GOST 25.505-85

• gost-25505-85.pdf (428.31 KiB)
  ГОСТ 25.505-85

GOST 25.505−85 Obliczenia i testy na wytrzymałość. Metody badań mechanicznych metali. Metoda badań малоцикловую zmęczenie przy obciążeniu термомеханическом

GOST 25.505−85

Grupa В09

MIĘDZYPAŃSTWOWY STANDARD

Obliczenia i badania wytrzymałości

METODY BADAŃ MECHANICZNYCH METALI

Metoda badań малоцикловую zmęczenie przy obciążeniu термомеханическом

Design, calculation and strength testing. Methods of mechanical testing of metals. Method of testing on the low cycle tatigue at heat mechanical loading

ISS 77.040.10
ОКСТУ 0809

Data wprowadzenia 1986−01−01

Rozporządzeniem Państwowego komitetu ZSRR według standardów od 22 marca 1985 r. N 686 data wprowadzenia zainstalowany 01.01.86

Ograniczenia okresu ważności cięcie za pomocą protokołu N 5−94 Międzypaństwowej rady normalizacyjnej, метролонии i certyfikacji (ИУС 11−12−94)

REEDYCJA


Niniejszy standard określa metody badań zmęczenia metali i stopów w prostych formach odkształcania (rozciąganie — ściskanie) w niskiej cyklu упругопластической zakresie do 10cykli przy малоцикловых термомеханических нагружениях w warunkach podwyższonych temperatur do 1100 °C w powietrzu.

Jako główne przyjęte metody badań w niezależnym obciążeniu i podgrzaniu (термомеханическая zmęczenie), a także przy obciążeniu cierpienie deformacji termicznych (термоусталость).

Istota metody polega na uzyskaniu rozliczeniowych podstawowych cech i właściwości mechanicznych oporu термомеханическому деформированию i zniszczenia na etapie obciążenia do edukacji макротрещин.

Standard nie ma zastosowania do badania materiałów przy prześwietlaniu, w warunkach agresywnych środowisk, w próżni, a także elementów konstrukcji (części, ich modeli, węzłów spawanych, заклепочных, tłoczenia i innych związków).

Terminy stosowane w standardzie, — według GOST 23207−78. Objaśnienia terminów znajdują się w załączniku 1.

1. KSZTAŁT I WYMIARY PRÓBEK

1.1. Podstawowymi rodzajami próbek do badań w термомеханическом i термоусталостном нагружениях w warunkach rozciągania — kompresji są gładkie próbki roboczej z częścią o-ring:

rurowe cylindryczne (cholera.1a, tabela.1),

ciągłe cylindryczne (cholera.1b, tabela.2),

rurowe корсетные (cholera.1w, tabl.3),

ciągłe корсетные (cholera.1g, tabl.4).

Cholera.1. Robocza część próbek

Robocza część próbek

Cholera.1

Tabela 1

Tabela 2

Tabela 3

Tabela 4

1.2. Podstawowy typ próbki do badania napięciem skręcanie — rurowy cylindryczny próbki (cholera.1a, tabela.1 mm).

1.3. Dopuszcza się, w razie potrzeby, stosować geometrycznie podobne próbki innych rozmiarach. Średnica części roboczej próbki na rozciąganie — ściskanie powinna być nie mniejsza niż 5 mm, na skręcanie — nie mniej niż 18 mm.

1.4. Przy skłonności cylindrycznych próbek do utraty stabilności, zmiany kształtu lub zniszczenia w strefach przejściowych zaleca się stosowanie корсетные próbki. Dopuszczalne jest także stosowanie cylindryczne próbki o skróconym roboczej częścią (=2−5, cholera.1b).

1.5. Kształt i wymiary głowic próbek zależą od sposobu ich mocowania w kleszczach testowych maszyn.

1.6. Średnica przejściowej części próbki, biorąc pod uwagę osiągnięcia minimalnej koncentracji naprężeń i odkształceń w strefach przejściowych.

1.7. Jest dozwolone stosować próbki z навинчивающимися i przyspawanymi głowicami przy wytwarzaniu ich z części lub elementów konstrukcyjnych.

1.8. Próbki są produkowane zgodnie z GOST 25.502−79. Dla rurową próbki tolerancja współosiowości zewnętrznej i wewnętrznej powierzchni cylindrycznych części roboczej jest przypisany do 7 stopnia dokładności (GOST 24643−81).

