Испытание на горячее скручивание

Испытание на горячее скручивание

 

предназначено для оценки технологической пластичности металла при температурах до 1200 °С (иногда — выше) по двум показателям — числу скручива­ний образца до его разрушения и максимальному крутящему мо­менту, выраженному в ньютонах, умноженных на метр. Применяют­ся цилиндрические образцы do=10 мм и /₀ = 40 мм. Головки образца имеют резьбу Ml6. Испытательные машины снабжают потенциометрами, обеспечивающими контроль температуры образца (класс точности — 0, 5%), замер крутящего момента и числа скру­чиваний. Во время испытания недопустимо продольное перемещение образца и его биение. Частота вращения активного захвата — не менее 60 об/мин. Обмеренный с точностью до 0, 1 мм образец мон­тируют в удлинителях, помещают в нагретую печь, закрепляют в захватах машины и нагревают (прогрев 30, выдержка 10—15 мин). Машину включают после окончания нагрева. По диаграмме на шлейфе потенциометра определяют величину крутящего момента с точностью до 10 Нм и число скручиваний с точностью до 0, 5 оборо­та. Для обеспечения правильной работы испытательной машины и надежности результатов по специальной методике для различных марок или групп марок стали строятся тарировочные графики: крутящий момент — в ньютонах, умноженных на метр (он же — в единицах шкалы потенциометра).

 

Испытание на усталость (выносливость).

 

Основные требования к условиям проведения этих испытаний изложены в ГОСТ 2860—65. Определяют предел усталости путем воздействия на вращаемый образец одной или двух изгибающих сил, вызывающих в образце напряжения (растяжение, сжатие), изменяющиеся по симметрич­ному циклу. Для испытаний используют машины типа НУ с часто­той вращения образца 3000 об/мин. База испытания — 10 млн. цик­лов. Предел усталости новых марок стали, а также любых сталей, для которых необходимо установить действительный предел вынос­ливости, определяют на шести образцах и более. Для испытания первого образца подсчитывают постоянное напряжение, равное 0, 6% предела прочности при растяжении. Для второго и последую­щих образцов напряжение каждый раз повышается или понижается на 20 или 40 МПа в зависимости от числа циклов, разрушивших первый образец. Если первый образец не разрушился, на последую­щих образцах делается прирост напряжения на одну и ту же величину (20 или 40 МПа) до разрыва образца. Разность между напря­жениями для двух последних образцов (разрушившегося и неразрушившегося) не должна превышать 20 МПа. Испытывают образ­цы с do, равными 7, 5 и 10 мм, с надрезом или без него (рис. 19), последнее определяется НТД. Размеры образцов проверяют с по­мощью инструментального микроскопа с коническими щупами с точностью 0, 01 мм. Конусность цилиндрического образца не должна превышать 0, 005 мм, биение в центрах 0, 03 мм. Если в процессе испытания машина отключалась, то это испытание считается несостоявшимся. Повторно образец не испытывают.

 

 

Испытание на изгиб хрупких материалов проводят с целью опре­деления склонности стали и других материалов к хрупкому разруше­нию. Дисковые образцы диаметром 60 и высотой 10 мм или образцы прямоугольного сечения (10х10х60 мм) испытывают на гидравли­ческой машине (например, типа «Амслер») со шкалами нагрузок 100 или 200 кН. Образцы устанавливаются на две опоры, расстоя­ние между которыми равно 40 мм, и подвергают действию медленно возрастающей нагрузки (~2 мм/мин). Определяют наибольшую нагрузку в момент разрушения образца (Р) и подсчитывают сопро­тивление изгибу по следующим формулам:

для прямоугольных об­разцов — σ _изг = 3Рl/2Вh²;

для дисковых образцов — σ _изг = 8Pl/π d³,

где l — расстояние между опорами; В — ширина прямо­угольного образца; h— высота прямоугольного образца; d— диа­метр дискового образца. С помощью прогибомера измеряют стрелу прогиба (точность 0, 5 мм), по внешнему виду образцов определяют характер разрушения.

 

Испытание на чувствительность к механическому старению.

В соответствии с ГОСТ 7268—67 чувствительность стали к механи­ческому старению определяют сравнением ударной вязкости образ­цов стали в исходном состоянии и подвергнутых деформации и последующему нагреву по специальным режимам. Из отобранных по ГОСТ 7564—73 заготовок вырезают две полосы, одна из которых предназначена для деформирования, другая — для изготовления ударных образцов в исходном состоянии. Полосу с нанесенной на нее расчетной длиной 120 или 160 мм деформируют растяжением для получения 10±0, 5% остаточного удлинения. Расстояние от за­хватов до расчетной длины должно быть не менее 10 мм. Из дефор­мированной полосы вырезают заготовки для ударных образцов так, чтобы место вырезки не выходило за пределы расчетной длины по­лосы. Форма и размеры ударных образцов соответствуют ГОСТ 9454—78. Готовые деформированные образцы подвергают равномерному нагреву при 250±10 °С с выдержкой 1 ч и охлажде­нию на воздухе. Нормативно-технической документацией на метал­лопродукцию может предусматриваться другой режим старения и количество испытуемых образцов. Если такое указание отсутствует, то испытывают шесть образцов: три — в состоянии поставки метал­ла и три — после старения. Показатель чувствительности опреде­ляют по формуле, %:

 

C= ((а_н)_исх — (а_н)_ст) *100/(а_н)_исх,

 

где (а_н)_исх — среднее арифметическое значение ударной вязкости в исходном состоянии; (а_н)_ст — то же, после старения.

 

Испытание на изгиб полосовой и другой стали служит для опре­деления способности металла выдерживать заданную пластическую деформацию, характеризуемую изломом изгиба, или для оценки предельной пластичности при изгибе. В соответствии с ГОСТ 14019—80 испытанию на изгиб подвергают ленты полосового, широкополосно­го, листового, сортового фасонного и периодического профилей, прокат из металлов и сплавов, а также поковки и отливки. Места вырезки заготовок для изготовления образцов определяются

ГОСТ 7564—73. При испытании сортовой стали толщиной до 35 мм поперечное сечение образцов должно быть равно поперечному сече­нию проката. При испытании стали более крупных профилей изго­тавливают цилиндрические образцы диаметром 25 мм с сохранени­ем полоски поверхности проката или простроганные с одной сторо­ны образцы толщиной 20 и шириной не менее 30 мм. Качество поверхности образца должно соответстовать классу 4 по ГОСТ 2789—73. Испытание полосовой, широкополосной и листовой стали проводят на плоских образцах. При толщине проката до 30 мм образцы изготавливают с сохранением поверхностных слоев проката. Ширина образцов должна быть не менее двух толщин про­ката. Из проката толщиной более 30 мм изготавливают простроган­ные образцы толщиной 20 и шириной не менее 30 мм также с сохранением на одной стороне поверхности проката, которая при изгибе должна находиться снаружи. Общая длина образца для испытания на изгиб должна составлять 160—170 мм.

Испытание проводят при скорости, не превышающей 15 мм/мин, по одной из следующих схем (рис. 20):

изгиб на двух горизонтальных параллельных опорах до заданно­го угла между одной стороной образца и продолжением другой (рис. 20, а);

изгиб на двух горизонтальных параллельных опорах до появле­ния первой трещины, видимой невооруженным глазом (рис. 20, б). Угол измеряют после снятия нагрузки;

изгиб до параллельности сторон, предварительно образец заги­бают на угол не менее 150°, затем устанавливают прокладку и об­разец догибают до соприкоснования с ней (рис. 20, в);

изгиб до соприкосновения сторон образца с образованием петли, предварительный загиб — на угол не менее 150° (рис. 20, г).

Результаты испытаний определяют по НТД. Если специальных указаний нет, годными признаются образцы, не имеющие излома, расслоений, надрывов и трещин, видимых невооруженным глазом.

Перечисленные методы испытаний являются традиционными и наиболее распространенными при определении механических пока­зателей качества металлопродукции [44]. На металлургических и машиностроительных предприятиях применяют также ряд других испытаний, вт. ч. испытание сварных соединений на растяжение и загиб (ГОСТ 6996—66), определение предела прочности огнеупор­ных изделий сжатием (ГОСТ 4071—89), испытание металла на кру­чение (ГОСТ 3565—80), на срез (по отраслевым нормам), сжатие (ГОСТ 1497—84), устойчивость при высоких температурах (ГОСТ 9651—84), твердость (ГОСТ 9012—59, ГОСТ 9013—59, ГОСТ 2999—75). Развитие машиностроения вызвало необходимость разработки новых методов испытания механических свойств по це­лому ряду нетрадиционных характеристик, связанных с оценкой прочности деталей и конструкций, работающих в весьма широком диапазоне температур, деформаций и в агрессивных средах. Методы испытаний в этих и других условиях приводят в НТД и специаль­ных руководствах. Получают распространение комплексные синергетические методы.

 

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: