ГОСТ 25.503-97
Группа В09
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов
МЕТОД ИСПЫТАНИЯ НА СЖАТИЕ
Design calculation and strength testing. Methods of mechanical testing of metals. Method of compression testing
МКС 77.040.10
ОКСТУ 0025
Дата введения 1999-07-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Воронежской государственной лесотехнической академией (ВГЛТА), Всероссийским институтом легких сплавов (ВИЛС), Центральным научно-исследовательским институтом строительных конструкций (ЦНИИСК им. Кучеренко), Всероссийским научно-исследовательским институтом стандартизации и сертификации в машиностроении (ВНИИНМАШ) Госстандарта РФ
ВНЕСЕН Госстандартом России
2 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 12 от 21 ноября 1997 г.)
За принятие проголосовали:
Наименование государства | Наименование национального органа по стандартизации |
Азербайджанская Республика | Азгосстандарт |
Республика Армения | Армгосстандарт |
Республика Белоруссия | Госстандарт Белоруссии |
Республика Казахстан | Госстандарт Республики Казахстан |
Киргизская Республика | Киргизстандарт |
Республика Молдова | Молдовастандарт |
Российская Федерация | Госстандарт России |
Республика Таджикистан | Таджикгосстандарт |
Туркменистан | Главная государственная инспекция Туркменистана |
Республика Узбекистан | Узгосстандарт |
Украина | Госстандарт Украины |
3 Постановлением Комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 30 июня 1998 г. N 267 межгосударственный стандарт ГОСТ 25.503-97 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 июля 1999 г.
4 ВЗАМЕН ГОСТ 25.503-80
5 ПЕРЕИЗДАНИЕ
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает методы статических испытаний на сжатие при температуре 20
Стандарт устанавливает методику испытания образцов на сжатие для построения кривой упрочнения, определения математической зависимости между напряжением течения
Механические характеристики, кривая упрочнения и ее параметры, определяемые в настоящем стандарте, могут быть использованы в случаях:
- выбора металлов, сплавов и обоснования конструктивных решений;
- статистического приемочного контроля нормирования механических характеристик и оценки качества металла;
- разработки технологических процессов и проектирования изделий;
- расчета на прочность деталей машин.
Требования, установленные в разделах 4, 5 и 6, являются обязательными, остальные требования - рекомендуемыми.
2 Нормативные ссыпки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 1497-84 (ИСО 6892-84) Металлы. Методы испытания на растяжение
ГОСТ 16504-81 Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения
ГОСТ 18957-73* Тензометры для измерения линейных деформаций строительных материалов и конструкций. Общие технические условия
________________
* На территории Российской Федерации отменен.
ГОСТ 28840-90 Машины для испытаний материалов на растяжение, сжатие и изгиб. Общие технические требования
3 Определения
3.1 В настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями:
3.1.1 диаграмма испытаний (сжатия): График зависимости нагрузки от абсолютной деформации (укорочения) образца;
3.1.2 кривая упрочнения: График зависимости напряжения течения от логарифмической деформации;
3.1.3 осевая сжимающая нагрузка: Нагрузка, действующая на образец в данный момент испытания;
3.1.4 условное номинальное напряжение
3.1.5 напряжение течения
3.1.6 предел пропорциональности при сжатии
3.1.7 предел упругости при сжатии
3.1.8 предел текучести (физический) при сжатии
3.1.9 условный предел текучести при сжатии
3.1.10 предел прочности при сжатии
3.1.11 показатель деформационного упрочнения
4 Форма и размеры образцов
4.1 Испытания проводят на образцах четырех типов: цилиндрических и призматических (квадратных и прямоугольных), с гладкими торцами I-III типов (рисунок 1) и торцевыми выточками IV типа (рисунок 2).
Рисунок 1 - Экспериментальные образцы I-III типов
Рисунок 2 - Экспериментальные образцы IV типа
4.2 Тип и размер образца выбирают по таблице 1.
