Единицы измерения ударной вязкости

Единицы измерения ударной вязкости

Иногда самый прочный материал, например, чугун, становится хрупким при воздействии определенных механических внешних нагрузок, в то время как мягкий алюминий (все мы гнули алюминиевые ложки в детском саду) в ряде случаев оказывается более приспособленным, не крошится и не ломается. В статье мы расскажем, почему так происходит, а также поговорим про испытания металлов на ударную вязкость – что это такое за характеристика для стали, в каких единицах измеряется.

Что такое ударопрочность и как её измеряют

Представим ситуацию. По дороге с быстрой скоростью едет автомобиль. Он постоянно на протяжении всего пути испытывает вибрации и осевую нагрузку на ряд деталей, подвеску. При этом все хорошо, все узлы работают правильно. Затем водитель не справляется с управлением и попадает в яму. Запчасти выходят из строя, так как внутренние напряжения и силы, во-первых, увеличиваются, во-вторых, получаются разнонаправленными.

Прочность в данной ситуации оказалась низкой, так как она деформировалась, вышла из строя. Так как разные сплавы неодинаково переносят механические и химические влияния, то для различных целей (автомобилестроение, станкостроение, обыкновенные штамповочные детали, гвозди и пр.) необходимо применять различные металлы.

Обозначение ударной вязкости – какую способность материала характеризует: что так называют

Определимся с терминологией. это способность воспринимать и поглощать кинетическую энергию. Часто такая приложенная сила ведем к разрушениям, но по отношению к этому веществу – только к пластичным или непластичным деформациям.

Обычно испытания проводятся в лаборатории опытным путем. Заготовки одинаковых размеров в нейтральных условиях (чтобы больше не оказывалось ни температурного, ни иного влияния) подвергают нагрузкам, увеличивая их. Затем наблюдают за поведением металла. Проверяют подверженность противодействию, поэтому последней проверкой является та, от которой на опытном образце появились трещины, отломалась часть.

Второй вариант – математические вычисления. Это более точный процесс, то при этом необходимо руководствоваться многочисленными нюансами – от размеров, угла приложения силы, до воздействий извне.

В чем измеряется и как обозначается

Физическое обозначение КС. Этими буквами подписывается параметр на схемах и чертежах, а также подставляется в формулы. Единица измерения в системе интернациональных единиц – кДж/м2, но чаще используется значение, выраженное в Дж/см2.

Сейчас будет уместно привести формулу, по которой производится математический расчет.

  • А – это сила, работа, приложенная для воздействия, измеряется в джоулях.
  • F – это площадь поперечного сечения образца, в квадратных метрах.

Это упрощенный алгоритм вычисления, в то время как в лабораторных условиях учитываются толщину и массу, степень термической обработки, а также экспериментируют с другими показателями.

От чего зависит ударная вязкость и испытание материалов на удельное значение

Первый параметр, который сильно меняет результаты исследований, это температура. Еще раньше было известно, что при нагреве сплавы становятся более мягкими, податливыми к деформированию, именно по этой причине при ковке используют термообработку. А вот при очень низких температурах или при большом перепаде повышается хрупкость.

В связи с этим обычно определяется оптимальный температурный режим – те максимальные и минимальные значения эксплуатации, во время которых можно достичь лучших показателей. Затем постепенно исследователи снижают градусы вплоть до минуса 80 или 100. В каждый из этапов остывания заготовки подвергают проверке.

Получается диаграмма, согласно которой можно определить хладноломкость, ломкость, прочность, температуру пластичных деформаций. Второе значение – это химический состав компонентов – наличие легирующих веществ и величина углерода. согласно этому всю сталь разделяют на марки.

Если деталь подвергалась сварочному присоединению, то велика вероятность образования мартенсита. Такая металлическая микроструктура игольчатого типа может привести к снижению прочности. И последний показатель, который исследователи меняют, – это скорость проведения деформаций. От быстроты напряжений и их последовательности также зависит результат.

