---

3.3.1.1. Оси отверстий для установки накладных опорных призм или призматические выступы должны располагаться на одинаковом расстоянии от плоскости надреза, с погрешностью не более ± 0,2 мм.

3.3.1.2. Расстояние между осями отверстий Z (черт. 6) для крепления накладных опорных призм должно быть для образцов:

типа 1 - не более 2l;

типа 2 - не более (D - d);

типов 3 и 4 - не более 2l.

Примечание. На образцах типа 2 допускается изготовление лысок глубиной не более 0,15 (D - d).

3.3.1.3. Расстояние между кромками призматических выступов на образцах типов 3 и 4 должно быть не более 2l.

3.3.2. Двухконсольный датчик прогиба f для образцов типа 4 устанавливается на опорных призмах, одна из которых жестко закреплена на нагружающем ноже, а другая на траверсе испытательной машины.

3.4. Датчики смещений v или прогибов f, а также устройства для записи диаграмм «Р-n» и «Р-f» должны обеспечивать:

тангенс угла наклона линейного участка диаграмм «Р-n» и «Р-f» к оси v или f в пределах 1-3;

масштаб диаграммы по оси v и f не менее 25:1.

Примечание. При испытаниях по определению K_IC масштаб по оси v увеличивают не менее, чем в два раза по сравнению с приведенными выше.

3.5. Температуру образца измеряют термоэлектрическими датчиками (термопарами), приваренными к образцу вблизи вершины исходной усталостной трещины.

Примечание. Допускаются иные способы крепления термопар, при условии обеспечения надежного контакта спая термопары с поверхностью образца. Температуру образца измеряют приборами класса точности не ниже 0,5.

3.6. Приспособления для крепления и нагружения образцов (см. рекомендуемое приложение 6) должны обеспечивать реализацию заданной схемы нагружения, в частности, точную центровку образца и исключить его разрушение в захватах.

При испытании образцов типа 4 номинальные диаметры опорных роликов и центрального нагружающего ножа должны быть равными b/3.

4. ПОДГОТОВКА И ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

4.1. Испытательные машины должны быть аттестованы в соответствии с ГОСТ 24555-81, при этом должны быть выполнены требования разд. 3.

4.2. Размеры образцов l₀, b, D и t, а также толщина накладных опорных призм z перед испытаниями измеряют с погрешностью не выше 0,1 мм.

4.3. Скорости нагружения образцов устанавливают по скорости перемещения подвижного захвата в пределах от 0,02 до 0,2 мм/с.

При испытаниях на определение K_IC, K_C, K_QT и K^*_C скорость нагружения должна соответствовать скорости роста коэффициента интенсивности напряжений в пределах (0,5-1,5) МПа×м^1/2/cна линейном участке диаграмм «Р-n» или «Р-f».

Примечание. При наличии в НТД на металлопродукцию особых указаний допускается проведение испытаний при других скоростях нагружения. В этих случаях скорость нагружения должна быть указана в протоколе испытаний.

4.4. При проведении испытаний при температурах, отличающихся от комнатной, должны соблюдаться требования к испытаниям, установленным ГОСТ 22706-77, ГОСТ 11150-84, ГОСТ 9651-84. В процессе испытания контролируют температуру образца. Погрешность соблюдения заданной температуры образца в сечении с трещиной не должна превышать ±2 при температурах от минус 269 до 20 °С и ±5 °С при температурах от 20 до 600 °С.

Примечание. Температурный диапазон испытаний на трещиностойкость не должен включать температуры, при которых происходят структурные превращения и возникают деформации ползучести.

4.5. При определении характеристик K_IC, K_C, K_QT и K^*_C испытания образцов и типов 1-4 проводят до разрушения с регистрацией диаграмм «Р-n».

Характерные типы диаграмм «Р-n» (или «Р-f») приведены на черт. 7.

Диаграмма I типа характеризуется расположением вершины (точка С) левее прямой ОВ, наклоненной к оси v (или f) под углом a₅, тангенс которого на 5 % меньше тангенса угла a наклона касательной ОА к начальному линейному участку диаграммы. Разрушение образца происходит в точке С диаграммы.

Диаграмма II типа характеризуется наличием локального максимума нагрузки (точка D), находящегося левее прямой ОВ. Разрушение образца происходит в точке С диаграммы, расположенной левее прямой OG, наклоненной к оси v (или f) под углом a₃₀, тангенс которого на 30% меньше, чем тангенс угла наклона касательной ОА (угла a).

Диаграмма III типа характеризуется наличием максимума нагрузки (точка С), соответствующей разрушению образца, лежащей левее прямой OG.

Черт. 7

Диаграмма IV типа представляет собой кривую с максимальной нагрузкой в точке С. Разрушение образца происходит в точке F диаграммы, расположенной правее точки С.

Примечание. Прямую ОВ удобно строить следующим образом: из точки А опускают перпендикуляр АЕ на ось v (или f) и откладывают отрезок АВ=0,05 АЕ. Через точку О и В проводят прямую ОВ. Построение прямой OG проводят таким же образом, но величина AG должна быть равна 0,3 АЕ.

4.5.1. После разрушения образцов вычисляют, с округлением до 0,1 мм, длину исходной усталостной трещины l для плоских образцов типов 1, 3 и 4 или для образцов типа 2 диаметра образца d.

4.5.1.1. Длину l в плоских образцах типов 1, 3 и 4 вычисляют с округлением 0,1 мм как среднее арифметическое измерение (с погрешностью не более 0,1 мм) не менее чем в 3 точках на контуре усталостной трещины, расположенных через равные промежутки по толщине образца, исключая боковые поверхности (черт. 8а).

Схемы изломов

а - плоских образцов типов 1, 3 и 4; б - цилиндрического образца типа 2; 1 - граница надреза; 2 - контур усталостной трещины; 3 - статический долом

Черт. 8

Если какие-либо два из указанных результатов измерений отличаются более, чем на 10 %, образец отбраковывают.

4.5.1.2. Если в образце типа 1 значение средней длины усталостной трещины справа и слева от центра образца отличается более чем на 10 %, образец отбраковывается.

4.5.1.3. В образце типа 2 измеряют расстояние s между центрами поперечного сечения и статического долома образца, а также диаметры контура усталостной трещины в двух взаимно перпендикулярных направлениях d₁, d₂ и вычисляют их среднее значение d (черт. 8б). Если величина 2s/d и (или) значение _{превышает 0,08, образец отбраковывают.}

4.5.2. Все измеренные и вычисленные величины заносят в протокол испытания (рекомендуемое приложение 8).

4.6. Значения раскрытия трещины d_C определяют при испытании образцов типов 1-4 до разрушения с записью диаграмм «Р-n».

4.6.1. Замеры и вычисление длины исходной усталостной трещины l в образцах типов 1, 3 и 4 и размеров s и d в образцах типа 2 проводят в соответствии с п. 4.5.1.

4.6.2. Все полученные при испытании величины (l₁, l₂, l₃, l или d₁, d₁, d) совместно с диаграммами «Р-n» заносят в протокол испытания.

4.7. Критические значения J-интеграла J_C(J_IC) определяют на образцах типов 3 и 4 с записью диаграмм «Р-n» для образцов типа 3 и «Р-f» для образцов типа 4.

4.7.1. Первый образец доводят до разрушения. По полученной при испытании диаграмме «Р-n» или «Р-f» анализируют, к какому характерному типу диаграмм она относится (см. п. 4.5).

4.7.2. В случае получения при испытании диаграммы I типа (черт. 7) по излому образца проводят вычисление длины исходной усталостной трещины l в соответствии с п. 4.5.1.1.

Получение этого типа диаграмм проверяют на не менее трех одинаковых образцах в одинаковых условиях испытаний. Полученные значения l₁, l₂, l₃, l для каждого образца совместно с диаграммами «Р-n» или «Р-f» заносят в протокол испытания (рекомендуемое приложение 8).

4.7.3. Если при испытании первого образца по п. 4.7.1 была получена диаграмма «Р-n» или «Р-f» II, III или IV типа необходимо проведение дополнительных испытаний на одинаковых образцах в одних условиях испытаний.

4.7.4. Следующий образец статически нагружают до заранее выбранного смещения n или прогиба f, составляющего не менее 0,9 n_C или 0,9 f_C для диаграмм III и IV типов и 0,9 n_D или 0,9 f_D для диаграмм II типа (черт. 9). При этом значения n_C, f_C, f_D и n_D назначают по диаграммам, полученным при испытании по п. 4.7.1. Затем образец разгружают, фиксируют контур статически подросшей трещины и доламывают.

Примечание. Способы фиксации контура статического подроста трещины указаны в рекомендуемом приложении 9.

4.7.5. Длину исходной усталостной трещины l вычисляют в соответствии с п. 4.5.1.1.

4.7.6. Статический подрост трещины Dl вычисляют с округлением до 0,1 мм как среднее арифметическое измерение не менее, чем в 5 точках на контуре статически подросшей трещины, расположенных через равные промежутки по толщине образца, исключая боковые поверхности (черт. 10). Каждое измерение следует проводить с погрешностью не более 0,1 мм.

Схемы нагружения и разгрузки образцов при испытании по п. 4.7.4.

а - диаграмма II типа; б - диаграмма III типа; в - диаграмма IV типа

Примечания:

1. Пунктиром показаны диаграммы, полученные при испытании первого образца по п. 4.7.1.

2. о - точка разгрузки образцов.

Черт. 9

Схема измерения излома плоского образца со статическим подростом трещины

1 - граница надреза; 2 - контур усталостной трещины: 3 - площадь статически подросшей трещины: 4 - контур статически подросшей трещины; 5 - статический долом

Черт. 10

4.7.7. В случае, когда статический подрост трещины Dl образца, испытанного по п. 4.7.4, оказался меньше 0,3 мм для образцов толщиной t не более 30 мм или 0,01×t для образцов толщиной свыше 30 мм, то величины l и Dl, полученные по пп. 4.7.5 и 4.7.6, совместно с диаграммами «Р-n», или «Р-f» заносят в протокол испытания.

4.7.8. В случае, когда статический подрост трещины Dl образца, испытанного по п. 4.7.4, оказался больше 0,3 мм для образцов толщиной t не более 30 мм и 0,01 t для образцов свыше 30 мм, то необходимо испытать дополнительно не менее четырех одинаковых образцов в одних условиях испытания. При этом, длины исходных усталостных трещин l₀, измеренных на боковых поверхностях образцов, должны отличаться не более, чем на 10 %.

4.7.8.1. Каждый образец нагружают до заранее выбранного смещения n_i или прогиба f_i меньших 0,9 n_C или 0,9 f_C для диаграмм III и IV типов и 0,9 n_D или 0,9 f_D для диаграмм II типа. При этом значения n_C, f_C, f_D или n_D назначают по диаграммам, полученным при испытании по п. 4.7.1. Затем образец разгружают, фиксируют статический подрост трещины и доламывают.

Примечания:

1. Схемы нагружения и разгрузки образцов приведены на черт. 11.

2. Способы фиксации контура статического подроста трещины приведены в рекомендуемом приложении 9.

4.7.8.2. Длину исходной усталостной трещины l вычисляют по п. 4.5.1.1.

4.7.8.3. Статический подрост трещины Dl вычисляют в соответствии с п. 4.7.6.

4.7.8.4. Полученные значения l₁, l₂, l₃, l, Dl₁, Dl₂, Dl₃, Dl₄, Dl₅, Dl для каждого образца совместно с диаграммами «Р-n» или «Р-f» заносят в протокол испытания.

4.7.9. В случае, когда при испытании по п. 4.7.4 образец разрушился до достижении выбранного значения n или f и диаграмма «Р-n» или «Р-f» получилась IV типа, необходимо дополнительно испытать не менее пяти одинаковых образцов в одних условиях испытания. При этом длины исходных усталостных трещин, измеренных на боковых поверхностях образцов, не должны отличаться более, чем на 10 %.

Схемы нагружения и разгрузки образцов при испытании по п. 4.7.8.1

а - диаграмма II типа; б - диаграмма III типа; в - диаграмма IV типа;

Примечания:

1. Пунктиром показаны диаграммы, полученные при испытания первого образца по п. 4.7.1.

2. о - точка разгрузки образцов.

Черт. 11

4.7.9.1. Каждый образец нагружают до заранее выбранного значения n_i или f_i. Затем образец разгружают, фиксируют статический подрост трещины и доламывают.

Примечания:

1. Рекомендуется первый образец нагружать до начала спада нагрузки на диаграммах «Р-n» или «Р-f». Каждый из последующих образцов нагружают последовательно до меньшей величины смещения n_i или прогиба f_i, как показано на черт. 12, и затем образец разгружают.

2. Способы фиксации статического подроста трещины указаны в приложении 9.

Схема нагружения и разгрузки образцов при испытании по п. 4.7.9.1

о - точка разгрузки образца.

Черт. 12

4.7.9.2. Длину исходной усталостной трещины l вычисляют по п. 4.5.1.1.

4.7.9.3. Статический подрост трещины Dl вычисляют по п. 4.7.6.

4.7.9.4. Полученные значения l₁, l₂, l₃, l, Dl₁, Dl₂, Dl₃, Dl₄, Dl₅, Dl для каждого образца, совместно с диаграммами «Р-n» или «Р-f» заносят в протокол испытания.

4.7.10. В случае, когда при испытании по п. 4.7.4 образец разрушился до достижения выбранного значения n или f и диаграмма «Р-n» или «Р-f» получилась II или III типа проводят вычисление длины исходной усталостной трещины l по п. 4.5.1.1.

4.7.10.1. Полученные значения l₁, l₂, l₃, l совместно с диаграммами «Р-n» или «Р-f» заносят в протокол испытания.