Таблица 1
Тип образца | Начальный диаметр цилинд- | Начальная толщина призмати- | Рабочая (начальная расчетная) высота образца | Определяемая характеристика | Примечание |
I | 20 | 20 | 100 | Модуль упругости, предел пропорциональности | Рисунок 1 |
II | 6-30 | 5-30 | Предел пропорциональности, предел упругости | ||
III | 6; 10; 15; 20; 25; 30 | 5; 10; 15; 20; 25; 30 | Определяют по приложению А | Физический предел текучести, условный предел текучести. Построение кривой упрочнения до значений логарифмических деформаций | |
IV | 6 | - | Построение кривой упрочнения | Рисунок 2. Толщину и высоту буртика определяют по приложению А | |
* Высоту призматического образца устанавливают исходя из его площади ** Для построения кривых упрочнения применяются только цилиндрические образцы. Примечание - Ширину призматических образцов |
4.3 Места вырезки заготовок для образцов и направление продольной оси образцов по отношению к заготовке должны быть приведены в нормативном документе на правила отбора проб, заготовок и образцов на металлопродукцию.
4.4 Образцы обрабатывают на металлорежущих станках. Глубина резания при последнем проходе не должна превышать 0,3 мм.
4.5 Термическую обработку металлов следует проводить до финишных операций механической обработки образцов.
4.6 Погрешность измерения диаметра и размеров поперечного сечения призматического образца до испытания не должна быть более, мм:
0,01 - для размеров до 10 мм;
0,05 - для размеров свыше 10 мм.
Измерение диаметра образцов до испытания проводят в двух взаимно перпендикулярных сечениях. Результаты измерений усредняют, вычисляют площадь поперечного сечения образца, округляя в соответствии с таблицей 2.
Таблица 2
Площадь поперечного сечения образца, мм | Округление значения |
Св. 20 до 100 включ. | 0,1 |
" 100 " 200 " | 0,5 |
" 200 | 1,0 |
4.7 Погрешность измерения высоты образца до испытания не должна быть более, мм:
0,01 - для образцов I и II типов;
0,01 - для образцов III типа, если испытания данного типа образца проводят при деформациях
0,05 - для образцов IV типа.
5 Требования к оборудованию и аппаратуре
5.1 Испытания проводят на машинах сжатия всех систем и машинах растяжения (зона сжатия), отвечающих требованиям настоящего стандарта и ГОСТ 28840.
5.2 При проведении испытаний на сжатие испытательная машина должна быть оснащена:
- преобразователем силы и тензометром или преобразователями силы и перемещений с самопишущим прибором - при определении механических характеристик
- преобразователями силы и перемещений с самопишущим прибором - при определении механических характеристик
- преобразователем силы и измерительными приборами и инструментом - при построении кривой упрочнения на образцах IV тип
а.
5.2.1 Тензометры должны соответствовать требованиям ГОСТ 18957.
5.2.2 Суммарная погрешность измерения и регистрации перемещений с самопишущим прибором абсолютной деформации
5.2.3 Самопишущий прибор должен обеспечивать запись диаграммы
- высотой ординаты диаграммы, соответствующей наибольшему предельному значению диапазона измерения нагрузок, не менее 250 мм;
- масштабами записи по оси абсолютной деформации от 10:1 до 800:1.
5.2.4 Цена деления шкал измерительных приборов и инструмента при измерении конечной высоты образца
0,002 - при | ( |
0,050 - при | |
0,002 - при | |
0,050 - при |
5.2.5 Погрешность измерения конечного диаметра образца и размеров поперечного сечения призматического образца не должна быть более, мм:
0,01 - для размеров до 10 мм;
0,05 - для размеров свыше 10 мм.
6 Подготовка и проведение испытаний
6.1 Число образцов для оценки среднего значения механических характеристик
________________
* Если разница в определяемых характеристиках не превышает 5%, можно ограничиться тремя образцами.
6.2 Число образцов для построения кривой упрочнения
6.2.1 Для построения кривой упрочнения на образцах III, IV типов с последующей обработкой результатов испытаний методами корреляционного анализа число образцов выбирают в зависимости от предполагаемого вида кривой упрочнения и ее участков (см. приложение Б). Для участка I кривой упрочнения (см. рисунок Б.1а) испытывают не менее шести образцов, для участка II - не менее пяти образцов, для участка III - в зависимости от значения деформации, соответствующей данному участку (не менее одного образца на диапазон степеней деформации
6.2.2 При ограниченном объеме испытаний для построения кривой упрочнения на образцах III типа с последующим регрессионным анализом результатов испытания число образцов должно быть не менее пяти.
6.3 Испытания образцов на сжатие проводят в условиях, обеспечивающих минимальный эксцентриситет приложения нагрузки и безопасность проведения экспериментов. Рекомендуется использовать приспособление, приведенное в приложении В.
6.4 Твердость деформирующих плит должна превышать твердость упрочненных во время испытания образцов не менее чем на 5 HRC
Толщину деформирующих плит устанавливают в зависимости от создаваемых усилий в образце и принимают равной 20-50 мм.
6.5 Необходимо контролировать соблюдение равномерности деформирования при испытании образцов на сжатие (отсутствие бочкообразования и вогнутости).
6.5.1 При определении модуля упругости
6.5.2 При определении предела текучести
где
, мм
6.6 При испытании образцов I, II типов торцы образцов обезжиривают. Смазывание торцов смазочным материалом недопустимо.
6.7 При испытании образцов III типа допускается применение смазочного материала, а при испытании образцов IV типа применение смазки является обязательным.
6.7.1 При испытании образцов III типа в качестве смазочного материала применяют машинное масло с графитом, смазочно-охлаждающую жидкость марки В-32К и Укринол 5/5.
6.7.2 При испытании образцов IV типа в качестве смазочного материала применяют стеарин, парафин, парафино-стеариновую смесь или воск. На образцы смазочный материал наносят в жидком состоянии. Толщина смазочного материала должна соответствовать высоте буртиков.
6.7.3 Допускается применение других смазочных материалов, обеспечивающих уменьшение контактного трения между образцами и деформирующей плитой.
6.8 При испытании образцов на сжатие до предела текучести скорость относительной деформации выбирают от 10
азца.
6.9 Определение механических характеристик
6.9.1 Механические характеристики
- с помощью тензометров с ручным и автоматизированным съемом информации (аналитический и расчетный способ обработки);
- по записанной испытательной машиной автодиаграмме в координатах "усилие - абсолютная деформация
Запись диаграмм выполняется при ступенчатом нагружении с циклами разгрузки и непрерывном приложении возрастающего усилия в диапазонах указанных скоростей нагружения и деформирования. Масштаб записи:
- по оси деформации не менее 100:1;
- по оси нагрузки 1 мм диаграммы должен соответствовать не более 10 МПа (1,0 кгс/мм
Поле записи усилий и деформаций должно быть, как правило, не менее 250х350 мм.
6.9.2 Результаты испытаний каждого образца записывают в протокол испытаний (приложение Г), а результаты испытаний партии образцов - в сводный протокол испытаний (приложение Д).
6.9.3 Модуль упругости при сжатии определяют на образцах I типа. Порядок проведения испытаний образца и методика построения диаграммы испытаний по показаниям преобразователя силы и тензометра приведены ниже.
Образец нагружают до напряжения
При напряжении
По результатам испытаний строят диаграмму (рисунок 3). Модуль упругости при сжатии
где
Рисунок 3 - Диаграмма испытаний для определения модуля упругости при сжатии
Для определения модуля упругости при сжатии по диаграмме
По диаграмме, используя формулу (1), определяем модуль упругости при сжатии
6.9.4 Предел пропорциональности при сжатии определяют на образцах I и II типов. Порядок испытаний образца и методика построения диаграммы по показаниям преобразователя силы и тензометра приведены ниже.
Образец нагружают до напряжения
При напряжении
По результатам испытаний строят диаграмму и определяют предел пропорциональности при сжатии (рисунок 4). При построении диаграммы проводят прямую
Рисунок 4 - Диаграмма испытаний для определения предела пропорциональности при сжатии
Для определения предела пропорциональности при сжатии по диаграмме
6.9.5 Предел упругости при сжатии
Образец нагружают до напряжения 0,10
При напряжении
По результатам испытаний строят диаграмму и определяют предел упругости при сжатии (рисунок 5).
Рисунок 5 - Диаграмма испытаний для определения предела упругости при сжатии
Для определения нагрузки
Для определения предела упругости при сжатии
6.9.6 Предел текучести (физический) при сжатии
Образец непрерывно нагружают до напряжения, превышающего ожидаемое значение
Пример определения нагрузки
Рисунок 6 - Определение нагрузки
Предел текучести (физический)
6.9.7 Условный предел текучести при сжатии
Образец непрерывно нагружают до напряжения, превышающего ожидаемое значение условного предела текучести
Масштаб по оси деформации не менее 100:1, а по оси нагрузки - 1 мм диаграммы должен соответствовать не более 10 МПа (1,0 кгс/мм
1 - характеристика жесткости испытательной машины; 2 - диаграмма
Рисунок 7 - Диаграмма испытаний для определения условного предела текучести при сжатии
По результатам испытаний строят диаграмму
Рисунок 8 - Диаграмма испытаний для определения условного предела текучести при сжатии
6.9.8 Предел прочности при сжатии
Образец непрерывно нагружают до разрушения. Наибольшую нагрузку, предшествующую разрушению образца, принимают за нагрузку
6.10 Методика испытаний для построения кривой упрочнения
6.10.1 Для построения кривой упрочнения испытывают серию одинаковых цилиндрических образцов III и IV типов (см. раздел 3) на нескольких уровнях заданных нагрузок.
6.10.2 Кривую упрочнения строят в координатах: ордината - напряжение течения
Рисунок 9 - Экспериментальная кривая упрочнения в координатах
Рисунок 10 - Экспериментальная кривая упрочнения в логарифмических координатах
Напряжение течения
где
Напряжение течения
Логарифмическую деформацию (укорочение)
для образцов III типа
для образцов IV типа
Результаты испытаний каждого образца записывают в протокол испытаний (приложение Г), а результаты испытаний партии образцов - в сводный протокол (приложение Д).
Примечание - Допускается построение кривой упрочнения по относительной деформации (укорочение)
6.10.3 Порядок испытаний образца приведен ниже.
Нагружают образец до заданной нагрузки. Разгружают образец до нулевой нагрузки и измеряют конечный диаметр образца
Для определения
Результаты измерений
Для образцов IV типа одноразовое испытание проводят до момента исчезновения буртиков.
С целью достижения более высоких степеней равномерной деформации применяют двухступенчатую осадку, при этом значение логарифмической деформации между осадками должно быть не менее 0,45.
При двухступенчатом испытании проводят после первого осаживания перетачивание образцов для образования цилиндрической выточки (IV тип). Размеры буртиков образца выбирают по таблице 1. Отношение высоты переточенного образца к диаметру принимают по приложению А.
Для образцов III типа допускается применять промежуточное перетачивание для двухступенчатого осаживания, при этом логарифмическая степень деформации между ступенями должна быть не менее 0,45.
6.10.4 Напряжение течения
6.10.5 Строят кривую упрочнения (см. рисунки 9, 10). Методика обработки экспериментальных данных изложена в приложении Е.
6.10.6 В обоснованных случаях (при ограниченном количестве образцов или при использовании результатов для расчетов процессов, связанных со ступенчатым нагружением) образцы III типа допускается испытывать при ступенчатом увеличении нагрузки (рисунок 11). При этом результаты испытаний для построения кривой упрочнения обрабатывают методом регрессионного анализа (см. приложение Е).
1 - нагрузка; 2 - разгрузка
Рисунок 11 - Проведение испытаний при ступенчатом увеличении нагрузки
6.10.7 Испытание образцов считается недействительным:
- при отрыве буртиков у образцов IV типа во время нагружения;
- при разрушении образца по дефектам металлургического производства (расслой, газовые раковины, плены и т.д.).
Количество образцов для испытаний взамен признанных недействительными должно быть одинаковым.
6.11 При проведении испытаний образцов всех типов соблюдают все правила технической безопасности, предусмотренные при работе на данном оборудовании. Испытания образцов IV типа выполняют обязательно с использованием приспособления (см. приложение В).
ПРИЛОЖЕНИЕ А
(справочное)
Определение размеров образцов III, IV типов
Образцы III типа для построения кривой упрочнения изготовляют высотой
где
Высоту образца
Значения показателей
Таблица А.1 - Значение показателя деформационного упрочнения при сжатии пруткового материала
Материал | Состояние материала | Показатель деформационного упрочнения | ||||
1 ТЕХНИЧЕСКИ ЧИСТЫЕ МЕТАЛЛЫ | ||||||
Железо | Отжиг обычный | 0,27-0,28 | ||||
Отжиг в вакууме | 0,23 | |||||
Алюминий | Отжиг | 0,17-0,22 | ||||
Медь | Отжиг | 0,47-0,49 | ||||
Никель | Отжиг | 0,36 | ||||
Серебро | Отжиг | 0,435 | ||||
Цинк | Отжиг | 0,218 | ||||
Молибден | Отжиг рекристаллизационный | 0,04 | ||||
Магний | Прессование | 0,9 | ||||
Олово | - | 0,139 | ||||
Уран | - | 0,3 | ||||
2 УГЛЕРОДИСТЫЕ СТАЛИ | ||||||
С содержанием углерода 0,05-0,10% | Горячая прокатка | 0,25-0,21 | ||||
С содержанием углерода 0,10-0,15% | Отжиг | 0,25-0,21 | ||||
Неполный отжиг | 0,21 | |||||
Нормализация | 0,23 | |||||
С содержанием углерода 0,20-0,35% | Отжиг | 0,23 | ||||
Неполный отжиг | 0,19-0,185 | |||||
Нормализация | 0,22-0,175 | |||||
Горячая прокатка | 0,22-0,18 | |||||
С содержанием углерода 0,40-0,60% | Отжиг | 0,20-0,17 | ||||
Неполный отжиг | 0,185-0,163 | |||||
Нормализация | 0,195-0,18 | |||||
Горячая прокатка | 0,17-0,16 | |||||
С содержанием углерода 0,70-1,0% | Отжиг | 0,19-0,18 | ||||
Неполный отжиг | 0,177-0,163 | |||||
Горячая прокатка | 0,153-0,15 | |||||
С содержанием углерода 1,1-1,3% | Неполный отжиг | 0,17-0,15 | ||||
3 ЛЕГИРОВАННЫЕ КОНСТРУКЦИОННЫЕ И ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СТАЛИ | ||||||
15Х | Горячая прокатка | 0,18-0,20 | ||||
20Х | Отжиг | 0,204 | ||||
Нормализация | 0,191 | |||||
Закалка+отпуск при | 0,113 | |||||
Закалка+отпуск при | 0,112 | |||||
35Х | Горячая прокатка | 0,166 | ||||
40Х | Отжиг | 0,153 | ||||
Нормализация | 0,128 | |||||
Закалка+отпуск при | 0,134 | |||||
Закалка+отпуск при | 0,104 | |||||
45Х | Горячая прокатка | 0,148 | ||||
20Г | Отжиг | 0,225 | ||||
Нормализация | 0,160 | |||||
10Г2 | Отжиг | 0,19 | ||||
65Г | Горячая прокатка | 0,156 | ||||
15ХГ | Отжиг | 0,16-0,17 | ||||
Горячая прокатка | 0,14-0,15 | |||||
40ХН | Отжиг | 0,144 | ||||
35ХС | Отжиг | 0,175 | ||||
Нормализация | 0,145 | |||||
12ХН3А | Отжиг | 0,193 | ||||
Нормализация | 0,174 | |||||
Закалка+отпуск при | 0,1 | |||||
Горячая прокатка | 0,17 | |||||
4ХНМА | Отжиг | 0,134 | ||||
Нормализация | 0,123 | |||||
Закалка+отпуск при | 0,1 | |||||
Горячая прокатка | 0,157 | |||||
30ХГСА | Отжиг | 0,17 | ||||
Нормализация | 0,19 | |||||
18ХГТ | Отжиг | 0,174 | ||||
17ГСНД | Нормализация+старение при | 0,22 | ||||
17ГСАЮ | Нормализация | 0,27 | ||||
ХВГ | Отжиг | 0,23 | ||||
5ХНВ | 0,146 | |||||
7X3 | 0,160 | |||||
Х12Ф | 0,135 | |||||
3Х3В8Ф | 0,165 | |||||
Р18 | 0,135-0,147 | |||||
4 ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫЕ СТАЛИ | ||||||
20X13 | Отжиг | 0,21 | ||||
12Х18Н9 | Нормализация | 0,625 | ||||
12Х18Н9Т | Закалка в масле | 0,370 | ||||
Закалка в воде | 0,390-0,395 | |||||
20Х13Н18 | Закалка в масле | 0,328 | ||||
10Х17Н13М2Т | Закалка в воде | 0,365 | ||||
Аустенитные стали типа 09Х17Н7Ю, 08Н18Н10, 10Х18Н12, 10Х23Н18 | ||||||
17-7 | Закалка | 0,63-0,71 | ||||
18-8 | 0,45-0,60 | |||||
18-10 | 0,37-0,53 | |||||
23-20 | 0,33-0,34 | |||||
5 АЛЮМИНИЕВЫЕ СПЛАВЫ | ||||||
АМг2М | Отжиг | 0,19 | ||||
АМг6 | Отжиг | 0,26 | ||||
Д1 | Отжиг | 0,16-0,17 | ||||
Закалка+естественное старение | 0,26 | |||||
Старение при t =180 °С | 0,08 | |||||
Старение при t =200 °С | 0,10 | |||||
1915 | Закалка | 0,27 | ||||
Зонное старение | 0,235 | |||||
Старение на максимальную прочность (стабильное состояние) | 0,11 | |||||
Прессование | 0,134-0,146 | |||||
АК4-1 | Отжиг | 0,114 | ||||
Закалка+старение | 0,15 | |||||
АВ | Прессование | 0,14-0,16 | ||||
Д20 | Прессование | 0,16-0,21 | ||||
Д16 | Прессование | 0,162-0,190 | ||||
6 МЕДНЫЕ СПЛАВЫ | ||||||
Латунь Л63 | Отжиг | 0,406 | ||||
Латунь ЛС59-1В | Отжиг | 0,277 | ||||
Латунь CuZn15 (15% Zn) | - | 0,41 | ||||
Латунь CuZn30 (30% Zn) | - | 0,51 | ||||
Бронза ОФ7-0,25 | Отжиг | 0,45-0,46 | ||||
Бронза CuАl41 (41% Аl) | - | 0,565 | ||||
7 ТИТАНОВЫЕ СПЛАВЫ | ||||||
ОТ4 | Отжиг в вакууме | 0,128 | ||||
ВТ16 | Отжиг в вакууме | 0,034 |
Высоту буртика
где
________________
* В случае применения повторной осадки образцы изготовляют с высотой буртиков на 0,02-0,03 мм меньше расчетной.
Таблица А.2 - Значения коэффициентов Пуассона
Наименование металлов и сплавов | |
Углеродистые стали с повышенным содержанием марганца (15Г, 20Г, 30Г, 40Г, 50Г, 60Г, 20Г2, 35Г2) | 0,22 |
Иридий | 0,26 |
Стали 20X13, 30ХНМ | 0,27 |
Аустенитные стали | 0,27-0,29 |
Железо, низкоуглеродистые стали и высоколегированные стали марок 30X13, 20Н5, 30ХН3 | 0,28 |
Цинк, вольфрам, гафний, стали с большим содержанием углерода, сталь 40ХН3 | 0,29 |
Хром, молибден | 0,31 |
Кобальт | 0,32 |
Алюминий, дюралюминий, никель, цирконий, олово | 0,33 |
Титан, магниевые сплавы | 0,34 |
Тантал | 0,35 |
Ванадий | 0,36 |
Серебро | 0,37 |
Медь | 0,37 |
Ниобий, палладий, платина | 0,39 |
Золото | 0,42 |
Свинец | 0,44 |
Индий | 0,46 |
Для образцов с
Таблица А.3 - Значение высоты буртика
0,22 | 0,138 | 0,166 | 0,221 | 0,276 | 0,331 |
0,23 | 0,147 | 0,176 | 0,235 | 0,294 | 0,353 |
0,24 | 0,156 | 0,187 | 0,250 | 0,312 | 0,374 |
0,25 | 0,165 | 0,198 | 0,264 | 0,330 | 0,396 |
0,26 | 0,174 | 0,209 | 0,279 | 0,349 | 0,419 |
0,27 | 0,184 | 0,221 | 0,294 | 0,368 | 0,441 |
0,28 | 0,194 | 0,232 | 0,310 | 0,387 | 0,464 |
0,29 | 0,203 | 0,244 | 0,325 | 0,407 | 0,488 |
0,30 | 0,213 | 0,256 | 0,341 | 0,426 | 0,512 |
0,31 | 0,223 | 0,268 | 0,357 | 0,446 | 0,536 |
0,32 | 0,233 | 0,280 | 0,373 | 0,467 | 0,560 |
0,33 | 0,244 | 0,292 | 0,390 | 0,487 | 0,585 |
0,34 | 0,254 | 0,305 | 0,406 | 0,508 | 0,610 |
0,35 | 0,264 | 0,317 | 0,423 | 0,529 | 0,635 |
0,36 | 0,275 | 0,330 | 0,440 | 0,550 | 0,660 |
0,37 | 0,286 | 0,343 | 0,457 | 0,572 | 0,686 |
0,38 | 0,297 | 0,356 | 0,475 | 0,594 | 0,712 |
0,39 | 0,308 | 0,369 | 0,492 | 0,615 | 0,739 |
0,40 | 0,319 | 0,383 | 0,510 | 0,638 | 0,765 |
0,41 | 0,330 | 0,396 | 0,528 | 0,660 | 0,792 |
0,42 | 0,341 | 0,410 | 0,546 | 0,683 | 0,819 |
0,43 | 0,353 | 0,423 | 0,565 | 0,706 | 0,847 |
0,44 | 0,364 | 0,437 | 0,583 | 0,729 | 0,874 |
0,45 | 0,376 | 0,451 | 0,602 | 0,752 | 0,902 |
