doc_act

ГОСТ 23.218-84 Обеспечение износостойкости изделий. Метод определения энергоемкости при пластической деформации материалов

Реклама

  Скачать документ



МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Обеспечение износостойкости изделий

Метод определения энергоемкости при пластической деформации материалов

Ensuring of wear resistance of products. Determination of energy-consumption
while plastic deformation of materials

ГОСТ
23.218-84

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 27 апреля 1984 г. № 1499 дата введения установлена

01.01.86



Реклама

Настоящий стандарт устанавливает метод определения энергоемкости металлических материалов и сплавов при испытании образцов на растяжение.

Стандарт не распространяется на металлические покрытия и композиции на металлической основе, имеющие анизотропию свойств материала по сечению образца от поверхности к центру, например, стали, подвергнутые поверхностному упрочнению (цементации, азотированию, борированию и т.д.).

Сущность метода состоит в растяжении цилиндрического образца из исследуемого материала и определении количества энергии, поглощенной единицей объема материала образца при пластической деформации до разрушения.

Обозначения показателей, принятые в стандарте, приведены в приложении 1.

Энергоемкость материалов используют для оценки износостойкости деталей при абразивном изнашивании без проведения испытаний (см. приложение 2).



Реклама

1. АППАРАТУРА И ОБРАЗЦЫ

1.1. Испытания образцов на растяжение проводят на машинах любых типов при условии их соответствия требованиям ГОСТ 1497-84.

Форма, размеры образцов и требования к их изготовлению - по ГОСТ 1497-84.

Примечание. Для одной серии испытаний технология изготовления образцов должна быть одинаковой.

1.2. Нанесение на образцах меток, определяющих размеры базы и отпечатков для измерения деформации образцов, а также размеров отпечатков, проводят на приборах для определения твердости методом Виккерса по ГОСТ 2999-75, оснащенных координатным столиком (приложение 3). Метки не должны вызывать при последующих испытаниях разрыв образцов в местах их нанесения.

2. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ

2.1. Образцы маркируют номером партии или условным индексом вне рабочей части lр (черт. 1).



Реклама

ГОСТ 23.218-84 Обеспечение износостойкости изделий. Метод определения энергоемкости при пластической деформации материалов

Черт. 1

2.2. Шероховатость рабочей поверхности испытуемого образца Ra не должна быть более 0,32 мкм по ГОСТ 2789-73.

2.3. Измеряют диаметр рабочей части образца d0 с погрешностью не более 0,1 мм по ГОСТ 1497-84. По результатам измерений определяют начальную площадь поперечного сечения образца в рабочей части A0, м2, и заносят в протокол испытаний (приложение 4).

2.4. Установленную по ГОСТ 1497-84 начальную расчетную длину l0 ограничивают метками с погрешностью не более 1 мм (см. черт. 1).



Реклама

2.5. По всей начальной расчетной длине образца наносят через (1 ± 0,1) мм прямоугольные отпечатки алмазной пирамидой по ГОСТ 2999-75 под нагрузкой 50 Н для материалов твердостью не более 200 HV, под нагрузкой 100 Н для материалов твердостью выше 200 HV. Одну из диагоналей отпечатка при этом ориентируют вдоль линии действия растягивающей нагрузки.

2.6. Измеряют диагонали отпечатков, ориентированные вдоль линии действия растягивающей нагрузки, с погрешностью по ГОСТ 2999-75, определяют среднеарифметическое значение и заносят в протокол испытаний.

3. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

3.1. Условия нагружения образца - по ГОСТ 1497-84.

Примечание. При наличии в технической документации указаний на условия нагружения в протоколах испытаний должна быть указана скорость перемещения подвижного захвата испытательной машины.

3.2. При испытаниях непрерывно регистрируют усилие на образце и его деформацию до разрушения. Типичный вид диаграммы растяжения «усилие - деформация» для стали приведен на черт. 2.



Реклама

Примечание. Образцы, которые в процессе испытаний разрушаются за пределами рабочей части (см. черт. 1) или у которых в процессе испытаний обнаруживают дефекты (внутренние трещины, расслоения и т.п.), бракуют.

ГОСТ 23.218-84 Обеспечение износостойкости изделий. Метод определения энергоемкости при пластической деформации материалов

ОС - прямолинейный участок диаграммы растяжения; ВK - линия условной разгрузки образца в начале образования шейки; SM - линия условной разгрузки образца в момент разрушения; А1 - площадь участка диаграммы, соответствующего деформации образца от начала нагружения до начала образования шейки (1 этап нагружения), мм2; А2 - площадь участка диаграммы, соответствующего деформации образца от начала образования шейки до разрушения (2 этап нагружения), мм2; F - максимальное усилие на образце, Н; BL - отрезок, соответствующий максимальному усилию на образце, мм; Dl - приращение начальной расчетной длины образца - суммарная деформация образца, соответствующая точке S диаграммы, м; ОМ - отрезок, соответствующий суммарной деформации образца, мм

Черт. 2

3.3. Количество повторных испытаний должно быть не менее трех.