Образцы для испытаний материалов на ударную вязкость

Не все предметы можно подвергать тестированию. Так как есть идеально выверенный до тысячной эталон килограмма, так и в лабораторию поставляются только одинаковые, созданные по ГОСТ подопытные экземпляры. Они могут быть трех типов:

  • Бруски Шарпи. Это металлопрокат, имеющий квадратное сечение со стороной в 10 мм. В длину он должен составлять ровно 55 мм. Внутри нет полого отверстия, но есть разрез в виде литеры U.Он изображен на чертеже ниже:
  • Брусок Менаже. Предыдущие параметры такие же, отличается только разрез, который выполнен в форме буквы V. Такой острый конец выреза приводит к тому, что деформации или разрушения появятся скорее, чем у предыдущего. поэтому проверки необходимы для определения эксплуатационных характеристик систем, подверженных постоянным высоким нагрузкам, например, элементам станка или автомобиля.
  • Т-образный разрез применяется в случаях, когда необходима еще большая сложность и точность, поэтому распил производится в форме литеры Т.

Есть несколько разновидностей процедур. Ее выбор зависит от того, с какой целью определяют ударную вязкость материала. От этого будет выбрано тестирование:

  • способ закрепления на стенде;
  • использование гири или молота в качестве инструмента;
  • тип разреза.

Маятниковый копер

Это один из наиболее регулярных экспериментов, поэтому мы опишем его начиная с подготовительного этапа, заканчивая оценкой. Первое и важное правило – все экспериментальные бруски должны быть полностью идентичны по размерам, а также следует их изготавливать одновременно, при одинаковых условиях – как с точки зрения химического состава сплава, так и со стороны металлообработки. Результативность может быть оценена по одной из характеристик:

  • разлом, трещины – эта реакция свойственна либо хрупким сталям, например, чугуну (он очень прочный, но имеет внутренние напряжения);
  • вмятины, царапины – их можно увидеть на пластичном материале, который хорошо подвергается деформациям в ходе динамических или статических воздействий.

Отбор образцов

Вся технология изготовления заготовок для опытов прописана в соответствующем нормативном документе – ГОСТ 7565. Следует полностью ориентироваться на нормативы в нем, но иногда поступает особый технический заказ, например, когда предопределены особые условия эксплуатации детали. Тогда можно проделать процедуру по требованиям, однако, важно, чтобы температурный режим оставался в границах неизменности кристаллической решетки.

Определение: в чем измеряется ударная вязкость

Первые испытания с маятником были предложены Жоржем Шарпи, именно по этой причине его метод используется до сих пор и назван его именем. Его мысль заключалась в следующем: надрез увеличивает чувствительность. Проверка сопровождается охлаждением окружающих условий, а вместе с тем переходом металла от пластичного состояния в хрупкое.

Метод Шарпи

Он заключается в двух последовательных действиях:

  • надрез бруска;
  • влияние с различной скоростью и массой.

Соответственно приведем формулу по Шарпи КС = К / F, где:

  • К – это работа, то есть сила, которая обычно складывается из веса гири и скорости его движения.
  • F – это площадь воздействия.

Алгоритм проведения (схема) испытания на ударную вязкость

  • Заготовка крепится двумя концами на двух копрах так, чтобы надрез был напротив того места, куда будет направлена сила.
  • Маятник поднимается на верхнюю часть – максимальный размах.
  • При падении с этой высоты происходит разрушение образца с последующим поднятием на меньшее расстояние.

Методика проведения

Важны следующие нюансы:

  • точность установки бруска с погрешностью не более 0,5 мм;
  • необходимо оборудовать площадку эксперимента оборудованием для определения силы;
  • нагрев или охлаждение требуется производить постепенно.

Определение ударная вязкость и размерности при пониженных температурах

Мы уже объяснили, что после проведения ряда тестов, образуется определенная диаграмма. Кривая имеет два порога – минимум, хрупкость, которая наступает из-за переохлаждения, и максимум – когда нагрев изменяет кристаллическую решетку сплава.

Другие испытания

Вместо маятника может использоваться молот. Помимо ударопрочности заготовки из металла требуется проверить на растяжку и кручение, на излом. Все это дает полную комплексную картину о том или ином материале для строительства.