2. DIAGNOSTYCZNE, MASZYNY I URZĄDZENIA

2.1. Maszyny i aparatura do badań przy малоцикловом термомеханическом obciążeniu, zapewniające przeprowadzenie statycznych prób na rozciąganie, muszą spełniać wymagania GOST 9651−84 i GOST 28840−90 i odtwarzać нагружение (marszczenia) i grzanie w następujących warunkach:

stałość od cyklu do cyklu maksymalnych i minimalnych obciążeń (miękkie нагружение), odkształcenia (sztywne нагружение) i temperatury w ciągu całego procesu badań (cholera.2, a-g);

określony przez prawo zmiany obciążeń, odkształceń i temperatury w cyklu, w tym liniowe (cholera.2, a-g, cholera.3, a-g), z różnym czasem naświetlania i bez ujawnienia (cholera.2, d-h) i przy różnych asymetrii cyklu (cholera.2, b, g) w zakresie częstotliwości pozwalającym badać efekty długi i krótki cyklicznego obciążenia;

zsynchronizowany z trybem kontroli grzanie określonego programu, w tym niezależną od programu obciążenia z różną fazą cykli obciążenia i ogrzewania (cholera.3, a-g);

statyczne нагружение z zadanymi prędkościami odkształcania i kontroli w określonym zakresie temperatur.

Cholera.2. Tryby obciążenia

Tryby obciążenia

Cholera.2

Cholera.3. Przykłady zmiany naprężeń (odkształceń) i temperatury przy obciążeniu термомеханическом

Przykłady zmiany naprężeń (odkształceń) i temperatury przy obciążeniu термомеханическом

Cholera.3

2.2. Maszyny do badania na termiczną zmęczenie powinny mieć варьируемую sztywność w obrębie 60−300 kn/mm.

2.3. Dopuszczalne odchylenia rejestracji obciążeń i odkształceń w czasie muszą być zgodne z GOST 25.502−79.

2.4. Do pomiaru odkształceń są optyczne, tensometryczne i inne środki stykowego i bezstykowego typu. W testach na rozciąganie — ściskanie jest dozwolone mierzyć jedną składnik deformacji — wzdłużną lub poprzeczną. Przeliczanie ostatniej w wzdłużną wykonać zgodnie z p. 3.9.

2.5. Wybór bazy i metody pomiaru odkształceń określona wymaganiami pp.2.9 i 2.10 do równomiernego ogrzewania i rodzaju użytego preparatu. Dla próbek корсетного typu mierzą odkształcenie poprzeczne.

2.6. Po zniszczeniu próbki na zewnątrz bazy pomiaru odkształcenia należy zapewnić wymagania pp.2.9 i 2.10 zgodności warunków nagrzewania próbki na bazie pomiaru odkształceń i w obszarze edukacji zniszczenia.

2.7. Do rejestracji odkształceń i naprężeń w czasie i według liczby cykli są używane automatyczne самопишущие urządzenia. Zapis wykresów parcia, z wyjątkiem w odpowiednich przypadkach wolnej temperatury odkształcenia próbki, odbywa się za pomocą двухкоординатных urządzeń i innych środków automatycznej rejestracji.

Do wykluczenia z darmowej temperatury odkształcenia próbki korzystają z systemu samopoziomowania fotoelektryczny, pojemnościowego i innych typów, które pozwalają wydzielić do nagrywania i zarządzania trybem kontroli właściwie mechaniczną deformację.

2.8. Do podgrzewania próbek używają grzewcze pieca oporu, system grzejniki, kluczowi grzejniki z ogniotrwałych i żaroodpornych materiałów, bezpośrednio przepuszczanie prądu przez próbkę, indukcyjne sposób (prądami wysokiej częstotliwości, nakłaniać w próbce), itp. Przy tym spełnione są warunki:

niepewność pomiaru, rejestracji i utrzymania temperatury nie powinna przekraczać ±1,0% ustawionej wartości maksymalnej temperatury w ciągu całego procesu badań;

pomiar i rejestracja temperatury odbywa się w ciągu całego procesu badań za pomocą automatycznych urządzeń pomiarowych;

temperatura strefy roboczej próbki jest mierzona kontaktowych (термопарным) lub bezstykową (пирометрическим) metodą;

średnica термоэлектродов (termometrów) należy dobierać tak, aby osiągnąć stabilne charakterystyki termopary przy wysokich temperaturach i uniknąć nadmiernej bezwładności. Zalecana średnica термоэлектродов nie więcej niż 0,2 mm;

chłodzenie próbki może być naturalne lub wymuszone poprzez przewodzenia ciepła od próbki do systemu теплосъема, a także dmuchania powietrzem lub gazem.