Реклама

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Площадь под диаграммой растяжения образца делят на участки. Из точек В и S диаграммы проводят линии условной разгрузки образца BK||СО и SM||СО (см. черт. 2). Принимают в качестве 1 этапа нагружения участок диаграммы ОСВ, площадь Al = AOCBK; 2 этапа нагружения - участок диаграммы BS, площадь А2 = AKBSM.

4.2. Определяют площади участков диаграммы А1, А2, мм2, с погрешностью не более 10 мм2 (см. черт. 2).

4.3. Измеряют коническую расчетную длину образца lк (после испытания) в метрах с погрешностью не более 1 % измеряемой величины (ГОСТ 1497-84) и вычисляют приращение начальной расчетной длины по формуле

Dl = lк - l0.

4.4. Вычисляют масштаб оси усилий ?F, Н ? мм-1, и масштаб оси деформаций ?Dl, м ? мм-1, по формулам:



Реклама

где Fmax - максимальное усилие на образце, Н;

BL - ордината точки В диаграммы, мм;

где Dl - приращение начальной расчетной длины образца, м;



Реклама

ОМ - отрезок на оси деформаций, соответствующий приращению начальной расчетной длины образца, мм.

4.5. Вычисляют энергии пластической деформации Е1, E2, Дж, поглощенные материалом на 1 и 2 этапах нагружения по формулам:

E1 = A1 ? mF ? mDl,

E2 = A2 ? mF ? mDl.

4.6. Измеряют диагонали отпечатков, ориентированные вдоль линии действия растягивающей нагрузки в соответствии с п. 2.6, и вычисляют деформации материала по формуле

где D0, D1i - длина ориентированной вдоль линии действия растягивающей нагрузки диагонали отпечатка до и после испытания, м;

i - номер отпечатка.

4.7. По результатам определения di в соответствии с п. 4.6 строят график распределения деформации по начальной расчетной длине образца. Типичный вид графика распределения деформаций по длине образца для стали приведен на черт. 3.

4.8. Определяют (черт. 3): максимальную относительную деформацию образца на 1 этапе нагружения ?1max; предельную относительную деформацию образца на 2 этапе нагружения - ресурс пластичности металла dmax, длину образца, участвующую в деформации на 1 этапе нагружения l1, м, и длину образца, участвующую в деформации на 2 этапе нагружения l2, м.

Примечание. Для большинства металлов l1 ограничено l0.

4.9. По графику распределения деформаций (см. черт. 3) вычисляют l1 и l2, м, и по диаграмме растяжения (см. черт. 2) вычисляют ?l1 и Dl2, м.

ГОСТ 23.218-84 Обеспечение износостойкости изделий. Метод определения энергоемкости при пластической деформации материалов

Черт. 3

4.10. Вычисляют среднюю относительную деформацию образца на 1 этапе нагружения d1 и среднюю относительную деформацию образца на 2 этапе нагружения d2 по формулам:

где Dl1 = OK ? ??l, м.

где Dl2 = KM ? ??l, м.

4.11. Вычисляют объемы образца V1 и V2, м3, участвующие в деформации на 1 и 2 этапах нагружения по формулам:

V1 = l1 ? A0,

V2 = l2 ? A0,

где A0 - начальная площадь поперечного сечения, определенная в соответствии с п. 2.3, м2.

4.12. Энергоемкость Еп.д, Дж ? м-3, при пластической деформации материала вычисляют по формуле

4.13. Полученные в пп. 4.2 - 4.12 характеристики заносятся в протокол испытаний (приложение 4). За результат испытаний принимают среднеарифметическое значение результатов не менее трех повторных испытаний.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Справочное

ОБОЗНАЧЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ, ПРИНЯТЫЕ В СТАНДАРТЕ

Наименование показателя

Обозначение

Номер чертежа

Основные показатели

1. Рабочая длина образца, м

lp

1

2. Начальная расчетная длина образца, м

l0

1

3. Конечная расчетная длина образца (после испытаний), м

lк

-

4. Начальный диаметр в рабочей части образца, м

d0

1

5. Начальная площадь поперечного сечения в рабочей части образца, м2

A0

-

6. Максимальное усилие на образце, Н

Fmax

2

7. Масштаб оси усилий, Н ? мм-1

mF

-

8. Масштаб оси деформаций, м ? мм-1

m?l

-

9. Размер диагонали отпечатка, ориентированной вдоль линии действия растягивающей нагрузки до испытания, м