0,46 | 0,388 | 0,465 | 0,620 | 0,776 | 0,931 |
Рисунок А.1 - Зависимость оптимального значения высоты буртиков от коэффициента Пуассона
Приблизительно
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
(справочное)
Виды кривых упрочнения
Имеется восемь видов кривых упрочнения, построенных по результатам испытания на сжатие (рисунок Б.1). Ход кривых упрочнения
Рисунок Б.1 - Типы кривых упрочнения
Наиболее распространенным видом является кривая упрочнения, изображенная на рисунке Б.1а. Этим видом кривых упрочнения обладают термически обработанные и горячекатаные углеродистые и легированные конструкционные и инструментальные стали, многие высоколегированные стали, железо, алюминий и его сплавы, медь и титан и большинство их сплавов, легкие металлы и ряд труднодеформируемых металлов и их сплавов. В этих кривых упрочнения напряжение течения сравнительно сильно возрастает на начальных стадиях деформации, в дальнейшем интенсивность упрочнения плавно уменьшается, а затем с ростом деформации почти не изменяется. Для пластичных металлов и сплавов интенсивность увеличения
Второй вид кривых упрочнения (рисунок Б.1б) характеризуется большой интенсивностью упрочнения, которая может несколько уменьшаться при больших степенях деформации. Такой тип кривой упрочнения характерен для аустенитных сталей, некоторых медных и титановых сплавов.
Третий вид упрочнения (рисунок Б.1в) описывает зависимость
Четвертый вид кривых упрочнения (рисунок Б.1г) отличается тем, что после достижения максимального значения
Кривые упрочнения, представленные на рисунке Б.1д, характерны для сверхпластичных материалов. Ход кривой
Представленные на рисунке Б.1е кривые упрочнения (шестой вид) характерны для различных пластичных сплавов, получивших предварительную обработку давлением в холодном состоянии при сравнительно небольших деформациях (примерно 0,1-0,15), причем направления нагрузок при предварительном и последующем деформировании противоположны (например волочение + осадка). При этом интенсивность изменения
Кривые упрочнения, изображенные на рисунке Б.1ж, относятся к предварительно деформированным в холодном состоянии сплавам с противоположным направлением нагрузок при предварительном и последующем деформировании, пластичным сталям с большими степенями предварительной деформации (более 0,1-0,15), сталям средней и высокой прочности, латуням и бронзам с высокими степенями предварительной деформации.
Восьмой вид (рисунок Б.1и) кривых упрочнения соответствует сталям и некоторым сплавам на его основе, получившим предварительную обработку в виде холодной пластической деформации, при этом направление приложения нагрузки при обеих деформациях совпадает. Более пологий наклон кривых упрочнения (кривые 3 и 4) соответствует более высоким степеням предварительной деформации. Для таких сталей характерна невысокая интенсивность роста
Кривые упрочнения первого вида хорошо аппроксимируются зависимостью
С некоторым приближением зависимость (Б.1) описывает кривые упрочнения второго и третьего вида. Рекомендуется использовать эту зависимость для аппроксимации кривой упрочнения четвертого вида в диапазоне степеней деформации до возникновения максимума на ней.
