---

6.4 Твердость деформирующих плит должна превышать твердость упрочненных во время испытания образцов не менее чем на 5 HRC_э.

Толщину деформирующих плит устанавливают в зависимости от создаваемых усилий в образце и принимают равной 20-50 мм.

6.5 Необходимо контролировать соблюдение равномерности деформирования при испытании образцов на сжатие (отсутствие бочкообразования и вогнутости).

6.5.1 При определении модуля упругости Е^с, предела пропорциональности _{и упругости контроль осуществляют с помощью приборов, устанавливаемых на противоположных сторонах призматического и цилиндрического образцов, при этом нормируемая разность показаний двух приборов не должна превышать 10 (15) %.}

6.5.2 При определении предела текучести _{предела прочности и при построении кривой упрочнения контроль осуществляют по равенствам для цилиндрических и призматических образцов:}

_{; ,}

где h₀ - начальная расчетная высота цилиндрического и призматического образцов, по которой определяется укорочение (база тензометра), мм;

h_к - конечная расчетная высота цилиндрического и призматического образцов после испытания до заданной деформации или при разрушении, мм;

А₀ - начальная площадь поперечного сечения цилиндрического образца, мм² - _;

А_к - конечная площадь поперечного сечения цилиндрического образца после испытания до заданной деформации или при разрушении, мм²_;

А_к.п - конечная площадь поперечного сечения призматического образца после испытания до заданной деформации или при разрушении, мм² (А_к.п = а_к, b_к, где а_к - конечная толщина призматического образца, b_к. - конечная ширина призматического образца, мм);

А_0п - начальная площадь поперечного сечения призматического образца, мм² (А_0п = а b).

6.6 При испытании образцов I, II типов торцы образцов обезжиривают. Смазывание торцов смазочным материалом недопустимо.

6.7 При испытании образцов III типа допускается применение смазочного материала, а при испытании образцов IV типа применение смазки является обязательным.

6.7.1 При испытании образцов III типа в качестве смазочного материала применяют машинное масло с графитом, смазочно-охлаждающую жидкость марки В-32К и Укринол 5/5.

6.7.2 При испытании образцов IV типа в качестве смазочного материала применяют стеарин, парафин, парафино-стеариновую смесь или воск. На образцы смазочный материал наносят в жидком состоянии. Толщина смазочного материала должна соответствовать высоте буртиков.

6.7.3 Допускается применение других смазочных материалов, обеспечивающих уменьшение контактного трения между образцами и деформирующей плитой.

6.8 При испытании образцов на сжатие до предела текучести скорость относительной деформации выбирают от 10^-3 с^-1 до 10^-2 с^-1, за пределом текучести - не более 10^-1 с^-1, а для построения кривых упрочнения устанавливают от 10^-3 с^-1 до 10^-1 с^-1. Скорость относительной деформации рекомендуется определять с учетом упругой податливости системы «испытательная машина - образец» (см. ГОСТ 1497). Если выбранная скорость относительной деформации в области текучести не может быть достигнута непосредственно регулированием испытательной машины, то ее устанавливают от 3 до 30 МПа/с [(от 0,3 до 3 кгс/мм²×с)] регулированием скорости нагружения до начала области текучести образца.

6.9 Определение механических характеристик

6.9.1 Механические характеристики Е^с, _{, , определяют:}

- с помощью тензометров с ручным и автоматизированным съемом информации (аналитический и расчетный способ обработки);

- по записанной испытательной машиной автодиаграмме в координатах «усилие - абсолютная деформация (Р - Dh)» с учетом масштаба записи.

Запись диаграмм выполняется при ступенчатом нагружении с циклами разгрузки и непрерывном приложении возрастающего усилия в диапазонах указанных скоростей нагружения и деформирования. Масштаб записи:

- по оси деформации не менее 100:1;

- по оси нагрузки 1 мм диаграммы должен соответствовать не более 10 МПа (1,0 кгс/мм²).

Поле записи усилий и деформаций должно быть, как правило, не менее 250 ´ 350 мм.

6.9.2 Результаты испытаний каждого образца записывают в протокол испытаний (приложение Г), а результаты испытаний партии образцов - в сводный протокол испытаний (приложение Д).

6.9.3 Модуль упругости при сжатии определяют на образцах I типа. Порядок проведения испытаний образца и методика построения диаграммы испытаний по показаниям преобразователя силы и тензометра приведены ниже.

Образец нагружают до напряжения s₀= 0,10_{(напряжение соответствует ожидаемому значению предела пропорциональности).}

При напряжении s₀ на образец устанавливают тензометры и нагружают ступенчато-возрастаюшим напряжением до (0,70-0,80)_{. При этом перепад между соседними ступенями напряжения Ds составляет 0,10.}

По результатам испытаний строят диаграмму (рисунок 3). Модуль упругости при сжатии Е^с, МПа (кгс/мм²), рассчитывают по формуле

_{, (1)}

где DF - ступень нагрузки, Н (кгс);

Dh_ср - средняя абсолютная деформация (укорочение) образца при нагружении на DF, мм.

Рисунок 3 - Диаграмма испытаний для определения модуля упругости при сжатии

Для определения модуля упругости при сжатии по диаграмме F(Dh), записанной на самопишущем приборе (см. 4.2), образец нагружают непрерывно до s = (0,7-0,8)_{. Напряжение соответствует ожидаемому значению предела пропорциональности.}

По диаграмме, используя формулу (1), определяем модуль упругости при сжатии Е^с.

6.9.4 Предел пропорциональности при сжатии определяют на образцах I и II типов. Порядок испытаний образца и методика построения диаграммы по показаниям преобразователя силы и тензометра приведены ниже.

Образец нагружают до напряжения s₀= 0,10_{(напряжение соответствует ожидаемому значению предела пропорциональности).}

При напряжении s₀ на образец устанавливают тензометр и нагружают ступенчато-возрастающим напряжением до (0,70-0,80)_{, при этом перепад между соседними ступенями напряжения Ds составляет (0,10-0,15). Далее образец нагружают ступенями напряжения, равными 0,02. Когда значение абсолютной деформации (укорочение) образца Dh на ступени напряжения, равной 0,02, превысит среднее значение абсолютной деформации (укорочение) образца Dh (при той же ступени напряжения) на начальном линейном упругом участке в 2, 3 раза, испытания прекращают.}

Рисунок 4 - Диаграмма испытаний для определения предела пропорциональности при сжатии

По результатам испытаний строят диаграмму и определяют предел пропорциональности при сжатии (рисунок 4). При построении диаграммы проводят прямую ОМ, совпадающую с начальным прямолинейным участком. Через точку О проводят ось ординат OF, а затем - прямую АВ на произвольном уровне, параллельную оси абсцисс. На этой прямой откладывают отрезок KN, равный половине отрезка АК. Через точку N и начало координат проводят прямую ON и параллельно ей касательную CD к кривой. Точка касания определяет нагрузку F_пц, соответствующую пределу пропорциональности при сжатии _{, МПа (кгс/мм²), рассчитанному по формуле}

_{. (2)}

Для определения предела пропорциональности при сжатии по диаграмме F(Dh), записанной на самопишущем приборе (см. 4.2), образец нагружают непрерывно до напряжения, превышающего ожидаемое значение предела пропорциональности _{. По диаграмме, используя формулу (2) и проведя приведенные выше построения, определяют предел пропорциональности при сжатии от .}

6.9.5 Предел упругости при сжатии _{определяют на образцах II типа. Порядок испытаний по показаниям преобразователя силы и тензометра приведен ниже.}

Образец нагружают до напряжения 0,10 _{(напряжение соответствует ожидаемому значению предела упругости при сжатии).}

При напряжении s₀ на образец устанавливают тензометр и нагружают ступенчато-возрастающим напряжением до (0,70-0,80)_{. При этом перепад между соседними ступенями напряжения Ds составляет (0,10-0,15). Далее с напряжения (0,70-0,80) образец нагружают ступенями напряжения, равными 0,05. Испытания прекращают, когда остаточное укорочение образца превысит заданное значение допуска.}

По результатам испытаний строят диаграмму и определяют предел упругости при сжатии (рисунок 5).

Рисунок 5 - Диаграмма испытаний для определения предела упругости при сжатии

Для определения нагрузки F_0,05 рассчитывают абсолютную деформацию (укорочение образца) Dh, исходя из базы тензометра. Найденное значение увеличивают пропорционально масштабу диаграммы по оси абсолютной деформации и отрезок, полученной длины ОЕ, откладывают по оси абсцисс вправо от точки О. Из точки Е проводят прямую ЕР, параллельную прямой ОА. Точка пересечения Р с диаграммой определяет высоту ординаты, т.е. нагрузку F_0,05, соответствующую пределу упругости при сжатии s_0,05 МПа (кгс/мм²), рассчитанному по формуле

_{. (3)}

Для определения предела упругости при сжатии _{по диаграмме F(Dh), записанной на самопишущем приборе (см. 4.2), образец нагружают непрерывно до напряжения, превышающего ожидаемое значение предела упругости . По диаграмме, используя формулу (3) и рисунок 5, определяют предел упругости при сжатии .}

6.9.6 Предел текучести (физический) при сжатии _{определяют на образцах III типа. Образец непрерывно нагружают до напряжения, превышающего ожидаемое значение , и записывают диаграмму на самопишущем приборе (см. 4.2).}

Пример определения нагрузки F_т, соответствующей пределу текучести (физическому), приведен на рисунке 6.

Рисунок 6 - Определение нагрузки F_т соответствующей пределу текучести при сжатии

Предел текучести (физический) _{, МПа (кгс/мм²), рассчитывают по формуле}

_{. (4)}

6.9.7 Условный предел текучести при сжатии _{определяют на образцах III типа. Образец непрерывно нагружают до напряжения, превышающего ожидаемое значение условного предела текучести , и записывают диаграмму на самопишущем приборе (см. 4.2).}

Масштаб по оси деформации не менее 100:1, а по оси нагрузки - 1 мм диаграммы должен соответствовать не более 10 МПа (1,0 кгс/мм²). Допускается определение _{по диаграммам, записанным с масштабом по оси удлинений 50:1 и 10:1, если исходная высота образца больше или равна 25 и 50 мм соответственно. Полученную диаграмму перестраивают с учетом жесткости испытательной машины. По диаграмме (рисунок 7) определяют нагрузку, соответствующую условному пределу текучести (физическому) при сжатии рассчитанному по формуле}

_{. (5)}

По результатам испытаний строят диаграмму F(Dh) (рисунок 8) и определяют нагрузку, соответствующую условному пределу текучести при сжатии, который рассчитывают по формуле (5).

1 - характеристика жесткости испытательной машины; 2 - диаграмма F(Dh), записанная на самопишущем приборе; 3 - диаграмма F(Dh), записанная с учетом жесткости испытательной машины

Рисунок 7 - Диаграмма испытаний для определения условного предела текучести при сжатии

Dh_ост - абсолютная остаточная деформация (укорочение) образца

Рисунок 8 - Диаграмма испытаний для определения условного предела текучести при сжатии

6.9.8 Предел прочности при сжатии _{определяют на образцах III типа. Образец непрерывно нагружают до разрушения. Наибольшую нагрузку, предшествующую разрушению образца, принимают за нагрузку , соответствующую пределу прочности при сжатии sв, МПа (кгс/мм²), рассчитанному по формуле}

_{. (6)}

6.10 Методика испытаний для построения кривой упрочнения

6.10.1 Для построения кривой упрочнения испытывают серию одинаковых цилиндрических образцов III и IV типов (см. раздел 3) на нескольких уровнях заданных нагрузок.

6.10.2 Кривую упрочнения строят в координатах: ордината - напряжение течения s_s, абсцисса - логарифмическая деформация _{(рисунок 9) или в двойных логарифмических координатах , (рисунок 10).}

Рисунок 9 - Экспериментальная кривая упрочнения в координатах s_s -

Рисунок 10 - Экспериментальная кривая упрочнения в логарифмических координатах

Напряжение течения s_s, МПа (кгс/мм²), рассчитывают по формуле

_{, (7)}

где F - осевая сжимающая нагрузка, Н (кгс).

Напряжение течения s_s1, МПа (кгс/мм²), определяют графически по экспериментальной кривой упрочнения при логарифмической деформации (укорочении) образца _{, равной 1.}

Логарифмическую деформацию (укорочение) _{, рассчитывают по формулам:}

для образцов III типа

_{; (8)}

для образцов IV типа

_{. (9)}

Результаты испытаний каждого образца записывают в протокол испытаний (приложение Г), а результаты испытаний партии образцов - в сводный протокол (приложение Д).

Примечание - Допускается построение кривой упрочнения по относительной деформации (укорочение) e _.

6.10.3 Порядок испытаний образца приведен ниже.

Нагружают образец до заданной нагрузки. Разгружают образец до нулевой нагрузки и измеряют конечный диаметр образца d_к в двух взаимно перпендикулярных направлениях, а для образцов III типа также конечную высоту образца h_к. Конечный диаметр d_к для образцов IV типа измеряют посредине осаженного образца (на расстоянии 0,5 от торцов).

Для определения d_к образцов III типа измеряют диаметры осаженных образцов на обоих торцах в двух взаимно перпендикулярных направлениях и устанавливают среднее арифметическое значение конечного диаметра торцов d_т, а посредине образца измеряют максимальное значение конечного диаметра осаженной заготовки _{, мм, рассчитывают по формуле}