Читать еще:  Кривые нагрева и охлаждения чистого железа

Таблица с показателями

Каждый раз проводить эксперименты не требуется, так как большинство из них уже произведено. Достаточно только пользоваться предложенными ГОСТами. Вот показатели различных наиболее распространенных марок стали:

Марка стали Толщина проката Ударная вязкость, Дж/см2, не менее
KCU KCV
Ст3пс 3,0 — 5,0 49 9,8
Ст3сп 5,1 — 10,0 108 34
Ст3Гпс 10,1 — 26,0 98 29
Ст3Гсп 26,1 — 40,0 88
Для Ст3кс — не нормируется

Определение порога хладноломкости

Для этого требуется продолжить проверки по методу Шарпи и зафиксировать ту отрицательную температуру, при которой увеличивается хрупкость. Порог не является моментальным, обычно он состоит из двух температурных точек – максимальной и минимальной.

Обработка полученных результатов

После тестирования будут получены либо разрушение, либо деформация. В первом случае это требуется зафиксировать, а затем продолжить тесты, но с использованием небольших усилий. А во втором следует подвергнуть итоги математическим вычислениям по указанной выше формуле.

В статье мы рассказали, как обозначается ударная вязкость и как ее узнать. В качестве завершения темы посмотрим видео:

На нашем сайте вы можете узнать о других свойствах металлов, а также найти широкий перечень оборудования для ленточного пиления. Переходите в наш каталог, чтобы узнать больше.

Источник: www.rocta.ru

Каковы единицы измерения ударной вязкости?

Вариант 1

1. Максимальное напряжение, предшествующее разрушению – это:

a) — предел текучести;

b) — предел прочности;

c) — предел выносливости.

2. Твердость по Бринеллю обозначается:

3. К характеристикам пластичности относится:

a) — предел прочности;

b) — твердость по Роквеллу;

c) — относительное удлинение.

Каково относительное удлинение образца, если до испытаний его длина – 50 мм, а после – 65 мм?

5. При испытаниях на твердость по Виккерсу в качестве индентора используется:

a) — стальной шарик;

b) — алмазная пирамида;

c) — алмазный конус.

6. При хрупком разрушении наблюдается следующее соотношение работы зарождения и разрушения трещины:

a) — работа зарождения трещины существенно больше работы распространения трещины;

b) — работа зарождения трещины примерно равна работе распространения трещины;

c) — работа зарождения трещины существенно меньше работы распространения трещины.

7. Наклеп металла сопровождается:

a) — одновременным увеличением прочности и пластичности;

b) — увеличением прочности при понижении пластичности;

c) — уменьшением прочности при повышении пластичности.

8. На стадии собирательной рекристаллизации происходит:

a) — зарождение новых зерен;

b) — укрупнение зерна;

c) — уменьшение размера зерна.

Вариант 2

1. Напряжение, соответствующее остаточной деформации 0,2% — это:

a) — условный предел текучести;

b) — физический предел текучести;

c) — предел пропорциональности.

2. Чему равен предел прочности образца с площадью поперечного сечения 10 мм 2 , если его разрушение произошло при нагрузке 2000 Н?

3. К характеристикам прочности относится:

a) — ударная вязкость;

b) — относительное сужение;

c) — предел текучести.

4. При динамических испытаниях определяют:

c) — ударную вязкость.

5. При испытаниях на твердость по Бринеллю в качестве индентора используется:

a) — стальной шарик;

b) — алмазная пирамида;

c) — алмазный конус.

6. Усталость металла – это разрушение при:

a) — статических нагрузках;

b) — динамических нагрузках;

c) — циклических нагрузках.

Какой механизм пластической деформации не характерен для ОЦК-металлов?

c) — межзеренное скольжение.

8. Начало рекристаллизации в чистых металлах происходит при температуре:

Вариант 3

1. Предел текучести характеризует:

a) — сопротивление металла разрушению;

b) — сопротивление усталости;

c) — сопротивление малым деформациям.

2. Относительное сужение обозначается:

Каковы единицы измерения предела прочности?

4. Выберите метод измерения твердости для алюминия:

5. Предел выносливости определяют при:

a) — статических испытаниях,

b) — динамических испытаниях,

c) — циклических испытаниях.

6. Порог хладноломкости соответствует:

a) — вязкому разрушению;

b) — хрупкому разрушению;

c) — переходу от вязкого к хрупкому разрушению.

7. При пластической деформации происходит:

a) — укрупнение зерна;

b) — измельчение зерна;

c) — вытягивание зерен.

8. Определите (округленно) температуру начала рекристаллизации чистой меди (tпл=1083°С):

Вариант 4

a) — предел прочности;

b) — предел выносливости;

c) — предел упругости.

В каком из методов измерения твердости в качестве индентора используется алмазный конус?

3. Предел прочности определяют при:

a) — статических испытаниях,

b) — динамических испытаниях,

c) — циклических испытаниях.

4. При радиусе надреза на образце для динамических испытаний 1 мм ударная вязкость обозначается:

5. При разрушении под действием знакопеременных нагрузок для образца характерен:

a) — вязкий излом;

b) — хрупкий излом;

c) — усталостный излом.

6. Образование мелкозернистой структуры приводит:

a) — к повышению ударной вязкости;

b) — к снижению ударной вязкости;

c) — не влияет на ударную вязкость.

Какова степень пластической деформации, если начальная высота образца составляла 100 мм, а после деформации – 25 мм?

8. При нагреве деформированного металла до 0,2…0.3Тпл:

a) — образуется новая рекристаллизованная структура;

b) — укрупняются рекристаллизованные зерна;

c) — не происходит структурных изменений.

Вариант 5

1. Относительное удлинение определяется при:

a) — статических испытаниях,

b) — динамических испытаниях,

c) — циклических испытаниях.

2. Предел прочности обозначается:

3.Чему равно относительное сужение, если площадь сечения образца до испытаний на растяжение – 25 мм 2 , а после испытаний – 20 мм 2 ?

4. Выберите метод измерения твердости для закаленной стали:

Каковы единицы измерения ударной вязкости?

6. Максимальное напряжение, при котором образец не разрушается в течение бесконечного или базового числа циклов при знакопеременных нагрузках — это:

a) — предел прочности;

b) — предел выносливости;

c) — предел текучести.

7. При пластической деформации прочность металла:

c) — не изменяется.

8. Образованию новых зерен при нагреве деформированного металла соответствует стадия:

Источник: poisk-ru.ru

Единицы измерения ударной вязкости

Ударная вязкость — – способность материала поглощать механическую энергию в процессе деформирования и разрушения под действием ударной нагрузки. [Терминологический словарь по бетону и железобетону. ФГУП «НИЦ «Строительство» НИИЖБ им. А. А. Гвоздева, Москва,… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

УДАРНАЯ ВЯЗКОСТЬ — способноть материала поглощать механическую энергию в процессе деформации и разрушения под действием ударной нагрузки. Обычно оценивается работой до разрушения надрезанного образца при ударном изгибе, отнесенной к площади его сечения в месте… … Большой Энциклопедический словарь

ударная вязкость — Энергетич. хар ка материала — отношение работы разруш. при ударном изгибе образца к нач. площади его попереч. сечения в плоскости излома, Дж/см2. [http://metaltrade.ru/abc/a.htm] Тематики металлургия в целом EN impact toughness … Справочник технического переводчика

УДАРНАЯ ВЯЗКОСТЬ — условная характеристика способности материала противостоять деформации и разрушению под действием ударных нагрузок. Определяется на маятниковом копре (см. (2)) по работе, затрачиваемой на разрушение надрезанного образца при ударном изгибе,… … Большая политехническая энциклопедия

ударная вязкость — Toughness Ударная вязкость Способность материала поглощать механическую энергию в процессе деформации и разрушения под действием ударной нагрузки. Обычно оценивается работой, необходимой для деформации и разрушения призматического образца с… … Толковый англо-русский словарь по нанотехнологии. — М.