2.9. Nierównomierność rozkładu temperatury na bazie pomiaru odkształceń, a także przeciwieństwie do maksymalnej temperatury w tej strefie i w obszarze edukacji zniszczenia próbki nie powinny przekraczać 1% maksymalnej temperatury.

2.10. Podłużny spadek temperatury w pomieszczeniach pomiary odkształceń i edukacji zniszczenia na długości nie mniejszej średnicy próbki nie powinna przekraczać 3 °/mm; hamulce różnica w tych pomieszczeniach nie powinna przekraczać 1°/ mm.

2.11. Dopuszcza się nakładanie na próbce rdzeni, рисок, spawanie termopar, jeśli w testach to nie prowadzi do dominujacy zniszczenia próbki w tych obszarach.

3. PRZEPROWADZENIE BADAŃ

3.1. Głównym przedmiotem badań малоцикловую zmęczenie podczas термомеханическом obciążeniu jest rozciąganie — ściskanie, głównym rodzajem obciążenia — sztywne нагружение.

3.2. Formularz cyklu obciążenia i ogrzewania jest wybierany z uwzględnieniem warunków eksploatacyjnych, przy czym maksymalna długość próby powinna być nie mniejsza niż 10% eksploatacyjnego tymczasowego zasobu. W przypadku braku możliwości spełnienia tego warunku czas trwania testu skraca uzasadnionych zastosowaniem metod równoważnych cyklicznych badań i ekstrapolacji wyników na żądany czas trwania.

3.3. W niezbędnych przypadkach badają możliwość kombinacji trybów kontroli i ogrzewania, który daje największy szkodliwy wpływ przy термомеханическом малоцикловом obciążeniu. Przy tym określają efekty znaku naprężeń przy wysokiej temperaturze ujawnieniu (cholera.2, d-f) i rola fazy cykli obciążenia i ogrzewania (cholera.3, a-g). Jest dozwolone przeprowadzić testy na innych trybów, na przykład, z różnych wahaną w полуциклах rozciągania i kurczenia prędkością odkształcania, przy ступенчатом zmiany temperatury w cyklu przy przejściu od rozciągania na ściskanie itp.

3.4. Badania prowadzone przy temperaturach roboczych rzeczywistego trybu eksploatacyjnego, w odpowiednich przypadkach — z zmianę maksymalnej i minimalnej temperatury w cyklu. Odmiana zależy od rodzaju materiału, możliwej wielkości rzutu temperatury i nieprawidłowości pola cieplnego podczas pracy.

3.5. Dopuszcza się przeprowadzenie badań z przerwami. Przy tym konieczna jest ocena ewentualnego wpływu przerw, zmierzone charakterystyki materiału.*
____________________
* Tekst jest zgodny z oryginałem. — Uwaga producenta bazy danych.

3.6. Badania prowadzone do momentu powstania powierzchowne pęknięcia w wysokości 5% — 10% średnicy próbki (dla próbki =10 mm rozmiar szczeliny 0,5−1,0 mm), czyli za pomocą optycznego metody lub innych sposobów.

Jest dozwolone przeprowadzić testy do ostatecznego zniszczenia bez zatwierdzenia pęknięcia, gdy etap propagacji pęknięcia w określonym czasie nie więcej niż 10% ogólnej trwałości.

Podczas prowadzenia badań w trybie dysku obciążenia jest dozwolone jako przybliżonej oceny przyjmować liczba cykli do pojawienia się макротрещины równa liczbie cykli, odpowiedniego spadku napięcia (obciążenia) w cyklu 50% w porównaniu ze zdrową wartością.

3.7. Liczba próbek, które mają być testowane, ustala się w zależności od wariancji wyników. Do budowania krzywej zmęczenia jest co najmniej 10−12 punktacji wyników na różnych poziomach (nie mniej niż czterech poziomów).

W razie potrzeby określić statystyczne charakterystyki dyspersji wartości wytrzymałości na każdym poziomie obciążenia doświadczają 10−12 próbek i określają wartość , dyspersji .

3.8. Do badania kinetyki упругопластического parcia odbywa się поцикловая zapis wykresów parcia () z kompensacją temperatury odkształcenia.

