Проведение испытаний и обработка результатов

4.1. Предел пропорциональности s_пц определяют:

с помощью тензометров (расчетный способ);

графическим способом по начальному участку диаграммы, записанной от электрических силоизмерителя и измерителя деформации.

Тензометр или измеритель деформации устанавливают на образец после приложения к нему начального усилия P ₀, соответствующего напряжению, равному 5 - 10 % от предполагаемого предела пропорциональности s_пц.

4.1.1. При определении предела пропорциональности s_пц расчетным способом после установки тензометра проводят нагружение образца равными ступенями до усилия, соответствующего напряжению, равному 70 - 80 % от предполагаемого предела пропорциональности s_пц. Число ступеней усилия должно быть не менее 4. Время выдержки на каждой ступени до 5 - 7 с.

Дальнейшее нагружение проводят более мелкими ступенями. Когда приращение удлинения для малой ступени нагружения превысит среднее значение приращения удлинения (при той же ступени усилия) дальнейшее нагружение прекращают. Определяют среднюю величину приращения удлинения на малую ступень нагружения. Найденную величину увеличивают в соответствии с принятым допуском. Определяют усилие Р _пц, соответствующее подсчитанному значению приращения удлинения.

Допускается применение метода линейной интерполяции для уточнения значения Р _пц.

4.1.2. Определение предела пропорциональности s_пц графическим способом проводится по начальному участку диаграммы растяжения, записанной от электрических силоизмерителя и измерителя деформации. Удлинение определяется на участке, равном базе измерителя деформации. Масштаб по оси удлинения должен быть не менее 100:1 при базе измерителя деформации 50 мм и более и не менее 200:1 при базе измерителя менее 50 мм; по оси усилия 1 мм диаграммы должен соответствовать не более 10 Н/мм² (1,0 кгс/мм²).

Из начала координат (черт. 1) проводят прямую, совпадающую с начальным линейным участком диаграммы растяжения. Затем на произвольном уровне проводят прямую АВ, параллельную оси абсцисс, и на этой прямой откладывают отрезок kn, равный половине отрезка mk. Через точку п и начало координат проводят прямую On и параллельно ей проводят касательную CD к диаграмме растяжения. Точка касания определяет искомое усилие Р _пц.

4.1.3. Предел пропорциональности (s_пц), Н/мм² (кгс/мм²), вычисляют по формуле

.

Пример определения предела пропорциональности s_пц расчетным способом приведен в приложении 4.

Черт. 1

4.1 - 4.1.3. (Измененная редакция, Изм. № 2).

4.2 - 4.2.4. (Исключены, Изм. № 2).

4.3. Модуль упругости Е определяют:

с помощью тензометра (расчетный способ);

графическим способом по начальному участку диаграммы растяжения, записанной от электрических силоизмерителя и измерителя деформации.

Тензометр или измеритель деформации устанавливают на образец после приложения к нему начального усилия Р ₀ соответствующего напряжению, равному 10 - 15 % от предполагаемого предела пропорциональности s_пц.

4.3.1. После установки тензометра проводят нагружение образца равными ступенями до усилия, соответствующего напряжению, равному 70 - 80 % от предполагаемого предела пропорциональности s_пц. Величина ступени нагружения должна составлять 5 - 10 % от предполагаемого предела пропорциональности s_пц. По результатам испытаний определяют среднюю величину приращения удлинения образца D l _ср, мм, на ступень нагружения D P, Н (кгс).

4.3.2. При определении модуля упругости E графическим способом образец нагружают до усилия, соответствующего напряжению, равному 70 - 80 % от предполагаемого предела пропорциональности s_пц. Масштаб по оси удлинения должен быть не менее 100:1 при базе измерителя деформации 50 мм и более, и не менее 200:1 при базе измерителя менее 50 мм; по оси усилия 1 мм диаграммы должен соответствовать не более 10 Н/мм² (1,0 кгс/мм²).

4.3.3. Модуль упругости (Е), Н/мм² (кгс/мм²), вычисляют по формуле

.

Пример определения модуля упругости Е расчетным способом приведен в приложении 6.

4.4. Пределы текучести физический s_т, верхний s_тв и нижний s_тн определяют по диаграмме растяжения, полученной на испытательной машине при условии, что масштаб диаграммы по оси усилия будет таким, что 1 мм соответствует напряжению не более 10 Н/мм².

При контрольно-сдаточных испытаниях физический предел текучести s_т допускается определять по явно выраженной остановке стрелки или цифрового индикатора силоизмерительного устройства испытательной машины.

При разногласиях в оценке качества металлопродукции физический предел текучести s_т определяют по диаграмме растяжения.

Примеры определения усилий, соответствующих пределам текучести s_т, s_тв и s_тн, для наиболее характерных видов диаграмм растяжения, приведены в приложении 7.

При определении верхнего предела текучести s_тв скорость нагружения должна устанавливаться в пределах, приведенных в табл. 1бб, если не имеется других указаний в НТД на металлопродукцию.

Таблица 1б

Скорость нагружения должна быть установлена в области упругости и поддерживаться по возможности достоянной, пока не будет достигнут верхний предел текучести s_тв.

При определении физического s_т, и нижнего s_тн пределов текучести скорость относительной деформации рабочей части образца на стадии текучести должна быть в пределах от 0,00025 до 0,0025 с^-1, если в НТД на металлопродукцию не имеется других указаний. Скорость относительной деформации должна поддерживаться по возможности постоянной.

Если скорость относительной деформации на стадии текучести не может быть обеспечена непосредственным регулированием испытательной машины, то испытание следует проводить, задавая скорость нагружения в области упругости. Скорость нагружения перед достижением стадии текучести должна быть в пределах, указанных в табл. 1бб. При этом управление машиной не должно изменяться до конца стадии текучести.

4.5. Предел текучести условный с допуском на величину пластической деформации при нагружении s_0,2 (или с иным установленным допуском) определяют по диаграмме, полученной на испытательной машине или с помощью специальных устройств.

При разногласиях в оценке качества металлопродукции определение предела текучести условного производится по диаграмме растяжения, полученной с применением тензометра.

Примечание. Условный предел текучести с допуском на величину пластической деформации при нагружении s_0,2 (или с иным установленным допуском) может быть определен без построения диаграммы растяжения с помощью специальных приборов (микропроцессоров и др.)

4.5.1. Для определения предела текучести условного s_0,2 (или с иным установленным допуском) по диаграмме растяжения вычисляют величину пластической деформации с учетом установленного допуска, исходя из длины рабочей части образца l или начальной расчетной длины по тензометру l _e. Найденную величину увеличивают пропорционально масштабу диаграммы и отрезок полученной длины ОЕ откладывают по оси удлинения от точки О (черт. 3). Из точки Е проводят прямую, параллельную ОА. Точка пересечения прямой с диаграммой соответствует усилию предела текучести условного при установленном допуске на величину пластической деформации. Масштаб диаграммы по оси удлинения должен быть не менее 50:1.

При отсутствии испытательных машин с диаграммами указанного масштаба и возможности их получения с помощью специальных устройств допускается, за исключением случаев разногласий в оценке качества металлопродукции, использовать диаграммы с масштабом по оси удлинения не менее 10:1 при применении образцов с рабочей длиной не менее 50 мм.

4.5.2. Если прямолинейный участок диаграммы растяжения выражен нечетко, то рекомендуется следующий способ определения предела текучести условного s_0,2 (или с иным установленным допуском) - черт. 3а.

После того как ожидаемый условный предел текучести будет превышен, усилие на образец снижают до величины, составляющей примерно 10 % от достигнутого. Далее производят новое нагружение образца до тех пор, пока величина приложенного усилия не превысит первоначальную.

Черт. 3^*

^* Черт. 2. (Исключен, Изм. № 2).

Черт 3а.

Для определения усилия на диаграмме проводят прямую вдоль петли гистерезиса. Далее проводят параллельно ей линию, расстояние от начала которой до точки О диаграммы, отложенное по оси удлинения, соответствует допуску на величину пластической деформации.

Величина усилия, соответствующая точке пересечения этой линии с диаграммой растяжения, соответствует усилию условного предела текучести при установленном допуске на величину пластической деформации.

4.5.3. При определении предела текучести условного s_0,2 (или с иным установленным допуском) скорость нагружения должна соответствовать указанной в табл. 1бб, если в НТД на металлопродукцию не имеется других указаний.

4.5.4. Предел текучести условный (s_0,2), Н/мм² (кгс/мм²), вычисляют по формуле

.

Предел текучести условный s_0,2 (или с иным установленным допуском) определяют только при отсутствии площадки текучести, если не имеется иных указаний в нормативно-технической документации на металлопродукцию.

4.6. При наличии указаний в НТД на металлопродукцию производится определение условного предела текучести с допуском на величину полной деформации s_п и условного предела текучести s_р, определяемого методом последовательного нагружения и разгружения образца.

4.6.1. Предел текучести условный с допуском на величину полной деформации s_п определяют по диаграмме растяжения (черт. 3б).

Для определения указанного предела текучести на диаграмме растяжения проводят прямую, параллельную оси ординат (оси усилий) и отстоящую от нее на расстоянии, равном допуску на величину полной деформации с учетом масштаба диаграммы. Точка пересечения этой прямой с диаграммой растяжения соответствует усилию при пределе текучести условном s_п.

Значение s_п вычисляют путем деления величины полученного усилия на начальную площадь поперечного сечения образца F ₀.

Примечание. Данная характеристика может быть определена и без построения диаграммы растяжения с помощью специальных приборов (микропроцессоров и др.).

При определении предела текучести условного s_п скорость нагружения должна соответствовать требованиям п. 4.5.3.

4.6.2. Для определения предела текучести условного s_р, определяемого методом последовательного нагружения и разгружения, на образец после его установки в захваты испытательной машины и приложения к нему начального напряжения s₀, составляющего не более 10 % от ожидаемого предела текучести условного s_р, устанавливают тензометр. Затем образец нагружают до напряжения s = 2s₀ и после выдержки в течение 10 - 12 с разгружают до начального напряжения s₀. Начиная с усилия, составляемого 70 - 80 % от ожидаемого предела текучести условного s_р, образец нагружают последовательно возрастающим усилием с измерением каждый раз остаточного удлинения после разгрузки до начального напряжения s₀.

Испытание прекращают, когда остаточное удлинение превысит заданную величину. За усилие, соответствующее пределу текучести условному s_р, принимают то усилие, при котором удлинение достигает заданной величины. Если необходимо уточнить численное значение определяемой характеристики, допускается использование линейной интерполяции.

4.3 - 4.6.2. (Измененная редакция, Изм. № 2).

4.6.3. (Исключен, Изм. № 2).

4.7. Для определения временного сопротивления s_в образец подвергают растяжению под действием плавно возрастающего усилия до разрушения.

Наибольшее усилие, предшествующее разрушению образца, принимается за усилие Р _max, соответствующее временному сопротивлению.

4.7.1. При определении временного сопротивления s_в скорость деформирования должна быть не более 0,5 от начальной расчетной длины образца l ₀, выраженной в мм/мин.

Черт. 3б.

4.7.2. Временное сопротивление (s_в), Н/мм² (кгс/мм²), вычисляют по формуле

.

4.7 - 4.7.2. (Измененная редакция, Изм. № 2).

4.8. Определение относительного равномерного удлинения проводят на образцах с начальной расчетной длиной l ₀ не менее l ₀ = 11,3 . Относительное равномерное удлинение d_р определяют на большей части разрушенного образца на расчетном участке А¢В¢ (черт. 4), отстоящем на расстоянии не менее чем 2 d ₀ или 2 b ₀ от места разрыва. Конечная длина расчетного участка l _кр должна быть не менее 2 d или 1,5 b ₀. Начальную длину расчетного участка l _нп определяют по количеству меток на расчетном участке и начальному расстоянию между ними.

Допускается определение относительного равномерного удлинения d_р по диаграмме растяжения с масштабом по оси удлинения не менее 10:1 как соответствующего наибольшему усилию R _max.

4.8.1. Относительное равномерное удлинение (d_p), %, вычисляют по формуле

.

Черт. 4

4.8, 4.8.1. (Измененная редакция, Изм. № 3).

4.9. Для определения конечной расчетной длины образца l _к разрушенные части образца плотно складывают так, чтобы их оси образовали прямую линию.

Измерение конечной расчетной длины образца l _к проводится штангенциркулем при значении отсчета по нониусу 0,1 мм.

4.9.1. Определение конечной расчетной длины образца l _к проводится измерением расстояния между метками, ограничивающими расчетную длину.

4.9.2. Если расстояние от места разрыва до ближайшей из меток, ограничивающих расчетную длину образца, составляет 1/3 или менее начальной расчетной длины l ₀ и определенная величина относительного удлинения после разрыва не удовлетворяет требованиям нормативно-технической документации на металлопродукцию, то допускается проводить определение относительного удлинения после разрыва d с отнесением места разрыва к середине.

Пересчет производят по заранее нанесенным вдоль рабочей части образца кернам или рискам, например через 5 или 10 мм (черт. 5).

Черт. 5