ударная вязкость — способность материала поглощать механическую энергию в процессе деформации и разрушения под действием ударной нагрузки. Обычно оценивается работой до разрушения надрезанного образца при ударном изгибе, отнесённой к площади его сечения в месте… … Энциклопедический словарь

Читать еще:  Брезентовые перчатки для сварщика

Ударная вязкость — Impact strength Ударная вязкость. Критерий упругости или вязкости твердых тел. Максимальная сила или энергия удара (произведенного в соответствии с фиксированной процедурой), которую материал может выдержать без разрушения, в противоположность… … Словарь металлургических терминов

ударная вязкость — [impact toughness] энергетическая характеристика материала отношение работы разрушения при ударном изгибе образца к начальной площади его поперечного сечения в плоскости излома, Дж/см2. Смотри также: Вязкость циклическая вязкость вязкость… … Энциклопедический словарь по металлургии

УДАРНАЯ ВЯЗКОСТЬ — механич. хар ка, оценивающая работу разрушения надрез, образца при ударном изгибе на маятниковом копре (см. рис.). В Междунар. системе единиц (СИ) У. в. выражается в Дж/м2 (отношение работы к площади поперечного сечения в месте надреза). Хотя У.… … Большой энциклопедический политехнический словарь

Ударная вязкость — способность материала поглощать механическую энергию в процессе деформации и разрушения под действием ударной нагрузки. Обычно оценивается работой, необходимой для деформации и разрушения призматического образца с односторонним поперечным … Большая советская энциклопедия

Источник: biograf.academic.ru

1. МЕТОД ОТБОРА ОБРАЗЦОВ

Образец с концентратором вида U

Образец с концентратором вида V

Образец с концентратором вида Т (усталостная трещина)

а — общий вид; б — форма концентратора для образцов с 15 по 19 тип; в — форма концентратора для образцов 20 типа

Радиус концентратора R

Длина L (пред. откл. ±0,6)

Высота Н (пред. откл. ±0,1)

Глубина надреза h1 (пред. откл. ±0,1)

Глубина концентратора h (пред. откл. ±0,6)

Высота рабочего сечения H1

* При контрольных массовых испытаниях допускается изготовление образцов с предельным отклонением ±0,10 мм.

Допускается использовать образцы без надреза и с одной и двумя необработанными поверхностями, размеры которых по ширине отличаются от указанных в таблице.

Область применения образцов указана в приложении 1.

Испытание образцов типов 4, 14, 18 проводят по требованию потребителя для изделий специального назначения.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

Для цветных металлов и сплавов все это должно быть указано в нормативно-технической документации на продукцию.

При вырезке заготовок металл образцов должен предохраняться от наклепа и нагрева, изменяющих свойства металла, если не предусмотрено иное в нормативно-технической документации на продукцию.

(Измененная редакция, Изм. № 2, Поправка).

1.3. Риски на поверхности концентраторов видов U и V , видимые без применения увеличительных средств, не допускаются.

1.4. Концентратор вида Т получают в вершине начального надреза при плоском циклическом изгибе образца. Способ получения начального концентратора может быть любым.

Число циклов, необходимое для получения трещины заданной глубины, должно быть не менее 3000.

Контроль прогиба образца осуществляется с помощью индикаторов часового типа по ГОСТ 577 или других средств, обеспечивающих погрешность измерения прогиба не более 0,05 мм на базе длины образца.

1.6. Тип и число образцов, порядок проведения повторных испытаний должны быть указаны в нормативно-технической документации на конкретную продукцию, утвержденной в установленном порядке.

Если в нормативно-технической документации на металлопродукцию не указан тип образца, следует испытывать образцы типа 1 — до 01.01.91.

1.4 — 1.6. (Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

2. АППАРАТУРА И МАТЕРИАЛЫ

2.1. Маятниковые копры — по ГОСТ 10708 . Скорость движения маятника в момент удара должна быть:

(5 ± 0,5) м/с — для копров с номинальной потенциальной энергией маятника 50 (5,0); 150 (15); 300 (30,0) Дж (кгс × м);

(4 ± 0,25) м/с — для копров с номинальной потенциальной энергией маятника 25 (2,5); 15 (1,5); 7,5 (0,75) Дж (кгс × м);

(3 ± 0,25) м/с — для копров с номинальной потенциальной энергией маятника 5,0 (0,5) Дж (кгс × м) и менее.

