Испытания при ударных нагрузках.

Испытания при ударных нагрузках.

Определение ударной вязко­сти при нормальной температуре в соответствии с ГОСТ 9454—78

осуществляют на стандартных образцах пяти типов (рис. 1), в основном применяют тип 1. Образцы клеймят номером плавки и по­рядковым номером на боковых сторонах или на стороне, противопо­ложной надрезу. Расстояние клейма от торца—не более 15 мм. К испытаниям не допускают образцы с дефектами изготовления (раз­меры, следы обработки на поверхности надреза в виде поперечных рисок, трещины, заусенцы на ребрах, клеймо на опорной поверхно­сти) и металла. В термически обработанных образцах канавки прорезают после термообработки. Образец помещают на опоры стани­ны маятникового копра надрезом внутрь, правильность установки проверяют специальным шаблоном. Расстояние между опорами должно составлять 404: 0, 5 мм, а между осями ножа и надреза об­разца — не превышать 0, 2 мм. Перед каждой серией испытаний копер проверяется на свободном полете маятника от верхнего и нижнего положений. Показатель работы в обоих случаях должен соответствовать нулю с точностью до 1 Дж (точность определения работы удара). Скорость ножа маятника в момент удара должна быть в пределах 4—7 м/с, что соответствует его подъему на высоту 0, 8—2, 5 м (для копров с максимальной энергией в 300 Дж). После испытаний оценивают структуру излома.

Для испытаний при повышенных (до 1200 °С) температурах ис­пользуют трубчатые печи, которые устанавливают так, чтобы на­правляющий желоб трубки вплотную подходил к опорам копра и находился на одном уровне с ними. Горизонтальное положение ог­раничителя должно фиксировать такое положение образца, при котором он после нагрева в печи надежно встанет в установленное до испытания положения. После проверки установки ограничителя образец помещают в нагретую до заданной температуры печь, а ограничитель продвигают вплотную к направляющему желобу опо­ры копра. По истечении 10-мин выдержки образец с помощью металлического стержня выталкивается из печи на опоры копра до упора задней стенки ограничителя в фиксатор. Время от извлечения образца до удара маятника практически не превышает 5 с. Ис­пытание образцов из сильно окисляющихся сталей проводят в ней­тральных средах.

Для испытания при пониженных (до кипения жидкого азота) температурах вблизи копра устанавливают термостат для охлажде­ния образцов. Вся партия образцов, испытываемых при одной и той же температуре, должна подаваться на копер в одинаковых усло­виях. Перед испытанием один образец из партии с заточенным тор­цом устанавливают к фиксатору так, чтобы ось надреза образца и ось ножа маятника совпадали. Ограничитель фиксируется в поло­жении образца, при котором последний после охлаждения в термо­стате встанет в установленное для испытаний положение.

После установки ограничителя на копре эталонный образец и всю сверенную с ним партию (2—10 шт. ) помещают в термостат за­точенными торцами в одну сторону, а ограничитель вплотную придвигают к направляющему желобу опоры копра. Хладоагентом в термостате является смесь спирта с жидким азотом или один жидкий азот. В связи с некоторым повышением температуры смеси после закладки образцов в термостат необходимо небольшими пор­циями при непрерывном помешивании доливать жидкий азот, пока температура не достигнет заданной. Отрицательные температуры измеряют платиновым пирометром сопротивления, работающим в паре с электронным мостом. После достижейия температуры термо­стата образец выдерживают 15 мин и затем быстро переносят в направляющий желоб заточенным торцом вперед. С помощью металлического стержня образец выталкивается на опоры до упора задней стенки органичителя в фиксатор, время от извлечения образ­ца из термостата до удара маятника не должно превышать 5 с. Все испытания на ударную вязкость должны проводиться в течение од-го удара маятника.

Испытания на длительную прочность

в соответствии с ГОСТ 10145—81 проводят с помощью машин типа МП-3, МП-4 при температурах до 1200 °С.

Ниже даныразмеры цилиндрических образцов:

Прутки диаметром, мм...... . 8—10 10—12 12 и более 16 и более.

Начальный диаметр рабочей части d₀, мм. 4 5 5 10.

Начальная расчетная длина l₀, мм... 20 25 25 50

Тип резьбы на головках образца.... М8 М10 М12 М16

Сопряжение головки и рабочей части образца должно быть плавным. Допустимое отклонение в величине площади поперечного сечения по всей расчетной длине образца ±0, 5%; допустимое бие­ние рабочей части поверхности образцов при проверке в центрах, а также отклонение от номинального диаметра — не более 0, 03 мм. При испытаниях должны обеспечиваться постоянство нагрузки в течение всего времени испытания, плавность нагружения и разгружения, надежное центрирование и равномерный нагрев образца до заданной температуры и ее сохранение на протяжении всего испы­тания. Отклонение от заданной нагрузки на образец не должно пре­вышать ±1%.

Контроль температуры образца осуществляется тремя термопа­рами, две из которых прикрепляют к концам рабочей части образца, а третью (регулирующую) — к верхнему захвату машины. В про­цессе испытаний температура непрерывно записывается электрон­ными потенциометрами класса точности 0, 5%; кроме того, ежечасно замеряют температуру с помощью переносного потенциометра того же класса точности и не реже одного раза в 15 мин контролируют работу каждой группы машин. Результаты измерений и наблюдений заносят в операционные карты, составляемые на каждый образец, и в операционный журнал. Контрольные термопары систематически проверяются с помощью образцовой термопары II разряда, их за­меняют через каждые 500 ч работы при температурах испытания 500—800 °С; при испытаниях до 850—1000 °С термопары заменяют­ся через каждые 100 ч.

Отклонения от заданной температуры не должны превышать ±3 °С при температуре испытания до 600 и ±4 °С при испытании в диапазоне 600—900 °С. Для лучшей организации работы по изме­рению температуры в ЛКИ должен быть участок КИП. Время испытания, проведенного при температурах с отклонениями более допустимых, исключают из общей продолжительности испытания. При вынужденном перерыве испытания образец необходимо разгру­зить, устранить причину перерыва, снова нагреть до заданной тем­пературы, выдержать при ней и плавно нагрузить. В этом случае результаты испытаний считаются действительными, если суммарная продолжительность их под нагрузкой при заданной температуре не ниже требований НТД. Результаты считаются недействительными при разрыве образца в галтели (за исключением случая, когда про­должительность испытания достигла значений, соответствующих требованиям НТД) и при разрыве образца по дефектам металлур­гического происхождения.

Испытание металла на ползучесть — это разновидность испыта­ний на длительную прочность. Оно служит для определения нара­стания деформации образца во времени при постоянных нагрузке и температуре. Применяют образцы: цилиндрические d₀ = 10, / = 100 и 200 мм с резьбой М16; плоские — шириной 15, /о = 100 мм и тол­щиной, соответствующей толщине листа. Требования к качеству об­разцов, аппаратуре и машинам, порядку проведения испытания на ползучесть и точности измерений температуры в целом аналогичны рассмотренным. Отличие состоит в том, что после нагрева и выдер­жки в течение 1 ч к образцу плавно прилагают нагрузку в размере 10% общей нагрузки и снимают показания для измерения деформа­ции (приборы для измерения деформации должны обеспечивать точность отсчета не менее 0, 002 мм). Если температура и деформа­ция остаются в течение 5 мин постоянными, прилагают остальную нагрузку и ступенями — через каждые 5, 10, 15 (чаще — через 60) мин ведут отсчет деформации. Продолжительность, температуру и степень деформации устанавливают НТД. По окончании испытания образец разгружают до величины предварительной нагрузки и опре­деляют абсолютную величину остаточного удлинения.