ГОСТ 9.019-74

ГОСТ 9.019-74 (ІСО 9591-89) Єдина система захисту від корозії та старіння (ЕСЗКС). Сплави алюмінієві та магнієві. Методи прискорених випробувань на корозійне розтріскування (зі змінами N 1, 2)

ГОСТ 9.019-74
(ІСО 9591-89) *
____________
* Змінена редакція, Змін. N 2


Група Т99

ДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ СОЮ3А РСР

Єдина система захисту від корозії та старіння

СПЛАВИ АЛЮМІНІЄВІ І МАГНІЄВІ

Методи прискорених випробувань на корозійне розтріскування

Unified system of corrosion and ageing protection. Alluminium and magnesium alloys.
Accelerated test methods for corrosion cracking

ОКСТУ 0009*
____________
* Змінена редакція, Змін. N2.

Строк дії з 01.01.75
до 01.01.83 *
_______________________________
* Обмеження терміну дії знято
Постановою Держстандарту СРСР № 1859 від 22.06.89
(ІВД N 10, 1989 рік). - Примітка "КОДЕКС".

Введено в дію постановою Державного комітету стандартів Ради Міністрів СРСР від 19 березня 1974 р. N 627

ПЕРЕВИДАННЯ (листопад 1981 р.) із зміною N 1, затвердженим у листопаді 1979 р. (ІВД N 1 1980 р.)

ВНЕСЕН Зміна N 2, затверджена та введена в дію постановою Державного комітету СРСР за стандартами від 22.06.89 N 1859 з 01.01.90 та опублікована в ІВС N 10, 1989 рік

Зміна N 2 внесена юридичним бюро «Кодекс» за текстом ІКС N 10, 1989 рік


Цей стандарт поширюється на алюмінієві та магнієві сплави без захисних покриттів та встановлює методи прискорених випробувань на корозійне розтріскування.

1. ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ

1.1. Стандарт встановлює два методи випробувань:

при заданій деформації;

при постійному осьовому навантаженні, що розтягує.

1.2. Критеріями оцінки корозійного розтріскування сплавів є:

рівень безпечної напруги - максимальна напруга, при якій не відбувається руйнування зразків за встановлений термін випробувань;

час до появи першої тріщини, що виявляється візуально (або при збільшенні 30 ), при випробуванні на одному рівні напруги;

характер корозійної руйнації.

(Змінена редакція, Зм. N 2).

2. ВІДБІР ЗРАЗКІВ

2.1. Встановлюються напрямки вирізки зразків із напівфабрикатів та виробів із них. Схема вирізки зразків наведена у додатку 1.

Зразки з ливарних сплавів вирізують у напрямках, які визначаються програмою випробувань.

2:2. Для отримання характеристик, що регламентуються в документах на сплав, випробовують щонайменше 10 зразків кожного варіанта*. В інших випадках допускається випробовувати не менше 5 зразків.
____________________
* Під варіантом розуміють групу зразків з ідентичними параметрами.

2.3. При випробуваннях методом заданої деформації застосовують зразок розміром 110х15х2,5 мм.

При необхідності збереження вихідного розміру деталі або напівфабрикату допускається застосовувати зразки будь-якої товщини, але не більше 5 мм.

2.3.1. У тих випадках, коли не можна виготовити зразки розміром 110х15 мм, допускається застосовувати зразки розміром 40х10 мм і товщиною до 3,0 мм, а також кільцеві зразки висотою 20 мм, діаметром не менше 10 мм та товщиною стінки не більше 0,1 зовнішнього діаметра (чорт.2). Якщо товщина стінки перевищує 0,1 , то зразок утонюють з внутрішньої сторони до товщини стінки, що дорівнює 0,1 (Див. додаток 1).

2.3.2. З труб та прутків діаметром менше 10 мм вирізають зразки у вигляді відрізків завдовжки 110 мм.

2.4. При постійному осьовому навантаженні, що розтягує, застосовують циліндричні зразки з діаметром робочої частини не менше 3 мм і плоскі зразки з шириною робочої частини не менше 4 мм.

(Змінена редакція, Зм. N 2).

2.5. При виготовленні зразків зі зварних з'єднань шов розташовують у середині зразка перпендикулярно напрямку напруг, що розтягують.

2.6. Параметр шорсткості поверхні зразків, що не піддаються механічній обробці, повинен відповідати стандарту напівфабрикат.

Параметр шорсткості поверхні механічно оброблених зразків Ra згідно з ГОСТ 2789-73 повинен бути:

для алюмінієвих сплавів трохи більше 1 мкм;

для магнієвих сплавів понад 2,5 мкм (круглі зразки) або не більше 1,25 мкм (плоські зразки).

Для алюмінієвих сплавів можна застосовувати параметр шорсткості поверхні, встановлений для магнієвих сплавів, якщо це не впливає на результати випробувань.

(Змінена редакція, Зм. N 1, 2).

2.7. Зразки з поверхневими дефектами (механічного чи металургійного походження) відбраковуються.

2.8. На один із кінців зразка наносять маркування, в якому вказують номер варіанта та порядковий номер зразка. Маркування заносять в опис, в якому мають бути відображені:

хімічний склад чи марка сплаву;

технологія виробництва;

термічна обробка;

напрямок вирізки зразків;

розміри зразків;

стан поверхні;

початок та кінець випробувань.

2.9. Маркування слід захищати лаком (наприклад, АК-20).

3. ПІДГОТОВКА ДО ВИПРОБУВАНЬ

3.1. Підготовка поверхні зразків із алюмінієвих сплавів

3.1.1. Зразки з алюмінієвих сплавів знежирюють органічним розчинником (наприклад, бензином) і потім труять у 5-10%-ному розчині гідроксиду натрію за ГОСТ 4328-77 при температурі 50-60 ° С протягом 0,5-2 хв. Далі зразки промивають у проточній воді, освітлюють у 30% розчині азотної кислоти за ГОСТ 4461-77 протягом 2-6 хв, знову промивають у проточній, а потім в дистильованій воді при температурі 70-90 °С і висушують.

3.1.2. Зразки з механічно обробленою поверхнею допускається не травлення.

3.2. Підготовка поверхні зразків з магнієвих сплавів

3.2.1. Зразки з механічно необробленою поверхнею зачищають скляною шкіркою N 8 або N 10 згідно з ГОСТ 6456-82 . Після зачищення поверхню зразків протирають тампоном, змоченим етиловим спиртом.

(Змінена редакція, Зм. N 2).

3.2.2. Зразки з механічно обробленою поверхнею додаткової механічної обробки не піддаються.

3.2.3. Замість зачистки скляною шкіркою механічно необроблених зразків, а також для механічно оброблених зразків допускається травлення в 5-7% розчині азотної кислоти за ГОСТ 4461-77 протягом 0,5-2 хв. Після промивання у воді зразки освітлюють протягом 2-5 хв у хромонітратному розчині кімнатної температури, що містить:

ангідриду хромового за ГОСТ 3776-78 ; 80-100 г/дм ;

натрію азотнокислого за ГОСТ 4168-79 або калію азотнокислого за ГОСТ 4217-77 ; 5-8, г/дм .

Потім зразки промивають у проточній воді, а потім у дистильованій воді при температурі 70-90 °С.

(Змінена редакція, Зм. N 2).

3.3. Перед випробуваннями зразки протирають тампоном, змоченим етиловим спиртом.

3.4. Розрахунок стріли прогину при випробуванні методом заданої деформації в одновісному напруженому стані

3.4.1. Напруги розтягування в плоских або циліндричних зразках створюються в спеціальних пристосуваннях - скобах за 4-точковою схемою вигину (чорт.1).

Чорт.1

Стріла прогину визначається з похибкою трохи більше ±0,02 мм. Наприклад, за допомогою індикатора типу ІЛ 0-10 мм згідно з ГОСТ 577-68 або іншим приладом.

Стрілу прогину у міліметрах обчислюють за формулою

(1)

де - Розрахункова напруга, Па;

- модуль пружності, Па;

- Відстань між опорами в скобі, мм;

- Товщина для плоского зразка або зовнішній діаметр для циліндричного зразка, мм.

(Змінена редакція, Зм. N 2).

3.4.2. Напруга розтягування в кільцевих зразках створюють стисненням кільця діаметром (черт.2).

Чорт.2

Стиснення кільцевого зразка проводиться у струбціні або стяжною шпилькою (див. додаток 2).

Значення деформації у міліметрах обчислюють за формулою

(2)

де - Середній діаметр кільця, мм; ;

- Товщина стінки кільця, мм;

- поправочний коефіцієнт.

значення коефіцієнта визначають за графіком (додаток 8) залежно від відношення .

(Змінена редакція, Зм. N 2).

3.5. При випробуванні методом заданої деформації в складнонапруженому стані (вигин з крученням) напруги вигину та кручення створюють за схемою, наведеною на рис.3, у спеціальних пристосуваннях (скобах).

Чорт.3

Конструкцію скоби наведено у додатку 3.

Стрілу прогину при згинанні ( ) у міліметрах обчислюють за формулою

(3)

Кут скручування ( ) у радіанах обчислюють за формулою

, (4)

де - Напруга кручення, кгс / мм ;

- Модуль зсуву, кгс / мм .

Так як при деформації зразка відраховувати кут скручування важко, то визначається вертикальне переміщення крайової точки зразка - точки (Див. Додаток 3).

Вертикальне переміщення ( ) у міліметрах обчислюють за формулою

(5)

де ширина зразка, мм.

3.6. Визначення розрахункових напруг під час випробування методом заданої деформації

3.6.1. Випробування основного матеріалу проводять при розрахункових напругах ( ), що становлять певну частку ( ) від межі плинності при розтягуванні ( ).

3.6.2. Для алюмінієвих сплавів приймають рівним 1,0; 0,9; 0,75; 0,5 та 0,25; для магнієвих сплавів - 0,9; 0,75; 0,5 та 0,25.

3.6.3. (Виключений, Зм. N 2).

3.6.4. Напруги для алюмінієвих сплавів при , рівному 0,25, 0,5 і 0,75 і магнієвих сплавів при , Рівному 0,25 і 0,5, обчислюють за формулою

.

(Змінена редакція, Зм. N 2).

3.6.5. Напруги у зразках з алюмінієвих сплавів при , Рівному 0,9 і 1,0, визначають за таблицею додатка 4 або обчислюють за формулою

, (7)

при (8)

при (9)

3.6.6. Напруги у зразках з магнієвих сплавів при , Рівному 0,75 і 0,9, визначають за таблицею додатка 5 або обчислюють за формулою

, (10)

де

3.6.7. Напруга крутіння ( ) приймають рівним 0,5

3.6.8. Зразки із зварних з'єднань випробовують на декількох або одному рівні напруги. Для алюмінієвих та магнієвих сплавів встановлені наступні значення розрахункових напруг , МПа:

140, (100), (120), (160) - для сплавів систем Al-Mg-Si, Al-Mg;

220, (180), (200), (240) - для сплавів систем Al-Cu, Al-Cu-Mg, Al-Cu-Mg-Si;

240, (200), (220), (260) - для сплавів систем Al-Zn-Mg, Al-Zn-Mg-Cu.

Для магнієвих сплавів розрахункові напруги беруть рівними 0,6; (0,4); (0,5); (0,75) від межі міцності зварного з'єднання. При зварюванні різнорідних металів величину напруги визначають за менш міцним матеріалом.

(Змінена редакція, Зм. N 2)

.

3.6.9. З метою скорочення часу випробувань або імітації роботи деталей допускається випробовувати зразки з алюмінієвих сплавів при напругах, що перевищують ( >1) - для основного матеріалу за формулами (7) і (8), або максимальні значення в ряді наведених напруг - для зварних з'єднань.

3.7. Визначення розрахункових напруг при випробуванні методом заданого осьового навантаження, що розтягує.

3.7.1. Напруги розтягування створюються на установках «Сигнал» згідно з ГОСТ 9.909-86 (див. додаток 6) або на інших пристроях, що забезпечують підтримку постійного навантаження протягом усього часу випробувань. Розтягуючі зусилля ( ), Н, розраховують за формулою

, (11)

де - Площа поперечного перерізу зразка (для зварних з'єднань - по основному металу), мм .

(Змінена редакція, Зм. N 2).

3.7.2. При випробуванні на одному рівні напруги приймають рівними 0,75 - для алюмінієвих сплавів та 0,5 - Для магнієвих сплавів. При випробуванні на кількох рівнях зазначені напруження приймають за початкові. Наступні значення напруги послідовно змінюють на 20 МПа.

(Змінена редакція, Зм. N 2).

3.7.3. Зварні з'єднання з алюмінієвих сплавів випробовують при напругах, МПа:

120 (80); (100), (140) - для сплавів систем Al-Mg-Si, Al-Mg;

180, (160), (200), (220) - для сплавів систем Al-Cu, Al-Cu-Mg, Al-Cu-Mg-Si;

200, (160), (180), (220), (240) - для сплавів систем Al-Zn-Mg, Al-Zn-Mg-Cu.

(Змінена редакція, Зм. N 2).

3.7.4. Зварні з'єднання з магнієвих сплавів відчувають при напругах 0,5; (0,4); (0,6) від межі міцності зварної сполуки.

4. ПРОВЕДЕННЯ ВИПРОБУВАНЬ

4.1. Випробування алюмінієвих сплавів проводять при періодичному зануренні зразків у 3% розчин хлористого натрію за ГОСТ 4233-77 за циклом: 10 хв в розчині, 50 хв на повітрі. Температура довкілля 18-25 °С.

4.2. Випробування магнієвих сплавів проводять при періодичному зануренні в 0,001% розчин хлористого натрію за циклом: 10 хв у розчині, 50 хв на повітрі (температура навколишнього середовища 18-25 °C) і у вологій атмосфері (камері) за двоступінчастим циклом:

1-й ступінь - вологість 95-98%, температура 50 ± 2 ° С, витримка 16 год;

2-й ступінь - вологість 95-98%, температура 18-25 ° C, витримка 8 год.

4.2.1. Зразки в камері розміщують таким чином, щоб опукла (розтягнута) сторона зразка була спрямована вгору.

4.3. Допускається випробовувати сплави методом заданого одновісного навантаження, що розтягує при постійному зануренні зразків в розчини, як зазначено в пп.4.1. та 4.2.

4.4. Розчини готують на дистильованій воді згідно з ГОСТ 6709-72 .

4.5. Об'єм розчину становить не менше 10 см на 1 см Зразок поверхні.

(Змінена редакція, Зм. N 2).

4.6. Зміна розчину проводиться через кожні 15 діб випробувань. Розчин у міру випаровування доливають дистильованою водою.

4.7. Випробування при періодичному зануренні проводять без перерви або з регулярною перервою тривалістю не більше 9 годин. Допускаються нерегулярні перерви тривалістю не більше 3 діб.

Під час розрахунків тривалості випробувань враховують календарний час.

Під час перерв зразки повинні бути на повітрі.

(Змінена редакція, Зм. N 2).

4.8. Тривалість випробувань становить:

за методом заданої деформації – 90 діб – при періодичному та повному зануренні, 180 діб – при випробуванні в камері;

за методом заданого навантаження - 45 діб.

Допускається збільшувати тривалість випробувань до 90, 180, 270 і 360 діб або зменшувати до 10, 20 або 30 діб.

(Змінена редакція, Зм. N 2).

4.9. При випробуванні методом заданої деформації періодично здійснюють відновлення деформації. Для цього зразок повністю розвантажують та знову деформують на початкову стрілу прогину. Відновлення деформації зразків проводять через 15 і 45 діб з початку випробувань, а потім через кожні 45 cyт. Допускається відхилення до 2 діб.

При тривалості випробувань менше 30 діб відновлення деформації не проводять.

(Змінена редакція, Зм. N 2).

5. ОБРОБКА РЕЗУЛЬТАТІВ ВИПРОБУВАНЬ

5.1. При кількості зразків 10 і більше у варіанті отримані дані підлягають математичній обробці з побудовою кривих ймовірнісних в координатах «накопичена ймовірність руйнування - час до руйнування».

5.1.1. Обчислюють середній арифметичний час до руйнування ( ) у добі за формулою

(12)

де - Час до руйнування окремого зразка, добу;

- Кількість зразків у варіанті.

Якщо частина зразків не зруйнувалася за вибраний час випробувань, то за підрахунком враховують тривалість випробувань зразків, що не зруйнувалися.

(Змінена редакція, Зм. N 2).

5.1.2. Дисперсію ( ) обчислюють за формулою

. (13)

5.1.3. Середньоквадратичне відхилення ( ) обчислюють за формулою

. (14)

5.1.4. Коефіцієнт варіації ( ) у відсотках обчислюють за формулою

. (15)

Дисперсію, середнє квадратичне відхилення та коефіцієнт варіації обчислюють тільки з урахуванням значень зразків, що зруйнувалися.

(Змінена редакція, Зм. N 2).

5.1.5. Ймовірність руйнувань зразка ( ) у відсотках обчислюють за формулою

, (16)

де - Порядковий номер випробуваного зразка в ряді послідовності руйнування зразків.

5.1.6. Далі будують ймовірні криві, де по осі ординат відкладають накопичену ймовірність руйнування, а по осі абсцис - час до руйнування. Пряму лінію, що характеризує емпіричну функцію розподілу, проводять через дві точки з координатами ( %), ( %) або з координатами ( %), [ %]. Оцінку опору сплавів до корозійного розтріскування роблять при накопиченій ймовірності руйнування 5 і 50%. Приклад побудови імовірнісних кривих наведено у додатку 7.

5.2. Для визначення рівня безпечної напруги будують графік «час до руйнування-напруга». При цьому час до руйнування визначають за накопиченої ймовірності ( ) 5 та 50%.

5.3. При кількості зразків у варіанті менше 10 визначають лише середнє арифметичне час до руйнування ( ) із зазначенням часу до руйнування першого та останнього зразків.

5.4. Додатковим критерієм для оцінки результатів випробувань служить характер корозійних тріщин, який визначається мікроскопічним дослідженням шліфів.

Площина шліфів, виготовлених за ГОСТ 1778-70 повинна бути перпендикулярна робочої поверхні зразка і паралельна напрямку розтягуючих напруг.

ДОДАТОК 1 (рекомендований). Схема вирізки зразків

ДОДАТОК 1
Рекомендоване

- Лист; - Пресований профіль; - Пресована смуга; - Поковка.
Напрямок вирізки: Д - пайовий; П - Поперечне; В - висотне; Р - радіальне; X - хордове.

ДОДАТОК 2 (довідкове)

ДОДАТОК 2
Довідкове

Деформація кільцевого зразка стяжною шпилькою

1 - стяжна шпилька зі сплаву титану, сталі марки 12Х18Н9Т; 2 - гайка зі сплаву титану або сталі марки 12Х18Н9Т;
3 - прокладка текстолітова; 4 - зразок кільцевої.

Деформація кільцевого зразка у струбціні

Деформація кільцевого зразка у струбціні

1 - натискний гвинт зі сплаву титану або сталі марки 12Х18Н9Т; 2 - верхня поперечина зі сплаву титану або сталі марки 12Х18Н9Т; 3 - напрямна зі сплаву титану або сталі марки 12Х18Н9Т; 4 - рухома перекладина текстолітова;
5 - зразок кільцевої; 6 - нижня перекладина текстолітова.

ДОДАТОК 3 (довідкове). Пристосування для випробувань плоских зразків при заданій деформації у складнонапруженому стані (вигин із крученням)

ДОДАТОК 3
Довідкове

1 - скоба; 2 - шпилька; 3 - сережки; 4 - зразок; 5, 6 - прокладки. Матеріал: поз.1, 3, 5, 6 - текстоліт;
поз.2 - сплав титану чи сталі марки 12Х18Н9Т.

ДОДАТОК 4 (довідкове). Визначення розрахункових напруг, МПа, у зразках з алюмінієвих сплавів для значень К, рівних 0,9 та 1,0

ДОДАТОК 4
Довідкове

Додаток 4. (Змінена редакція, Зм. N 2).

ДОДАТОК 5 (довідкове). Визначення розрахункових напруг, МПа, у зразках з магнієвих сплавів для значень К, рівних 0,75 та 0,9

ДОДАТОК 5
Довідкове

Додаток 5. (Змінена редакція, Зм. N 2).

ДОДАТОК 6 (довідкове). Схема установки «Сигнал» для випробування зразків на корозійне розтріскування при постійному осьовому навантаженні, що розтягує.

ДОДАТОК 6
Довідкове

- Схема установки «Сигнал»; - з'єднання зразків у ланцюжок за допомогою муфт; 1 - зразок;
2 - муфта; 3 - корозійне середовище; 4 - важільна система; 5 - штуцер для подачі розчину;
6 - рухомий вантаж, 7 - гвинт, що навантажує.

ДОДАТОК 7 (довідкове). Приклад повної математичної обробки даних випробувань на корозійне розтріскування

ДОДАТОК 7
Довідкове

1. Отримано такі значення часу до появи тріщини (часу до руйнування) - доба:

8, 13, 16, 19, 21, 28, 35, 37, 42, 45.

2. Обчислюємо середнє арифметичне ( ) часу до руйнування:

.

п. 1, 2. (Змінена редакція, Изм. N 2).

3. Обчислюємо дисперсію ( ):

4. Обчислюємо середнє квадратичне ( ):

.

5. Обчислюємо коефіцієнт варіації ( ):

.

6. Дані математичної обробки наведені у таблиці та зображені на графіку.

(Змінена редакція, Зм. N 2).

ДОДАТОК 8 (обов'язковий). Залежність поправочного коефіцієнта від відношення зовнішнього діаметра кільцевого зразка до товщини його стінки

ДОДАТОК 8
Обов'язкове

Залежність поправочного коефіцієнта від відношення зовнішнього
діаметра кільцевого зразка до товщини його стінки

Додаток 8. (Введено додатково, Зм. N 2).