Допускается применять копры с другой номинальной потенциальной энергией маятника. При этом номинальное значение потенциальной энергии маятника должно быть таким, чтобы значение работы удара составляло не менее 10 % от номинального значения потенциальной энергии маятника. До 01.01.91 допускается использовать копры с такой номинальной потенциальной энергией маятника, чтобы работа удара составляла не менее 5 % от номинальной потенциальной энергии маятника. Номинальное значение потенциальной энергии маятника должно быть указано в нормативно-технической документации на конкретную продукцию.

Основные размеры опор и ножа маятника должны соответствовать указанным на черт. 4. Для копров другой конструкции допускаются иные радиусы закругления ребра опоры и скорость движения маятника от 4,5 до 7,0 м/с.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

2.2. Термостат, обеспечивающий равномерное охлаждение или нагрев, отсутствие агрессивного воздействия окружающей среды на образец и возможность контроля температуры.

2.3. Смесь жидкого азота ( ГОСТ 9293 ) или твердой углекислоты («сухого льда») с этиловым спиртом. Применение в качестве охладителя жидкого кислорода и жидкого воздуха не допускается.

Массовая доля кислорода в жидком азоте в процессе охлаждения образцов в термостате не должна быть более 10 %.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

2.4. Термометры с погрешностью не более ±1 °С для измерения температуры охлаждающей среды.

2.5. Термометры, включая и преобразователи термоэлектрические (термопары), для измерения температуры нагрева образцов, обеспечивающие измерение с погрешностью, не превышающей:

±5 °С — при температуре нагрева до 600 °С;

±8 °С — при температуре нагрева свыше 600 °С.

2.4, 2.5. (Измененная редакция, Изм. № 2).

2.6. Трещину на образцах получают на вибраторах, изготовленных по нормативно-технической документации.

2.7. Штангенциркули должны соответствовать требованиям ГОСТ 166 . Допускается применять и другие измерительные средства, обеспечивающие измерение с погрешностью, не превышающей указанной в пп. 1.1 .

2.6, 2.7. (Введены дополнительно, Изм. № 2).

3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

3.1. Перед началом испытаний необходимо проверить положение указателя работы при свободном падении маятника.

Для маятниковых копров с цифровыми отсчетными устройствами указатель работы в исходном положении должен показывать «нуль» при допускаемом отклонении в пределах ширины штриха по нормативно-технической документации.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

3.2. Температурой испытания следует считать температуру образца в момент удара.

Температуру испытания указывают в нормативно-технической документации на конкретную продукцию, утвержденной в установленном порядке.

3.3. Комнатной температурой следует считать температуру (20 ± 10) °С.

3.4. Для обеспечения требуемой температуры испытания образцы перед установкой на копер должны быть переохлаждены (при температуре испытания ниже комнатной) или перегреты (при температуре испытания выше комнатной). Степень переохлаждения или перегрева должна обеспечивать требуемую температуру испытания и должна определяться экспериментальным путем.

Опоры и нож маятника

Температура переохлаждения или перегрева образцов при условии, что они могут быть испытаны не позднее чем через 3 — 5 с после извлечения из термостата, указана в приложении 2.

Выдержка образцов в термостате при заданной температуре (с учетом необходимого переохлаждения или перегрева) должна быть не менее 15 мин.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3.5. Соприкасающаяся с образцом часть приспособления для извлечения его из термостата не должна изменять температуру образца при установке его на опоры копра.

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

4.1. Образец должен свободно лежать на опорах копра (см. черт. 4). Установка образца должна производиться с помощью шаблона, обеспечивающего симметричное расположение концентратора относительно опор с погрешностью не более ±0,5 мм. При использовании торцовых ограничителей последние не должны мешать образцам свободно деформироваться.

4.2. Испытание должно проводиться при ударе маятника со стороны, противоположной концентратору, в плоскости его симметрии.

4.3. Работу удара определяют по шкале маятникового копра или аналоговых отсчетных устройств.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

5.1. За результат испытания принимают работу удара или ударную вязкость для образцов с концентраторами видов U и V и ударную вязкость для образцов с концентратором вида Т.