Кривые упрочнения шестого, седьмого и восьмого типов с достаточной для практики точностью могут быть линеаризированы и тогда с некоторым приближением их можно аппроксимировать уравнением
где
ПРИЛОЖЕНИЕ В
(рекомендуемое)
Конструкции приспособлений для испытаний образцов на сжатие
На рисунке В.1 приведен сборочный чертеж приспособления для проведения испытаний на сжатие, позволяющего исключить перекосы между образцом и деформирующей плитой и уменьшить погрешность нагружения образца.
Допускается использование приспособлений иных конструкций.
1 - пуансон; 2 - направляющая втулка; 3 - основание; 4 - опорная верхняя плита; 5 - образец; 6 - самоустанавливающая опора со сменным вкладышем
Рисунок В.1 - Приспособление для испытания на сжатие
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
(рекомендуемое)
ПРОТОКОЛ
испытания образцов I-III типов для оценки механических характеристик
Назначение испытаний | |||||
Испытательная машина. Тип | |||||
Образец. Тип | . Твердость по шкалам Бринелля или Роквелла | ||||
Номер образца | Нагрузка, | Характеристика, МПа (кгс/мм | ||||||||||||
К протоколу прилагается диаграмма испытаний.
Испытания проводил | Личная подпись | Расшифровка подписи |
Зав. лабораторией | Личная подпись | Расшифровка подписи |
ПРОТОКОЛ
испытания цилиндрических образцов III и IV типов для построения кривой упрочнения
Назначение испытаний | ||||
Испытательная машина. Тип | . Образец. Тип | |||
Номер образца | Твердость по шкалам Бринелля или Роквелла | |||||||||
Испытания проводил | Личная подпись | Расшифровка подписи |
Зав. лабораторией | Личная подпись | Расшифровка подписи |
ПРИЛОЖЕНИЕ Д
(рекомендуемое)
СВОДНЫЙ ПРОТОКОЛ
испытания образцов I-IV типов для оценки механических характеристик и параметров аппроксимирующих уравнений кривых упрочнения
Название испытаний | |||||||||||
Характеристика испытуемого материала: | |||||||||||
Марка и состояние | |||||||||||
Направление волокна | |||||||||||
Тип заготовки | |||||||||||
Тип и размеры образца | |||||||||||
Состояние поверхности образца | |||||||||||
Твердость по шкалам Бринелля или Роквелла | |||||||||||
Тип и основные характеристики испытательной машины и измерительной техники: | |||||||||||
испытательной машины | |||||||||||
тензометра | |||||||||||
преобразователя перемещений | |||||||||||
измерительных приборов и инструмента | |||||||||||
преобразователя силы | |||||||||||
самопишущего прибора | |||||||||||
Условия испытаний: | |||||||||||
Материалы и твердость деформирующих плит (НВ или HRC | |||||||||||
Скорость относительной деформации, с | |||||||||||
Скорость нагружения, МПа/с (кгс/мм | |||||||||||
Скорость перемещения деформирующей плиты, мм/с | |||||||||||
Результаты испытаний
Номер образца |
|
|
|
| ||||||
Испытания проводил | Личная подпись | Расшифровка подписи |
Зав. лабораторией | Личная подпись | Расшифровка подписи |
ПРИЛОЖЕНИЕ Е
(рекомендуемое)
Обработка экспериментальных данных для построения кривой упрочнения. Оценка параметров аппроксимирующих уравнений
1 При испытании партии образцов
Для каждого конкретного значения
Рисунок Е.1 - Типовые зависимости показателя деформационного упрочнения
В случае обработки опытных данных аналитическим путем рекомендуется использовать справочную литературу.
2 При ограниченном количестве испытаний
При ограниченном количестве опытов (пяти образцах) кривые упрочнения строят на основе обработки диаграмм машинных записей по осадке всех испытуемых образцов до конечной степени деформации.
3 Определение показателя деформационного упрочнения
Для большинства металлов и сплавов зависимость
Первый вид зависимости (рисунок Е.1б) характерен для меди, углеродистых конструкционных и инструментальных сталей, ряда конструкционных легированных сталей.
Представленный на рисунке Е.1б вид зависимости
В связи с изменением
Электронный текст документа
и сверен по:
Механические испытания.
Расчет и испытания на прочность:
Сб. стандартов. - , 2005