Częstotliwość zapisu parametrów napięcia i ogrzewania ustala się w zależności od intensywności zmian temperatury, szczepu mocy i osiągów w trakcie kontroli (zaleca się rejestrację, na przykład, w cyklach 1, 2, 3, 4, 5, 10, 20, 30, 50, 100, 200, 300, 400, 500, 750, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 4000, 5000, 7500, 10000, 12500, 15000, 20000, 25000, 35000, 50000).

3.9. Jeśli w testach przy rozciąganiu — ściskaniu mierzą poprzeczną odkształcenia próbki, to przeliczenie jej w wzdłużną dla izotropowych materiałów wykonują według wzoru

,

gdzie i  — plastyczna i elastyczna elementy drążka deformacji; i  — współczynniki drążka deformacji plastycznej i elastyczna dziedzinie. W przypadku braku odpowiednich danych doświadczalnych można wziąć

, .

W tych przypadkach, gdy podział pełnej drążka deformacji na sprężystą i plastyczną utrudnione, przeliczanie może odbywać się za pomocą proporcji

,

gdzie  — kompletny drążek deformacja.

3.10. Wyniki badań są wyłączone z dalszych rozważań:

po zniszczeniu próbki poza jego części roboczej lub utraty stabilności;

w przypadku wad materiału typu muszli, zanieczyszczeń itp., stwierdzonych w przerwie;

w przypadku znacznej zmiany formy w strefie zniszczenia próbki w przypadku dysku twardego lub термоусталостного obciążenia, gdy jednostronnie skumulowana odkształcenie wynosi ponad 0,1 wartości располагаемой plastyczności materiału na rozciąganie, uzyskanych w odpowiednich temperatury i tymczasowych warunkach;

przy niedotrzymaniu warunków precyzji zadania granicznych temperatur i parametrów cyklu obciążenia lub w przypadku przegrzania.

3.11. Jest dozwolone w prowadzeniu badań w dziedzinie dużych tymczasowych baz (ponad 10h) zastosować inne od zalecanych metod kontroli i rodzaje próbek, a także określić parametry napięcia metod obliczeniowych.

4. PRZETWARZANIE WYNIKÓW

4.1. Na podstawie wyników badań na термомеханическую i termiczną zmęczenie budują:

krzywe zmęczenia po parametrach:

fazy cykli obciążenia i ogrzewania,

maksymalnej i minimalnej temperatury cyklu,

częstotliwości obciążenia,

czas trwania jedno — i dwustronnej ekspozycji,

asymetrii cyklu obciążenia na naprężenia i odkształcenia ;

krzywe zmian odkształceń i naprężeń w czasie i według liczby cykli, a także wykresy упругопластического parcia i określają ich parametry.

4.2. Dane źródłowe i wyniki badań każdej próbki odnotowują w protokole badania (załącznik 2), a wyniki testu serii identycznych próbek — w uogólnionej protokole badań (załącznik 3).

4.3. Krzywe zmęczenia przy obciążeniu dysku budują w podwójnych współrzędnych logarytmicznych: amplituda (swipe) pełnej , plastycznej , elastyczna , nieodwracalnej deformacji — liczba cykli do powstawania pęknięć .

4.4. Amplitudę (swipe) deformacji określają przy liczbie cykli interpolacji wartości pomiarowych w cyklach, najbliższych .

4.5. Krzywe zmęczenia w delikatnym obciążeniu budują w полулогарифмических lub podwójnych współrzędnych logarytmicznych: amplituda (swipe) napięć  — liczba cykli do powstawania pęknięć .

4.6. Krzywe zmęczenia budują metodą graficznego interpolacji wyników eksperymentalnych lub według metody najmniejszych kwadratów.

4.7. Krzywe zmiany liczby cykli i w czasie szerokości pętli упругопластического histerezy, cyklicznych i jednostronnie zgromadzonych odkształceń pełzania, chirurgii plastycznej i nieodwracalnej deformacji odpowiednio , , , , i naprężeń i budują w полулогарифмических i podwójnych współrzędnych logarytmicznych

.

4.8. Wykresy parcia przy oryginalnym statycznym i cyklicznym термомеханическом малоцикловом нагружениях budują w układzie współrzędnych i parametrów przyjętych w testach trybu kontroli i ogrzewania.

4.9. Jako pomocniczej cechy w procesie неизотермических badań otrzymują dane o wyniku ekspansji wolnego próbki w zależności od temperatury.

4.10. Sposoby prezentacji graficznej uzyskanych cech — według GOST 25.502−79.

ZAŁĄCZNIK 1 (obowiązkowe). OBJAŚNIENIA POJĘĆ STOSOWANYCH W STANDARDZIE

ZAŁĄCZNIK 1
Obowiązkowe

Малоцикловая zmęczenie podczas термомеханическом obciążeniu — zniszczenie w wyniku cyklicznego упругопластического parcia, czemu zmianą temperatury.

Малоцикловая termiczna zmęczenie — szczególny przypadek niskiej cyklu pompa wody termo-mechaniczne zmęczenie, w którym нагружение względu na cierpienie deformacji termicznych przy cyklicznym grzanie — chłodzenie.

Długotrwałe малоцикловое нагружение — малоцикловое нагружение przy длительностях cyklu i podsumowanie czasach, wystarczających dla przejawy temperatury i tymczasowych efektów (pełzanie, достаривание materiału itp.).

Krótkie малоцикловое нагружение — малоцикловое нагружение przy длительностях cyklu i podsumowanie czasach, które przejaw temperatury i tymczasowych efektów.

 — temperatura próbki, °C lub;

 — maksymalna temperatura cyklu;

 — minimalna temperatura cyklu;

 — zakres temperatury cyklu;

 — zmniejszenie powierzchni przekroju poprzecznego próbki przy statycznym rozciąganiu, %;

% — располагаемая plastyczność materiału, %;

 — granica sprężystości, który w temperaturze pokojowej;

 — odkształcenie odpowiadające granicy sprężystości;

 — amplituda napięcia cyklu;

2 — zakres napięć cyklu;

,  — maksymalne i minimalne naprężenia cyklu;

 — napięcia w -m полуцикле przy obliczeniu odpowiednio od punktów przejścia przez zero i rozpoczęcia rozładunku;

 — średnie napięcie cyklu;

,  — granica sprężystości -go полуцикла przy obliczeniu odpowiednio od punktów przejścia przez zero i rozpoczęcia rozładunku;

 — współczynnik asymetrii cyklu na naprężenia;

 — amplituda pełnej deformacji cyklu;

, , ,  — amplituda odkształcenia cyklu odpowiednio elastyczna, plastycznej, pełzanie i nieodwracalne;

2, 2, 2, 2, 2 — размахи powyższych deformacji cyklu;

 — pełne zgięcie w -m полуцикле obciążenia;

, ,  — odpowiednio odkształcenie pełzania, plastyczna i nieodwracalne odkształcenia, zgromadzone po roku полуцикла obciążenia;

, ,  — odpowiednio odkształcenie pełzania, plastyczna i odwracalne odkształcenie, zgromadzonych do momentu edukacji макротрещины;

,  — odpowiednio maksymalna i minimalna całkowita deformacja cyklu;

 — średnie odkształcenie cyklu;

 — współczynnik asymetrii cyklu na odkształcenia;

 — liczba полуциклов (=0, 1, 2, 3, …10, 20, 30, 100, 200, 300…);

 — liczba cykli do edukacji макротрещины;

 — liczba cykli obciążenia;

 — całkowity czas obciążenia, godz.;

 — deformacja -m полуцикле podczas odliczania od początku rozładunku lub punktu przejścia przez zero dla napięcia;

 — szerokość pętli histerezy -go полуцикла;

 — czas cyklu;

 — częstotliwość napięcia;

 — czas ekspozycji;

 — czas nagrzewania;

 — czas chłodzenia;

 — moduł sprężystości.

Przyjęta układ współrzędnych wykresy parcia przy statycznym i cyklicznym obciążeniu pokazano na rysunku.

Podstawowe parametry wykresu parcia cylindrycznych

ZAŁĄCZNIK 2 (jest to zalecane). PROTOKÓŁ BADANIA PRÓBKI (ZAŁĄCZNIK DO PODSUMOWANIA PROTOKOŁU)

ZAŁĄCZNIK 2
Zalecana

PROTOKÓŁ N___
testy przykładowe (załącznik do podsumowania protokołu N____)

Przetwarzanie pętli histerezy

ZAŁĄCZNIK 3 (jest to zalecane). SKONSOLIDOWANY RAPORT

ZAŁĄCZNIK 3
Zalecana

SKONSOLIDOWANY RAPORT N_____