allgosts.ru03. УСЛУГИ. ОРГАНИЗАЦИЯ ФИРМ, УПРАВЛЕНИЕ И КАЧЕСТВО. АДМИНИСТРАЦИЯ. ТРАНСПОРТ. СОЦИОЛОГИЯ.03.120. Качество

ГОСТ 23.218-84 Обеспечение износостойкости изделий. Метод определения энергоемкости при пластической деформации материалов

Обозначение:
ГОСТ 23.218-84
Наименование:
Обеспечение износостойкости изделий. Метод определения энергоемкости при пластической деформации материалов
Статус:
Действует
Дата введения:
01.01.1986
Дата отмены:
-
Заменен на:
-
Код ОКС:
03.120.10, 19.060

Текст ГОСТ 23.218-84 Обеспечение износостойкости изделий. Метод определения энергоемкости при пластической деформации материалов


ГОСТ 23.218-84

Группа Т51


МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ



Обеспечение износостойкости изделий


Метод определения энергоемкости при пластической деформации материалов


Ensuring of wear resistance of products.
Determination of energy-consumption while plastic deformation of materials

МКС

03.120.10

19.060

ОКСТУ 0023

Дата введения 1986-01-01

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 27 апреля 1984 г. N 1499 дата введения установлена 01.01.86

ПЕРЕИЗДАНИЕ

Настоящий стандарт устанавливает метод определения энергоемкости металлических материалов и сплавов при испытании образцов на растяжение.

Стандарт не распространяется на металлические покрытия и композиции на металлической основе, имеющие анизотропию свойств материала по сечению образца от поверхности к центру, например, стали, подвергнутые поверхностному упрочнению (цементации, азотированию, борированию и т.д.).

Сущность метода состоит в растяжении цилиндрического образца из исследуемого материала и определении количества энергии, поглощенной единицей объема материала образца при пластической деформации до разрушения.

Обозначения показателей, принятые в стандарте, приведены в приложении 1.

Энергоемкость материалов используют для оценки износостойкости деталей при абразивном изнашивании без проведения испытаний (см. приложение 2).

1. АППАРАТУРА И ОБРАЗЦЫ

1.1. Испытания образцов на растяжение проводят на машинах любых типов при условии их соответствия требованиям ГОСТ 1497-84.

Форма, размеры образцов и требования к их изготовлению - по ГОСТ 1497-84.

Примечание. Для одной серии испытаний технология изготовления образцов должна быть одинаковой.

1.2. Нанесение на образцах меток, определяющих размеры базы и отпечатков для измерения деформации образцов, а также размеров отпечатков, проводят на приборах для определения твердости методом Виккерса по ГОСТ 2999-75, оснащенных координатным столиком (приложение 3). Метки не должны вызывать при последующих испытаниях разрыв образцов в местах их нанесения.

2. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ

2.1. Образцы маркируют номером партии или условным индексом вне рабочей части (черт.1).

Черт.1

2.2. Шероховатость рабочей поверхности испытуемого образца не должна быть более 0,32 мкм по ГОСТ 2789-73.

2.3. Измеряют диаметр рабочей части образца с погрешностью не более 0,1 мм по ГОСТ 1497-84. По результатам измерений определяют начальную площадь поперечного сечения образца в рабочей части , м, и заносят в протокол испытаний (приложение 4).

2.4. Установленную по ГОСТ 1497-84 начальную расчетную длину ограничивают метками с погрешностью не более 1 мм (см. черт.1).

2.5. По всей начальной расчетной длине образца наносят через (1±0,1) мм прямоугольные отпечатки алмазной пирамидой по ГОСТ 2999-75 под нагрузкой 50 Н для материалов твердостью не более 200 HV, под нагрузкой 100 Н для материалов твердостью выше 200 HV. Одну из диагоналей отпечатка при этом ориентируют вдоль линии действия растягивающей нагрузки.

2.6. Измеряют диагонали отпечатков, ориентированные вдоль линии действия растягивающей нагрузки, с погрешностью по ГОСТ 2999-75, определяют среднеарифметическое значение и заносят в протокол испытаний.

3. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

3.1. Условия нагружения образца - по ГОСТ 1497-84.

Примечание. При наличии в технической документации указаний на условия нагружения в протоколах испытаний должна быть указана скорость перемещения подвижного захвата испытательной машины.

3.2. При испытаниях непрерывно регистрируют усилие на образце и его деформацию до разрушения. Типичный вид диаграммы растяжения "усилие-деформация" для стали приведен на черт.2.

- прямолинейный участок диаграммы растяжения; - линия условной разгрузки образца в начале
образования шейки; - линия условной разгрузки образца в момент разрушения; - площадь участка
диаграммы, соответствующего деформации образца от начала нагружения до начала образования шейки
(1 этап нагружения), мм; - площадь участка диаграммы, соответствующего деформации образца
от начала образования шейки до разрушения (2 этап нагружения), мм; - максимальное
усилие на образце, Н; - отрезок, соответствующий максимальному усилию на образце, мм;
- приращение начальной расчетной длины образца - суммарная деформация образца,
соответствующая точке диаграммы, м; - отрезок, соответствующий суммарной
деформации образца, мм

Черт.2

Примечание. Образцы, которые в процессе испытаний разрушаются за пределами рабочей части (см. черт.1) или у которых в процессе испытаний обнаруживают дефекты (внутренние трещины, расслоения и т.п.), бракуют.

3.3. Количество повторных испытаний должно быть не менее трех.

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Площадь под диаграммой растяжения образца делят на участки. Из точек и диаграммы проводят линии условной разгрузки образца || и || (см. черт.2). Принимают в качестве 1 этапа нагружения участок диаграммы , площадь =; 2 этапа нагружения - участок диаграммы , площад

ь =.

4.2. Определяют площади участков диаграммы , , мм, с погрешностью не более 10 мм (см. черт.2).

4.3. Измеряют коническую расчетную длину образца (после испытания) в метрах с погрешностью не более 1% измеряемой величины (ГОСТ 1497-84) и вычисляют приращение начальной расчетной длины по формуле

4.4. Вычисляют масштаб оси усилий , Н·мм, и масштаб оси деформаций , м·мм, по формулам:

где - максимальное усилие на образце, Н;

- ордината точки диаграммы, мм;

где - приращение начальной расчетной длины образца, м;

- отрезок на оси деформаций, соответствующий приращению начальной расчетной длины образца, мм.

4.5. Вычисляют энергии пластической деформации , , Дж, поглощенные материалом на 1 и 2 этапах нагружения по формулам:

4.6. Измеряют диагонали отпечатков, ориентированные вдоль линии действия растягивающей нагрузки в соответствии с п.2.6, и вычисляют деформации материала по формуле

где , - длина ориентированной вдоль линии действия растягивающей нагрузки диагонали отпечатка до и после испытания, м;

- номер отпечатка.

4.7. По результатам определения , в соответствии с п.4.6 строят график распределения деформации по начальной расчетной длине образца. Типичный вид графика распределения деформаций по длине образца для стали приведен на черт.3.

Черт.3

4.8. Определяют (черт.3): максимальную относительную деформацию образца на 1 этапе нагружения , предельную относительную деформацию образца на 2 этапе нагружения - ресурс пластичности металла , длину образца, участвующую в деформации на 1 этапе нагружения , м, и длину образца, участвующую в деформации на 2 этапе нагружения , м.

Примечание. Для большинства металлов ограничено .

4.9. По графику распределения деформаций (см. черт.3) вычисляют и , м, и по диаграмме растяжения (см. черт.2) вычисляют и , м.

4.10. Вычисляют среднюю относительную деформацию образца на 1 этапе нагружения и среднюю относительную деформацию образца на 2 этапе нагружения по формулам:

где , м;

где , м.

4.11. Вычисляют объемы образца и , м, участвующие в деформации на 1 и 2 этапах нагружения по формулам:

где - начальная площадь поперечного сечения, определенная в соответствии с п.2.3, м

.

4.12. Энергоемкость , Дж·м, при пластической деформации материала вычисляют по формуле

4.13. Полученные в пп.4.2-4.12 характеристики заносятся в протокол испытаний (приложение 4). За результат испытаний принимают среднеарифметическое значение результатов не менее трех повторных испытаний.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Справочное


ОБОЗНАЧЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ, ПРИНЯТЫЕ В СТАНДАРТЕ

Наименование показателя

Обозначение

Номер чертежа

Основные показатели

1. Рабочая длина образца, м

1

2. Начальная расчетная длина образца, м

1

3. Конечная расчетная длина образца (после испытаний), м

-

4. Начальный диаметр в рабочей части образца, м

1

5. Начальная площадь поперечного сечения в рабочей части образца, м

-

6. Максимальное усилие на образце, Н

2

7. Масштаб оси усилий, Н·мм

-

8. Масштаб оси деформаций, м·мм

-

9. Размер диагонали отпечатка, ориентированной вдоль линии действия растягивающей нагрузки до испытания, м

-

10. Размер диагонали отпечатка, ориентированной вдоль линии действия растягивающей нагрузки после испытания, м

-

11. Относительная деформация диагонали отпечатка

-

12. Абсолютная деформация образца на 1 этапе нагружения, м

2

13. Абсолютная деформация образца на 2 этапе нагружения, м

2

14. Часть расчетной длины, которая участвует в деформации до образования на образце шейки (1 этап нагружения), м

3

15. Часть расчетной длины, которая участвует в деформации после образования на образце шейки (2 этап нагружения), м

3

16. Средняя относительная деформация поверхности образца на 1 этапе нагружения

-

17. Средняя относительная деформация поверхности образца в шейке

-

18. Максимальная относительная деформация поверхности образца на 1 этапе нагружения

3

19. Предельная относительная деформация поверхности образца в непосредственной близости от зоны разрушения - ресурс пластичности металла образца

3

Производные показатели

1. Объем металла образца, участвующий в деформации на 1 этапе нагружения, м

-

2. Объем металла образца, участвующий в деформации на 2 этапе нагружения, м

-

3. Энергия пластической деформации, поглощенная образцом на 1 этапе нагружения, Дж

-

4. Энергия пластической деформации, поглощенная образцом на 2 этапе нагружения, Дж

-

5. Энергоемкость при пластической деформации материала, Дж·м

-



ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Рекомендуемое


ОЦЕНКА ИЗНОСОСТОЙКОСТИ СТАЛИ ПРИ АБРАЗИВНОМ ИЗНАШИВАНИИ
ПО ЗНАЧЕНИЯМ ХАРАКТЕРИСТИК МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

Сравнительную оценку износостойкости материалов без испытаний на абразивное изнашивание в одинаковых условиях при трении о закрепленный абразив при скоростях скольжения до 2,5 м·с и давлениях до 10 МПа проводят по номограмме (чертеж).

Износостойкость (в условных единицах) материала в исследуемом структурном состоянии определяют по значениям его энергоемкости при пластической деформации в отожженном состоянии и твердости HV в исследуемом структурном состоянии по номограмме как ординату точки линии номограммы, соответствующей данному значению энергоемкости , имеющей абсциссу, соответствующую твердости HV исследуемого материала (см. чертеж).

ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Рекомендуемое


ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА УСТРОЙСТВА
ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ОТПЕЧАТКОВ НА ОБРАЗЦАХ

Устройство для нанесения отпечатков на образец приведено на чертеже.


1 - образец; 2 - твердомер; 3 - алмазная пирамида; 4 - столик твердомера;
5 - координатный столик; 6 - приспособление для крепления образца

Нагрузка на пирамиде в 50 и 100 Н создается твердомером типа ТП для определения твердости материалов по методу Виккерса (ГОСТ 2999-75). Устройство позволяет наносить отпечатки через (1±0,1) мм по всей начальной расчетной длине образца.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Рекомендуемое


ФОРМА ПРОТОКОЛА ИСПЫТАНИЙ


ПРОТОКОЛ
определения энергоемкости при пластической деформации


по ГОСТ ____________________

Дата _________________

Исполнитель ___________________________


Характеристика материалов

Наименование

ГОСТ, ТУ

Плотность

Термообработка

Твердость



Результаты замеров при испытании

Номер образца

, м

, м

Номер образца

, м

, м

, Н·мм

, м·мм

, мм

, мм

, м

, м

, м

, м

Исходные данные для вычисления

Номер образца

, Дж

, Дж

, м

, м

Результаты испытаний

Наименование материала

Номер образца

Энергоемкость, Дж·м

Средняя энергоемкость, Дж·м

Текст документа сверен по:

Механические испытания.

Обеспечение износостойкости изделий:

Сб. стандартов. - , 2005