---

Таблица перевода единиц механического напряжения (давления)

Таблица перевода единиц коэффициента интенсивности напряжений

Таблица перевода единиц энергии и работы

ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Рекомендуемое

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛА ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ

1. Предел трещиностойкости I_C - количественная мера сопротивления материала распространению трещины, представляющая собой критические значения условных коэффициентов интенсивности напряжений К*_C в широком диапазоне исходных длин трещин l, определенных при максимальных нагрузках Р_C, выдерживаемых образцами.

Для металлов, имеющих диаграммы I типа (черт. 7 настоящего стандарта), предел трещиностойкости естественным образом переходит в критические коэффициенты интенсивности напряжений К_C и, с соблюдением условий корректности (п. 5.1.3.2 настоящего стандарта), в К_IC при данной длине трещины.

2. Предел трещиностойкости при широком варьировании длин трещин может быть использован в соответствии с п. 1.5 настоящего стандарта.

3. Предел трещиностойкости определяют на сериях кратковременных статических испытаний плоских образцов

типа 1 (черт. 1 настоящего стандарта) при 0 £ 2l/b £ 0,6

типа 4 (черт. 4 настоящего стандарта) при 0 £ l/b £ 0,6

типа 5 (черт. 1) при 0 £ l/b £ 0,6

Примечание. Различие по длинам трещин от образца к образцу ориентировочно равно 0,1(2l/b) для образцов типа 1 и 0,1(l/b)для образцов типов 4 и 5.

L - расстояние между частями образца, служащими для крепления в захватах; b ³ 6t; L ³ 2b; h » 0,1b

Черт. 1

4. Требования к образцам, их изготовлению, испытательному оборудованию и подготовке и проведению испытаний должны соответствовать требованиям настоящего стандарта.

5. По результатам испытаний образцов определяют разрушающую нагрузку Р_С (п. 5.1.1 настоящего стандарта) для всех видов диаграмм.

Кроме того, по результатам испытания до разрушения гладкого (l = 0) образца находят предельную нагрузку Р_C (l = 0).

6. После испытания образцов измеряют длину трещины l в соответствии с п. 4.5.1.

7. По значению нагрузки Р_C и длине трещины l вычисляют величину l_C по формулам:

для образца типа 1

где

для образцов типа 4

где

для образцов типа 5

где

На черт. 2-4 графически представлены функции Y₁', Y₄' и Y₅'.

Черт. 2

Черт. 3

Черт. 4

8. По серии нагрузок Р_C для образцов с различными длинами трещин и без них (l = 0) определяют номинальные разрушающие напряжений s_C по формулам:

_{- для образцов типов 1 и 5;}

_{- для образцов типа 4.}

Примечание. Вместо s_C при l=0 допускается использовать величину временного сопротивления (предела прочности) s_B при заданной температуре, определяемого в соответствии с ГОСТ 1497-73 или ГОСТ 9651-73, или ГОСТ 11150-75, или ГОСТ 22706-77.

9. Полученные результаты для каждого образца заносят в протокол испытания (см. рекомендуемое приложение 8). Результаты по определению предела трещиностойкости представляют в виде таблицы.

Допустимо также представить результаты испытаний в виде графиков «I_C - l/b», «I_C - s_C/s_C(l=0)» или «I_C - s_C/s_B».

ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Рекомендуемое

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ЗАВИСИМОСТЕЙ ХАРАКТЕРИСТИК ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ

1. Определение температурных зависимостей характеристик трещиностойкости

1.1. Для построения температурных зависимостей требуется не менее трех значений характеристик трещиностойкости K_IC, K_QT, K_C, K*_C, d_С, J_C( J_IC), полученных при каждой температуре.

1.2. Для построения полной температурной зависимости характеристик трещиностойкости K_IC, K_QT, K_C, K*_C, d_С, J_C( J_IC) проводят испытания не менее, чем при пяти температурах.

1.3. Температуры испытаний выбирают таким образом, чтобы охватить диапазон хрупкого, квазихрупкого и вязкого разрушений. При этом температуры испытаний следует назначать не более, чем через 20-30 °С.

1.4. При построении температурных зависимостей, указанных в п. 1.1 настоящего приложения, характеристик трещиностойкости по оси ординат откладывают значения данной характеристики трещиностойкости, а по оси абсцисс - температуру испытаний T. Допускается построение температурных зависимостей характеристик трещиностойкости, когда по оси абсцисс откладывают приведенную температуру, равную разнице (Т - Т_K0) температуры испытания Т и критической температуры хрупкости материала Т_K0, устанавливаемой по отраслевой НТД. При этом включение последнего указания необходимо в тех случаях, когда испытывают образцы, изготовленные из заготовок различных плавок.

