СТАНДАРТ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОЮЗА ССР
МЕТАЛЛЫ
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖАРОСТОЙКОСТИ
ГОСТ 6130—71
Издание официальное
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СТАНДАРТОВ
СОВЕТА МИНИСТРОВ СССР
Москва
РАЗРАБОТАН Центральным научно-исследовательским институтом технологии машиностроения
Зам. директора Крянин И. Р.
Руководитель работы зав. лабораторией газовой коррозии канд. техн, наук Максимов А. И.
Инженер Сорокин П. В.
ВНЕСЕН Министерством тяжелого, энергетического и транспортного машиностроения
Член Коллегии Щукин М. Н.
ПОДГОТОВЛЕН К УТВЕРЖДЕНИЮ Отделом металлургии Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР
И. о. начальника отдела Федин Б. В.
Инженер Васильева Р. А.
Отделом металлургии Всесоюзного научно-исследовательского института стандартизации (ВНИИС)
Зав. отделом Степанов А. В.
Ст. научный сотрудник Белосевич В. К.
УТВЕРЖДЕН Государственным комитетом стандартов Совета
Министров СССР 13 января 1971 г. (протокол № 2)
Зам. председателя Научно-технической комиссии Коваленко Ф. Ф.
Члены комиссии — Федин Б. В., Антоновский А. И., Тихонов В. Т., Белова Е. М., Грейниман С. Б.
ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 12 февраля 1971 г. № 22
5У
Группа В09
ДК 669.14:620.193Г
ГОСТ
6130-71
Взамен
ГОСТ 6130—52
МЕТАЛЛЫ
Методы определения жаростойкости
Metals and method of determining
their heat resistance.
Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 12/11 1971 г. № 225 срок введения установлен
с 1/1 1972 г.
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт распространяется на стали, сплавы и изделия из них и устанавливает методы определения жаростойкости в условиях воздействия агрессивных газовых сред и воздуха при высоких температурах.
Стандарт не распространяется на металлы и изделия из них, подвергающиеся эрозионному воздействию газовых сред. Методы определения жаростойкости, приведенные в настоящем стандарте, не распространяются на текущие испытания партий металлов и изделий.
СУЩНОСТЬ МЕТОДОВ
Жаростойкость определяют после выдержки образцов в печи с установленной средой или в воздухе в течение заданного времени при постоянной температуре следующими методами:
весовыми — по уменьшению массы образца;
по увеличению массы образца; непосредственным измерением глубины коррозии.
Жаростойкость определяют за время испытания, позволяющее получить закономерность коррозии. Путем последующей экстраполяции определяют глубину коррозии за заданный период времени.
Весовой метод по уменьшению массы образца заключается в определении толщины слоя металла, подвергшегося коррозии в процессе испытания, по разности массы образца до и после испытания и удаления продуктов коррозии с его поверхности.
П
Издание официальное
ерепечатка воспрещена/ /Весовой метод по увеличению массы образца заключается в определении толщины слоя металла, подвергшегося коррозии в процессе испытания, по увеличению массы образца, определяемой непосредственно в процессе испытания. При этом для расчета предварительно определяют коэффициент соответствия увеличения массы образца — уменьшению его массы:
уменьшение массы образца
— увеличение массы образца
Величину коэффициента С определяют для исследуемой марки стали, температуры и газовой среды однократно. При умножении величины увеличения массы образца на коэффициент С получают значение условного уменьшения массы образца, по которому определяют толщину слоя металла, подвергшегося коррозии.
Примечание. Допускается определение жаростойкости по привесу, без учета коэффициента С.
Метод непосредственного измерения глубины коррозии заключается в измерении уменьшения линейных размеров образца, подвергшегося коррозии.
Рекомендации по применению методов даны в приложении.
ОТБОР ОБРАЗЦОВ
Для испытаний металлов и сплавов следует применять плоские образцы, вырезанные из металла в состоянии поставки или из изделий. Для испытаний полуфабрикатов допускается применять цилиндрические образцы. Размеры плоских и цилиндрических образцов должны соответствовать указанным в табл. 1.
Таблица 1 мм
|
Форма образцов и их обозначения |
Толщина |
Длина |
Ширина |
Диаметр |
Высота |
|
Плоские—П |
3±0,2 |
30-60 |
20-30 |
|
|
|
Цилиндрические: К10 |
—- |
.. |
10±0,2 |
20+0,5 |
|
|
К15 |
— |
— |
— |
15±0,3 |
30±0,8 |
|
К25 |
— |
— |
— |
25+0,5 |
50+1,0 |
Примечание. Грани образцов должны быть скруглены радиусом 1,5 мм.
При испытании методом непосредственного измерения глубины коррозии применяются только плоские образцы. При этом разнотолщинность плоского образца не должна превышать 0,01 мм.Для-, оценки жаростойкости изделий и образцов при натурных и стендовых испытаниях допускается применять образцы другой формы и размеров в зависимости от назначения и вида испытываемых материалов.
При изготовлении образцов из проката и других изделий, имеющих направленную текстуру деформации, образцы вырезают вдоль направления волокон.
АППАРАТУРА
Установки для испытаний на жаростойкость должны удовлетворять следующим требованиям:
иметь автоматическую регулировку температуры с точностью ±5°С;
обеспечивать отклонение температуры в отдельных точках печи в зоне расположения образцов не более ±5°С от заданной температуры;
обеспечивать равномерное омывание поверхности испытываемых образцов газовой средой.
Газовая среда по химическому составу должна соответствовать или быть близкой к среде, в которой будет работать испытываемый материал.
Скорость потока газовой среды в процессе испытания не должна быть менее 0,025 місек, но не более скоростей потока, вызывающих эрозию.
Примечание. При одновременном испытании большого количества образцов, суммарная поверхность которых велика, ввиду чего возможно обеднение газовой среды отдельными агрессивными компонентами, скорость потока устанавливают, исходя из постоянства состава среды в зоне расположения образцов.
При определении жаростойкости весовым методом по уменьшению массы образца и методом непосредственного измерения глубины коррозии образцы размещают в печах на жаростойких керамических подставках, в керамических тиглях или подвешивают на проволоке из жаростойких материалов.
При определении жаростойкости весовым методом по увеличению массы образца следует применять специальные керамические тигли, не препятствующие проникновению газовой среды и обеспечивающие сохранение осыпающихся окислов. Тигель с образцами размещают в печи на керамических подставках или подвешивают на алундовых стержнях.
Перед испытанием тигли должны быть прокалены до постоянной массы.
Установка должна обеспечивать непрерывное или периодическое взвешивание испытуемых образцов непосредственно в печи при температуре испытания. Для этого рекомендуется исполь-зовать установки, оборудованные аналитическими весами, на одном плече коромысла которых подвешивают тигель с образцом, находящимся в печи.
Допускается периодическое взвешивание охлажденных образцов вне печи.
Если в процессе взаимодействия металла со средой образуются соединения, возгоняющиеся при температуре испытания, необходимо применять способы и устройства, позволяющие учитывать количество летучих соединений.
Соприкосновение образцов с подставкой или тиглем должно быть только в отдельных точках.
ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ
Поверхность образца шлифуют с малой подачей при интенсивном охлаждении. Припуск на шлифовку должен быть не менее 0,3 мм на сторону. Шероховатость поверхности должна соответствовать 7—8 классу чистоты по ГОСТ 2789—59.
При определении жаростойкости весовыми методами подсчет поверхности производят по суммарной площади.
Измерение образца при определении площади поверхности производят с точностью ±0,1 мм.
Перед испытанием образцы должны быть обезжирены этиловым спиртом, эфиром или другими органическими летучими растворителями.
При определении жаростойкости весовыми методами обезжиренные образцы должны быть просушены и взвешены с точностью ±0,1 мг.
При определении жаростойкости методом непосредственного измерения глубины коррозии измерение толщины плоского образца производится не менее чем в трех точках с точностью ±0,003 мм.
ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ
Общие требования
Образцы загружают в печь, имеющую заданную температуру. Допускается загрузка образцов в холодную печь. Началом испытания считают момент достижения в рабочей зоне печи заданной температуры. Концом испытания считают момент выключения печи или выгрузки образцов по истечении срока испытания.
Время испытаний, определяемое в зависимости от срока службы материала, должно соответствовать указанному в табл. 2.
Для оценки качества материала при выборочных испытаниях допускается устанавливать время испытаний меньше указанного.Таблица 2
ч
|
Срок службы материала |
Время испытаний, не менее |
|
|
Свыше 100000 От 50000 до 100000 вкл. От 25000 до 50000 вкл. От 10000 до 25000 вкл. Менее 10000 |
• |
10000 5000 3000 2000 20% от срока службы |
При испытаниях длительностью не более 100 ч образцы загружают в печь, имеющую заданную температуру. Концом испытания считается момент выгрузки образцов из горячей печи.
Если при выбранном времени испытания невозможно установить закономерности окисления, длительность испытания необходимо увеличить.
Для определения закономерности окисления периодический отбор образцов должен производиться через: 5, 10, 20, 50, 100, 200, 500, 1000, 2000, 5000, 10000 ч. Максимальная длительность испытания может не соответствовать времени, указанному в табл. 2. Количество экспериментальных точек должно быть не менее пяти.
Например:
5000, 2000, 1000, 500, 200;
3000, 2000, 1000, 500, 200;
2500, 2000, 1000, 500, 200, 100.
При времени испытания менее 100 ч следует применять метод определения жаростойкости по увеличению массы образца. При этом должны использоваться установки, оборудованные аналитическими весами.
Каждая точка определяется как среднее арифметическое результатов испытания не менее трех образцов.
Испытания на жаростойкость проводятся с периодическим охлаждением образцов вместе с печью или на спокойном воздухе.
Циклы охлаждения выбираются в зависимости от назначения исследуемого металла.
Для промышленных установок, работающих непрерывно (в течение недели и более), образцы следует охлаждать через 100, 200, 500 ч и далее через каждые 200 ч.
Для установок, работающих периодически, а также при натурных и стендовых испытаниях образцы следует охлаждать в соответствии с запланированным режимом работы установок.
Температуру испытаний устанавливают в зависимости от условий эксплуатации исследуемого материала.Весовой метод определения жаростойкости по уменьшению массы образца
При определении жаростойкости по уменьшению массы образца с его поверхности полностью удаляют образовавшиеся продукты окисления, чтобы при осмотре образца через лупу с 10- кратным увеличением не было обнаружено следов окисления.
В зависимости от состава сталей и сплавов удаление продуктов коррозии с образцов после их испытания осуществляется одним из следующих способов:
для углеродистых и низколегированных сталей рекомендуется применять электрохимическую катодную обработку в 10%-ном растворе серной кислоты с присадкой ингибитора кислотной коррозии (уротропин, уникол, катапин и др. из расчета 1 г ингибитора на 1 л раствора); в качестве анода применяется свинцовая пластинка. Плотность тока 10—15 а/дм2, температура раствора 20°С, продолжительность обработки — до полного удаления продуктов коррозии. Для определения полноты удаления продуктов коррозии образцы через каждые 10—15 мин вынимают из ванны, промывают водой и просматривают, как указано в п. 5.21;
для углеродистых, низколегированных и среднелегированных сталей рекомендуется применять электрохимическую обработку в расплаве смеси, состоящей из 40—60% кальцинированной соды и 60—40%' едкого натра. Обработку следует вести при 450— 500°С, плотности тока 25—50 а/дм2, продолжительности обработки 1—5 мин в зависимости от толщины и состава окисной пленки;
для всех сталей и сплавов помимо вышеуказанных способов рекомендуется также способ, основанный на восстановлении окис- лов атомарным водородом. В этом случае образцы после испытаний погружают в ванну с расплавленным металлическим натрием, через который непрерывно продувают аммиак. Температура расплава 350—420°С, длительность процесса 1—2 ч.