Читать еще:  Что такое флюсы для пайки

(Измененная редакция, Изм. № 2).

5.2. Работу удара обозначают двумя буквами ( KU , KV или К T ) и цифрами. Первая буква (К) символ работы удара, вторая буква ( U , V или Т) — вида концентратора. Последующие цифры обозначают максимальную энергию удара маятника, глубину концентратора и ширину образца. Цифры не указывают при определении работы удара на копре с максимальной энергией удара маятника 300 (30,0) Дж (кгс × м), при глубине концентратора 2 мм для концентраторов видов U и V и 3 мм для концентратора вида Т и ширине образца 10 мм (образцы 1, 11 и 15 типов).

Допускается обозначать работу удара двумя индексами (А1): первый (А) символ работы удара, второй ( i ) — символ типа образца в соответствии с таблицей.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

5.3. Ударную вязкость обозначают сочетанием букв и цифр.

Первые две буквы КС обозначают символ ударной вязкости, третья буква — вид концентратора; первая цифра — максимальную энергию удара маятника, вторая — глубину концентратора и третья — ширину образца. Цифры не указывают в случае, оговоренном в п. 5.2.

Допускается обозначать ударную вязкость двумя индексами ( а i ); первый (а) символ ударной вязкости; второй ( i ) — символ типа образца в соответствии с таблицей.

Для обозначения работы удара и ударной вязкости при пониженной и повышенной температурах вводится цифровой индекс, указывающий температуру испытания. Цифровой индекс ставят вверху после буквенных составляющих.

KV — 40 50/2/2 — работа удара, определенная на образце с концентратором вида V при температуре минус 40 °С. Максимальная энергия удара маятника 50 Дж, глубина концентратора 2 мм, ширина образца 2 мм.

КСТ + 100 150/3/7,5 — ударная вязкость, определенная на образце с концентратором вида Т при температуре плюс 100 °С. Максимальная энергия удара маятника 150 Дж, глубина концентратора, 3 мм, ширина образца 7,5 мм.

KCU ( KCV ) ударная вязкость, определенная на образце с концентратором вида U ( V ) при комнатной температуре. Максимальная энергия удара маятника 300 Дж, глубина концентратора 2 мм, ширина образца 10 мм.

а 11 -60 — ударная вязкость, определенная на образце типа 11 при температуре минус 60 °С. Максимальная энергия удара маятника 300 Дж.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

5.4. Ударную вязкость (КС) в Дж/см 2 (кгс × м/см 2 ) вычисляют по формуле

где К — работа удара, Дж (кгс × м);

S начальная площадь поперечного сечения образца в месте концентратора, см 2 , вычисляемая по формуле

где начальная высота рабочей части образца, см;

В — начальная ширина образца, см.

и В измеряют с погрешностью не более ±0,05 мм (±0,005 см). S округляют: при ширине образца 5 мм и менее — до третьей значащей цифры, при ширине образца более 5 мм — до второй значащей цифры.

Для образцов с концентратором вида Т значение определяют как разность между полной высотой Н, измеренной до испытания с погрешностью не более ±0,05 мм (±0,005 см) и расчетной глубиной концентратора h р , измеренной с помощью любых оптических средств с увеличением не менее 7 на поверхности излома образца после его испытания по схеме, приведенной на черт. 5, с погрешностью не более ±0,05 мм (±0,005 см).

аbс — фронт усталостной трещины; I- I — положение визирной линии окуляра микроскопа в начальный момент
измерения (совпадает с гранью образца); II-II — положение визирной линии микроскопа при окончании
измерения (положение II-II выбирается так, чтобы заштрихованная площадь выше линии была бы
равновелика незаштрихованной площади ниже визирной линии)

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

5.5. Значение КС записывают в протоколе с округлением: до 1 (0,1) Дж/см 2 (кгс · м/см 2 ) — при значении КС более 10 (1) Дж/см 2 (кгс · м/см 2 ); до 0,1 (0,01) Дж/см 2 (кгс/см 2 ) — при значении КС менее 10 (1) Дж/см 2 (кгс · м/см 2 ).