1.5. В качестве основного сводного материала испытаний по настоящему стандарту следует строить рекомендуемые зависимости характеристик трещиностойкости K_IC, K_QT, K_C, K*_C, d_С, J_C( J_IC) с выделением области действительных значений K_IC, K_C, K_QT (см. чертеж).

Схематическое изображение температурных зависимостей характеристик трещиностойкости

2. Определение критических температур для малоуглеродистых и низколегированных сталей

2.1. Критические температуры T_K1 и T_K2 получают при испытаниях серии образцов для определения характеристик трещиностойкости в соответствии с требованиями настоящего стандарта.

Переход от вязких разрушений к квазихрупким определяют по первой критической температуре T_K1, а от квазихрупких к хрупким по второй критической температуре T_K2.

2.1.1. Для определения T_K1 и T_K2 строят зависимости «F_B - T» (процент вязкой составляющей в изломе F_B - температура испытаний T) и «s_C0 - T» (номинальные разрушающие напряжения в опасном сечении s_C0 - температура испытаний Т).

2.1.2. По температурной зависимости «F_B - T» при F_B = 50 % устанавливают T_K1, а при s_C0 = s_0,2 по температурной зависимости «s_C0 - T» устанавливают T_K2. При этом предел текучести s_0,2 определяют при соответствующей температуре испытаний Т.

2.1.3. Если при разрушении в рассматриваемом диапазоне температур четко выраженный переход от вязкого разрушения к квазихрупким не устанавливается, то величину T_K1 устанавливают как минимальную температуру по сужению в зоне разрушения j_C, составляющему 0,8 от максимального, соответствующего полностью вязкому разрушению, или по j_C = 25 %.

2.2. Определение процента вязкой составляющей F_B в изломах испытанных образцов проводят макрофрактографическим методом. Определение F_B в изломах образцов типов 1, 2, 3 и 4 основаны на измерении площади хрупкой составляющей П_хр. Процент вязкой составляющей в изломах F_B вычисляют по формуле

где П_хр - площадь хрупкой составляющей в изломе;

П₀ - площадь образца в ослабленном исходной усталостной трещиной сечении.

Для образцов типа 1

П₀ = t(b - 2l);

для образцов типа 2

П₀ = p(d²/4);

для образцов типа 3 и 4

П₀ = t(b - l).

2.2.1. Измерение П_хр в изломах образцов осуществляется с помощью инструментальных микроскопов или путем планиметрирования изображения излома. При этом абсолютная погрешность измерений не должна превышать 10 %.

2.2.2. В случае, если зоны хрупкого разрушения имеют сложную форму, то при необходимости планиметрирование площади соответствующего участка производят на увеличенном изображении.

2.2.3. При наличии в изломе нескольких зон хрупкого разрушения измеряют площади отдельных хрупких участков и суммируют их по всему излому.

2.3. Критические температуры T_K1 и T_K2 указывают на представленных графически температурных зависимостях характеристик трещиностойкости (см. чертеж).

ПРИЛОЖЕНИЕ 5
Рекомендуемое

ВЫБОР ОБРАЗЦОВ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ

1. Тип и размеры образцов выбирают исходя из цели испытаний, размера и формы заготовок или деталей, из которых они вырезаются, механических свойств исследуемого металла при температуре испытания, максимальной нагрузки, создаваемой испытательной машиной, конструкции и размеров термо- или криокамеры и экономических соображений.

2. Для листового металла толщиной:

от 1 до 10 мм рекомендуется использовать образцы типа 1;

от 20 до 100 мм рекомендуется использовать образцы типа 3;

от 10 до 200 мм и более рекомендуется использовать образцы типа 4.

Для пруткового материала круглого сечения диаметром от 12 до 40 мм рекомендуется использование образцов типа 2.

Для пруткового материала квадратного или прямоугольного сечения толщиной 10-40 мм рекомендуется использовать образцы типа 2; при диаметрах и толщинах более 40 мм - образцы типов 3 и 4.

Для фасонного проката с различной формой поперечного сечения (двутавры, швеллеры, уголки, трубы и т. п.) форму и размеры образцов устанавливают по дополнительному согласованию с учетом анализа наибольшей нагруженности деталей из проката.

3. Образцы для испытаний на трехточечный изгиб применяют для металлов низкой и средней прочности (с относительным удлинением d₅ более 15 %), как наиболее простые в изготовлении и не требующие мощной испытательной техники.

4. Образцы для испытаний на внецентренное растяжение применяют для сталей всех категорий прочности, а также цветных металлов.

5. Корректность получения достоверных значений величины по испытаниям образцов определяется требованиями к их размерам по толщине t или диаметру D согласно п. 5.1.3.2.

Ориентировочно толщину t плоских образцов типов 1, 3 и 4 или диаметр цилиндрических образцов D (тип 2) устанавливают с использованием модуля упругости Е и предела текучести s_0,2 материала (кроме образцов из магниевых сплавов) по табл. 1.

Таблица 1