуру.

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

температура нагрівання

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

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 попереднє навантаження, що дорівнює приблизно 10% від заданого загального навантаження, але при цьому попереднє навантаження не повинно викликати у зразку напругу більше 10 МПа.

Якщо температура зразка та показання вимірювача подовження залишаються протягом 5 хв незмінними, проводять плавне навантаження зразка до заданого навантаження.

3.8. Одночасно з додатком навантаження повинна проводитися реєстрація подовження зразка, починаючи з попереднього навантаження та на кожному ступені навантаження, якщо останнє здійснюється ступенями.

Реєстрацію подовження зразка повинні проводити або безперервно або з такими інтервалами, щоб можна було повністю встановити характер зміни подовження.

Частини приладів, що виходять із печі, повинні бути сконструйовані та захищені так, щоб короткочасні зміни температури не впливали на показання приладів.

Примітка. Допускається застосування приладів із точністю відліку деформації до 0,02 мм, якщо за вимогами випробування така точність є достатньою.

Якщо конструкція випробувальної машини на повзучість не дозволяє здійснювати навантаження сходами, то пластична деформація при навантаженні може бути отримана відніманням пружної деформації із сумарної. Пружна деформація розраховується із величини модуля пружності матеріалу при температурі випробування.

Перерви при випробуванні невеликої тривалості не допускаються. Тривалі випробування після перерв можуть бути продовжені. Зразки під час перерви випробування не розвантажуються. Необхідно забезпечити відсутність додаткових напруг у зразку при його охолодженні.

3.9. Тривалість випробування та допуск на деформацію при заданих напругах та температурі (тобто навантаженні, віднесеній до початкової площі поперечного перерізу зразка) встановлюються для кожного матеріалу в залежності від його призначення.

Визначення межі повзучості рекомендується проводити при допусках на подовження від 0,1 до 1% при тривалості випробування 50, 100, 300, 500, 1000, 3000, 5000, 10000 год, якщо не потрібна інша тривалість або інший допуск.

У разі визначення межі повзучості за швидкістю повзучості тривалість випробування повинна становити не менше 2000-3000 год, за умови тривалості прямолінійної ділянки кривої повзучості не менше 500 год, при цьому вказується метод визначення.

3.10. Температура приміщення під час випробування має бути по можливості постійною. Коливання температури приміщення під час вимірювання подовження не повинні перевищувати ±3 °С.

3.11. Після закінчення випробування на повзучість зразок розвантажують до величини попереднього навантаження та визначають абсолютну величину залишкового подовження.

4. РЕЗУЛЬТАТИ ВИПРОБУВАНЬ

4.1. Результати випробувань (крім приймально-здавальних) представляють графічно у вигляді первинних кривих повзучості в координатах «відносне подовження (тобто деформація повзучості) — час», за якими потім визначають напругу (тобто навантаження, віднесене до початкової площі поперечного перерізу) зразка), що відповідає умовній межі повзучості матеріалу.

4.2. Умовна межа повзучості - напруга, яка викликає за встановлений час випробування при даній температурі задане подовження зразка (сумарне або залишкове) або задану швидкість повзучості прямолінійній ділянці кривої повзучості.

Сумарне або залишкове відносне подовження у відсотках (див. креслення) обчислюють за формулами:

де - Початкова розрахункова довжина, виміряна при кімнатній температурі перед випробуванням зразка з похибкою до 0,05 мм;

- Абсолютне подовження, що реєструється при черговому вимірі деформації зразка в процесі випробувань, мм.

Примітка. Допускається визначати сумарне чи залишкове подовження без урахування пластичної складової подовження при навантаженні. При поданні результатів необхідно вказати. Початкова розрахункова довжина повинна вимірюватись при кімнатній температурі перед випробуванням зразка.

4.3. Визначення умовної межі повзучості проводять так:

відчувають серію зразків при даній температурі та трьох-чотирьох рівнях напруг. Кількість зразків у серії має забезпечувати необхідну точність визначення умовної межі повзучості;

на основі отриманих первинних кривих повзучості визначають середнє значення , та швидкості повзучості на прямолінійній ділянці кожного рівня напруг і будують діаграми залежності між напругою та подовженням або між напругою та середньою рівномірною швидкістю повзучості на прямолінійній ділянці у логарифмічній системі координат (допускається обробка даних випробувань в інших системах координат). За цими діаграмами знаходять напругу, яку записують з точністю до 5 МПа;

- подовження при навантаженні; - Повне (пружне + залишкове подовження на криволінійній ділянці); - Сумарне (пружне + залишкове) подовження за час випробування; - Пружне подовження; - залишкове подовження

після того, як напруга буде знайдена не менше ніж при трьох різних температурах випробування, може бути побудована діаграма залежності між умовною межею повзучості і температурою.

Приклад умовного позначення величини деформування межі повзучості при допуску на деформацію 0,2% за 100 год. випробування при температурі 700 °С:

.

При цьому необхідно додатково вказати сумарну або залишкову деформацію, за якою визначалася межа повзучості.

Приклад умовного позначення величини межі повзучості за швидкості повзучості 1·10 %/год при температурі 600 °С:

.

При цьому необхідно додатково вказати час випробування, за який було досягнуто заданої швидкості повзучості.

(Змінена редакція, Зм. № 1).

4.4. Результати випробування на повзучість за кожним зразком записують за формою, наведеною в додатку, що рекомендується.

ДОДАТОК (рекомендований). ФОРМА ЗАПИСУ РЕЗУЛЬТАТІВ ВИПРОБУВАННЯ МЕТАЛІВ НА ПОЛУЧНІСТЬ

ПРИКЛАДНА ПРОГРАМА
Рекомендоване

1. Матеріал

1. Найменування, марка (за відповідним стандартом).

2. Хімічний склад.

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

4. Форма (прокат сортовий, прокат листовий, труба, виливок і т. д. ).

5. Види та режими термообробки.

6. Механічні властивості (межа міцності, межа плинності, подовження, поперечне звуження, ударна в'язкість, твердість).

7. Мікроструктура та величина зерна.

2. Зразки

1. З якого місця взято зразок (відстань осі зразка від осі злитка заготовки або виробу; поздовжній, поперечний).

2. Розміри розрахункової частини зразка (довжина і діаметр поперечного перерізу мм, до і після випробування, виміряні в приміщенні, де проводиться випробування).

3. Апаратура

1. Тип установки для випробування.

2. Точність вимірювання температури.

3. Точність виміру деформації (абсолютна).

4. Умови та результати випробувань

Текст документа звірений за:
офіційне видання
М: Видавництво стандартів, 1988