(Измененная редакция, Изм. № 1).

5.6. Если в результате испытания образец не разрушился полностью, то показатель качества материала считается не установленным. В этом случае в протоколе испытания указывают, что образец при максимальной энергии удара маятника не был разрушен.

Результаты испытаний не учитывают при изломе образцов по дефектам металлургического производства.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

5.7. При замене образца причину указывают в протоколе испытания.

5.8. Исходные данные и результаты испытания образца записывают в протоколе испытания. Форма протокола приведена в приложении 3.

Источник: files.stroyinf.ru

Единицы измерения ударной вязкости

Как видно из изложенного, в некоторых случаях работы металлических конструкций не исключается возможность хрупкого разрушения; ввиду важности этого вопроса крайне существенно уметь измерять склонность материала к переходу в хрупкое состояние. Эта склонность устанавливается испытанием на ударную вязкость путем определения величины работы, необходимой для разрушения надрезанного образца ударом на копре. В надрезанном образце имеет место неравномерное распределение напряжений с пиковым напряжением у корня надреза (рис. 13); удар еще более увеличивает возможность перехода в хрупкое состояние, и поэтому проба эта является весьма эффективной. Значения ударной вязкости получаются достаточно разнообразными, и потому для получения сравнимых результатов испытания должны про­изводиться на стандартных образцах с четко установленными формой сечения (квадратное сечение с площадью 1 см2) и формой надреза (рис.14).

Ударная вязкость представляет собой удельную работу и имеет размерность кгм/см2. Ударная вязкость зависит от структурного состояния стали (например, от величины зерна) и является очень хорошим показателем качества материала. Поэтому это испытание заслуживает самого широкого распространения.

Рис 13. Распределение напряжений при изгибе бруска с надрезом

Рис.14. Образец для испытания на ударную вязкость

Ударная вязкость в большой степени зависит от температуры. Имеется интервал температур, в котором ударная вязкость резко падает и не имеет устойчивых значений. За этим интервалом величина ударной вязкости сильно понижается. Эта область называется областью температурной хрупкости (рис. 15). Таким образом, кривая зависимости ударной вязкости от температуры имеет S-образное очертание.

Необходимо, чтобы область температурной хрупкости, а по возможности и интервал падения ударной вязкости, не совпадали с температурами обычной работы стали. Этому требованию отвечают легированные стали, у которых область температурной хрупкости начинается с темпера­туры — 60 — 50°.

Рис.15. Зависимость ударной вязкости от температуры

1 — сталь марки Ст. 3; 2 — сталь марки 15ХСНД: 3 — сталь марки Ст. 3 кп; 4 — сталь MnCu: 5—сталь марки Ст. 3 томасовская; 6 — сталь марки 14Г2: 7 — сталь чарки 15ХГС

У стали 3 мартеновской кипящей область температурной хрупкости достигает —30°, что, вообще говоря, недостаточно благоприятно. Спокойная мартеновская сталь дает очень хорошие результаты. Вполне благоприятна ударная вязкость термически обработанной стали. У томасовской стали область температурной хрупкости иногда достигает 15°; в этом состоит один из основных недостатков этой стали, часто приводящий к ее трещиноватости.

Согласно ГОСТ, ударная вязкость для стали 3 группы А определяется (по требованию заказчика) только при нормальной температуре (20°) в следующих размерах: для листов (поперек прокатки) 7 кгм/см2, для широкополосной стали (вдоль прокатки) 8 кгм/см2, для фасонного проката (вдоль прокатки) 10 кгм/см2. Для стали 3 подгруппы В, кроме того, может быть произведено определение ударной вязкости после искусственного старения и при температуре —20°, причем ударная вязкость должна быть не менее 3 кгм/см2.

Согласно ГОСТ, ударная вязкость для низколегированных сталей определяется (по требованию заказчика) при температуре —40°; при толщине проката до 20 мм она должна быть не менее 3 кгм/см2, а для стали 10ХСНД — 4 кгм/см2. При больших толщинах значения ударной вязкости устанавливаютсяпо соглашению сторон.

Источник: mashteh.ru

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector