24.6. Испытания сварного соединения на ударный разрыв

Испытания на сопротивление ударному разрыву проводят для сварных стыковых соединений листов толщиной до 2 мм. Форма и размеры образца должны соответствовать указанным в ГОСТ 6996–66. При испытании материалов высокой прочности разрешается изменять конструкцию захватной части образца.

Испытания проводят на маятниковых копрах с приспособлениями для закрепления плоских образцов. Удельную ударную работу определяют по формуле

а_у  А_у/V, (24.9)

где А_у  работа удара, затраченная на разрыв образца, Дж (кгсм);

V  объем расчетной части образца, равный произведению толщины основного металла (а) на расчетную длину и ширину образца, м³ (см³).

Кроме того, в соответствии с ГОСТ 140192003 и ИСО 7438–85 на изгиб испытывается свариваемый металл: профили проката из металлов и сплавов, а также поковки и отливки.

24.7. Испытания металла на длительную прочность при растяжении

Длительные испытания проводятся в соответствии с ГОСТ 10145-81 и применяются для изучения поведения металла, в том числе сварных соединений, при постоянном нагружении растяжением в зависимости от температуры и времени.

Суть метода: доведение образца до разрушения под действием постоянной растягивающей нагрузки при постоянной температуре.

В результате испытаний определяют предел длительной прочности, т.е. напряжение, вызывающее разрушение металла за определенное время испытания при постоянной температуре, или (при приемно-сдаточных и других контрольных испытаниях) устанавливают контрольную характеристику – время до разрушения при заданном напряжении, которое равно или превышает норму времени, указанную в стандартах или технических условиях на металлопродукцию.

Время до разрушения при заданной нагрузке, отнесенной к начальной площади поперечного сечения образца, является основным показателем данного вида испытания.

Принятые обозначения:

  предел длительной прочности, МПа (кгс/мм²). К этому символу добавляется сверху температура испытания, С, и снизу  время испытания, ч. Например, запись означает предел длительной прочности за 1000 ч испытания при температуре 800 С;

  относительное удлинение образца после разрыва, %, подсчитываемое по формуле

_(24.10)

  относительное сужение образца после разрыва, %, подсчитываемое по формуле

. (24.11)

Для испытания на длительную прочность применяют следующие образцы:

- цилиндрические – диаметром 5 мм с начальной расчетной длиной рабочей части 25 мм;

- цилиндрические – диаметром 7 мм с начальной расчетной длиной рабочей части 70 мм;

- цилиндрические – диаметром 10 мм с начальной расчетной длиной рабочей части 50 мм;

- плоские – с начальной расчетной длиной рабочей части образца l₀  5,65 , мм, где F₀ – начальная площадь поперечного сечения рабочей части образца, мм².

Допускается применение пропорциональных образцов других размеров и форм по согласованным техническим условиям на металлопродукцию. Допускается изготовление плоских образцов из проката, если шероховатость поверхности проката не превышает R_z 2,5 мкм по ГОСТ 278973.

Испытания на длительную прочность проводятся на испытательных машинах, позволяющих осуществлять постоянное нагружение образца при фиксированной температуре до 1200 С. Требования к испытательным машинам должны соответствовать ГОСТ 28845-90.

Для приведения структуры испытуемого металла в равновесное для данной температуры состояние образец закрепляют в захватах испытательной машины и нагревают до заданной температуры в печи (время нагрева  не более 8 ч), выдерживают при этой температуре не менее 1 ч, после чего к нему прикладывают нагрузку.

24.8. Испытания на ползучесть черных и цветных металлов и сплавов при температуре до 1200 С.

Данный вид испытаний проводится в соответствии с ГОСТ 3248-81.

Ползучесть  непрерывная пластическая деформация, происходящая при постоянной температуре и постоянном напряжении (постоянной нагрузке) в зависимости от времени.

Предел ползучести – наибольшее условное растягивающее напряжение, при котором скорость или деформация ползучести за определенный промежуток времени не превышает заданной величины.

Пример условного обозначения:  предел ползучести при допуске на деформацию 0,2 % за 100 ч испытания при температуре 700 С. При этом необходимо дополнительно указывать суммарную деформацию, при которой определяется предел ползучести.  предел ползучести при скорости ползучести 110^5 %/ч при температуре испытания 600 С. При этом необходимо дополнительно указать время испытания, за которое была достигнута заданная скорость ползучести.

Суть метода: образец подвергается воздействию постоянной растягивающей нагрузки при постоянной температуре при фиксировании деформации образца во времени. В результате испытания определяют предел ползучести материала.

Испытания на ползучесть проводят на образцах различной формы:

- на цилиндрических – диаметром 10 мм с расчетной длиной рабочей части образца 100; 150 и 200 мм;

- на плоских – шириной 15 мм с расчетной длиной рабочей части образца 100 мм (толщина образца определяется толщиной проката).

Допускается применение пропорциональных образцов других размеров и форм. Требования к точности измерения образцов до испытаний должны соответствовать ГОСТ 965184.

Для приведения структуры испытуемого металла в равновесное для данной температуры испытания состояние образец закрепляют в захватах испытательной машины, нагревают до заданной температуры в печи (время нагрева не более 8 ч) и выдерживают при этой температуре не менее 1 ч, после чего к нему прикладывают нагрузку.

Головки образцов и переходная часть от головки к рабочей длине подбираются в зависимости от способа крепления измерителя удлинений на образце и способа крепления образца в захватах испытательной машины.

Общие технические требования к машинам для испытаний на ползучесть приведены в ГОСТ 1553380, требования к поверке термопар  в ГОСТ 8.338–2002, требования к регулирующей измерительной аппаратуре  в ГОСТ 716478; 924579 и 973680.

Определение предела ползучести рекомендуется проводить при допусках на удлинение от 0,1 до 1 % при длительности испытания от 50 до 10 000 ч.