D0

-

10. Размер диагонали отпечатка, ориентированной вдоль линии действия растягивающей нагрузки после испытания, м

D1i

-

11. Относительная деформация диагонали отпечатка

di

-

12. Абсолютная деформация образца на 1 этапе нагружения, м

Dl1

2

13. Абсолютная деформация образца на 2 этапе нагружения, м

Dl2

2

14. Часть расчетной длины, которая участвует в деформации до образования на образце шейки (1 этап нагружения), м

l1

3

15. Часть расчетной длины, которая участвует в деформации после образования на образце шейки (2 этап нагружения), м

l2

3

16. Средняя относительная деформация поверхности образца на 1 этапе нагружения

d1

-

17. Средняя относительная деформация поверхности образца в шейке

d2

-

18. Максимальная относительная деформация поверхности образца на 1 этапе нагружения

d1max

3

19. Предельная относительная деформация поверхности образца в непосредственной близости от зоны разрушения - ресурс пластичности металла образца

dmax

3

Производные показатели

1. Объем металла образца, участвующий в деформации на 1 этапе нагружения, м3

V1

-

2. Объем металла образца, участвующий в деформации на 2 этапе нагружения, м3

V2

-

3. Энергия пластической деформации, поглощенная образцом на 1 этапе нагружения, Дж

E1

-

4. Энергия пластической деформации, поглощенная образцом на 2 этапе нагружения, Дж

E2

-

5. Энергоемкость при пластической деформации материала, Дж ? м-3

Еп.д

-

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Рекомендуемое

ОЦЕНКА ИЗНОСОСТОЙКОСТИ СТАЛИ ПРИ АБРАЗИВНОМ ИЗНАШИВАНИИ ПО ЗНАЧЕНИЯМ ХАРАКТЕРИСТИК МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

Сравнительную оценку износостойкости материалов без испытаний на абразивное изнашивание в одинаковых условиях при трении о закрепленный абразив при скоростях скольжения до 2,5 м ? с-1 и давлениях до 10 МПа проводят по номограмме (чертеж).

Износостойкость И (в условных единицах) материала в исследуемом структурном состоянии определяют по значениям его энергоемкости Е при пластической деформации в отожженном состоянии и твердости HV в исследуемом структурном состоянии по номограмме как ординату точки линии номограммы, соответствующей данному значению энергоемкости Еп.д, имеющей абсциссу, соответствующую твердости HV исследуемого материала (см. чертеж).

ГОСТ 23.218-84 Обеспечение износостойкости изделий. Метод определения энергоемкости при пластической деформации материалов

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Рекомендуемое

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА УСТРОЙСТВА ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ОТПЕЧАТКОВ НА ОБРАЗЦАХ

Устройство для нанесения отпечатков на образец приведено на чертеже.

Нагрузка на пирамиде в 50 и 100 Н создается твердомером типа ТП для определения твердости материалов по методу Виккерса (ГОСТ 2999-75). Устройство позволяет наносить отпечатки через (1 ± 0,1) мм по всей начальной расчетной длине образца.

ГОСТ 23.218-84 Обеспечение износостойкости изделий. Метод определения энергоемкости при пластической деформации материалов

1 - образец; 2 - твердомер; 3 - алмазная пирамида; 4 - столик твердомера; 5 - координатный столик; 6 - приспособление для крепления образца

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Рекомендуемое

ФОРМА ПРОТОКОЛА ИСПЫТАНИЙ

ПРОТОКОЛ
определения энергоемкости при пластической деформации

по ГОСТ _________________

Дата _______________ Исполнитель ________________

Характеристика материалов

Наименование

ГОСТ, ТУ

Плотность

Термообработка

Твердость

Результаты замеров при испытании

Номер образца

D0, м

D1i, м

Номер образца

d0, м

А0, м2

mF, Н ? мм-1

mDl, м ? мм-1

А1, мм2

А2, мм2

l1, м

l2, м

Dl1, м

Dl2, м

Исходные данные для вычисления

Номер образца

E1, Дж

Е2, Дж

V1, м3

V2, м3

d1

d2

d1max

dmax

Результаты испытаний

Наименование материала

Номер образца

Энергоемкость, Дж ? м-3

Средняя энергоемкость,

Дж ? м-3

СОДЕРЖАНИЕ

1. Аппаратура и образцы.. 1

2. Подготовка к испытаниям.. 1

3. Проведение испытаний. 2

4. Обработка результатов. 2

Приложение 1. Обозначения показателей, принятые в стандарте. 4

Приложение 2. Оценка износостойкости стали при абразивном изнашивании по значениям характеристик механических свойств. 5

Приложение 3. Принципиальная схема устройства для нанесения отпечатков на образцах. 6

Приложение 4. Форма протокола испытаний. 7




Реклама: ;


Самые популярные документы раздела



Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика