Способ механических испытаний стальных образцов

(51) 4 С 01 И 3/О НЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ГОСПО;Ц ИЗОБРЕТЕНИ ОП У(21) (22) (46) (71) 4226733/25- 10,04.8730.10,88. Б л. 1(нстит стали Моск ов Н.А.Ч арапи Г.В.620. ГОСТ л В.М. С нязев К.А.88.8) тников,В.Н.Хлопо- атковский иченев н, И,ААшихмин 7224 1497-8 1. ин, 53)(54) СПОСОБ МЕ СТАЛЬНЫХ ОБРАЗ (57) Изобретен ниям материало испытаний стал тяжение-сжатие ПЫТАНИЙ ХАНИЧ ОВыта- обам тносится к и именно к с аных Цел зцов н зобрет. К АВТОРСКОМУ/ С является сокращение времени испытаний за счет увеличения скорости перемещения.захватов. Предварительно определяют гомологическую температуру 8 испытуемой стали и выбирают допустимую относительную погрешность х определения напряжений. Затем закрепляют образец с расчетной длиной 1 в захватах испытательной машины и осуществляют перемещение захватов или со скоростью Ч =(0,00025-0,0025)1 или со скоростью Ч = (0,00025 -- 0,0025)1 (1+к), где о(, - коэфО( (дфициент. С той же скоростью Ч производят перемещение захватов при достижении предела текучести. Замеряют нагрузку и удлинение, по которым судят о свойствах стали. 2 з.п. ф 1434319Изобретение относится к испытаниям материалов, а именно к способамиспытаний стальных образцов на растяжение-сжатие.5Целью изобретения является сокращение времени испытаний за счет увеличения скорости перемещения захватов.Способ осуществляют следующим образом.Предварительно определяют гомологическую температуру испытаний данной марки стали. Затем образец расчетной длиной 10 из испытуемой стали закрепляют в захватах испытательной машины и осуществляют перемещениезахватов со скоростью Ч =(0,00025 , -0,0025)1 вплоть до достижения нагрузки, соответствующей пределу текучести. Оценив предварительно до" пускаемую относительную погрешность К,определения напряжений и после достижения предела текучести перемеще, ние захватов осуществляют со скооСЮВ, ростью Ч = Ч, (1+К) , гдеК - относительная погрешность определения напряжений; М, - коэффициент, опреде,ляемый материалом и степенью его де, формации; 6 = Т/Т - гомологичес, кая температура испытаний; Т - темпе ратура испытаний, К, Т- темпера тура плавления материала образца Е. Испытания со скоростью Ч можно произ, водить и от нулевого усилия.Значение коэффициента Ю, зависит 35 ,от степени деформации Г материала образца, причем с увеличением Е величина о также увеличивается, достигаяприс 307, постоянного эначенйя к Так, для углеродистых сталей, например, марок СтЗ, Ст 5, У 10 и других,величина Ы, = 14 при Е = 107., 0 = 23при с = 20% и ( = ., = 36 при307 Величина М вообще зависити от материала образца, но для угле родистых сталей и сталей, легированных хромом и марганцем, коэффициент оС можно определить по формулеК = 1,2 Е при Я307, и оС = 36 при Е30%, 50Границы изменения температуры Т испытаний 0,17 Тд( Т й 0,25 Тп выбраны из следующих соображений. При температурах испытания выше 0,25 Тпл, в процессе деформации образца успевают более или менее полно проходить процессы возврата, что приводит к существенному изменению характера пластической деформации. Нижний предел Т = О, 17 Тсоответствует темопературе 0 С, ниже которой стали обычно проявляют склонность к хрупкому разрушению.П р и м е р 1. Проводятся сравнительные испытания образцов из хромистой стали марки 40 Х, полученных по различным технологическим режимам, с целью выбора режима, обеспечивающего более высокое значение временного сопротивления при гомологической температуре 9 = 0,2. Деформация образцов при разрушении составляет Я,= - 12 , т.е. среднее значение коэффициента равно ос = 1,2 Е =. 1,2 ф 67,2. Учитывадт сравнительный характер испытаний и для их ускорения считают допустимой погрешность определения напряжений к, = 8/. Поскольку в данном случае предел текучести не определяется, то с самого начала процесса испытания перемещение осуществляют со скоростью захватов Ч=Ч (1+Х) =Ч (1+0,08) =16 Ч Производительность процесса испытания в сравнении с известным способом может быть увеличена в 16 раз.П р и м е р 2. На складе обнаружен немаркированный прокат из марганцовистой стали марок 20 Г и 25 Г. С целью идентификации проката проводятся испытания на растяжение при гомо- логической температуре В = 0,18. Так как временное сопротивление стали 20 Г равно 450 МПа, а стали 25 Г - 490 МПа, т.е. различие составляет около 97 то принимают допустимой погрешность определения напряжений К =37., что соответствует известному в математической статистике "правилу трех, сигм". Деформация при разрушения образца равна Е = 24% и поэтому с, = 1,2 Е . = 1,212 = 14,4. Деформирующее перемещение захватов осуществляют со скоростью Ч=Ч(1 + + 0,03) =Ч, 1,03 = 10,6 Ч . Следовательно, время проведения сравнительных испытаний в сравнении с известным способом можно сократить в 10 раз.П р и м е р 3. Проводится испытание на растяжение образцов иэ уг. леродистой стали обыкновенного качества марки СтЗ при температуре Т =400 К. Поскольку температура плавления данной стали равна Т.=1600 К, то гомологическая температура испыта1434319 Формула изобретения Ч = Ч (1+к)ы/В Ч =(0,00025-0,0025)1 , мм/с,начальная расчетная длинаобразца, мм, .допускаемая отнасительнаяпогрешность определения напряжения;коэффициент, определяемыйматериалом образца и степенью его деформации;Т/Т - гомологическая температура;температура испытания, К,температура плавления испытуемой стали, К. где 1о Составитель Г.РотницкийРедактор Е.Копча Техред М.Ходанич Корректор О Кравцова Заказ 5548/45 Тираж 847 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москвй, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ния равна В = 400/1600 = 0,25, что лежит в пределах определенных ранее ее значений. В испытаниях используются стандартные образцы с начальной расчетной длиной 1 = 200 мм. Скорость перемещения захватов до наступления предела текучести принята Чо = 0,2 мм/с, что укладывается в рекомендуемый диапазон Ч = (0,00025 - 10 - 0,0025)200 = 0,05-0,5 мм/с. Требуемая погрешность определения напряжений равна К = 27,Абсолютное удлинение образца, соответствующее пределу текучести, рав но Ь 1 =0,9 мм, а соответствующее разрушение образца 61 = 59,4 мм, Тогда при проведении испытаний с постоянной ,скоростью перемещения захватов Ч = Ъ,2 мм/с время проведения испытания 20 до разрушения образца равно = 1/Ч = 59,4/0,2 = 297 с, При проведейии испытаний по предлагаемому способу это время складывается из двух величин: , - времени до дости ения предела текучести и 1 - времен ни после достижения предела текучести вплоть до разрушения образца. Посколь. ку деформация образца при его разрушении равна Ер = (й 1/й 1,)1003 = 30(59,2/200)100% = 29,67., т.е. меньше ЗОБ, то коэффициент е = 1,2 Е; Учитывая линейную зависимость о от Я, в расчете используют среднее значение ь =1,2 Е,. = 1,214,8 = 17.35Исходя из этих данных, когда наступает предел текучести, скорость перемещения захватов устанавливают равной Ч = Ч (1+к) =0,2(1+0,02)ц/5 = 0,77 мм/с. Принимают Ч=0,6 мм/с и получают следующее значение времени проведения испытаний= с, +С= Ь 1 т/Ч +(Ь 1 р Ит)/Ч=09/02+(594 -0,9)/0,6=102 с. Таким образом, время испытания образца в сравнении с известным способом сокращают почти в 3 раза. 1. Способ механических испытаний стальных образцов, по которОму растягивают образец при заданной температуре до его разрушения путем перемещения захватов и фиксируют нагрузку и деформацию, по которым судят о свойствах стали, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью сокращения времени испытаний, захваты перемещают со скоростью 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что перемещение захватов до достижения предела текучести осуществляют со скоростью Ч.3. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что температуру вьг бирают в пределах Т = (О, 17-0,25)Т,