ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
СОЮЗА ССР
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ИЗДЕЛИЙ
МЕТОД ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ
И ПОКРЫТИЙ НА ГАЗОАБРАЗИВНОЕ
ИЗНАШИВАНИЕ С ПОМОЩЬЮ
ЦЕНТРОБЕЖНОГО УСКОРИТЕЛЯ
Издание официальное
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СТАНДАРТОВ
СОВЕТА МИНИСТРОВ СССР
Москва
РАЗРАБОТАН
Всесоюзным научно-исследовательским институтом по нормализации в машиностроении (ВНИИНМАШ)
Зам. директора Б. Н. Волков
Руководитель темы А. И. Кубарев
Исполнители: И. И. Карасик, С. Л. Гафнер, Н. М. Алексеев, Н. Н. Самойлова
Таллинским политехническим институтом
Проректор X. X. Лепиксон
Руководитель темы И. Р. Клейс
Исполнители: Ю. А. Тадольдер, Т. А. Паппель
ВНЕСЕН Всесоюзным научно-исследовательским институтом по нормализации в машиностроении (ВНИИНМАШ)
Зам. директора Б. Н. Волков
ПОДГОТОВЛЕН К УТВЕРЖДЕНИЮ Всесоюзным научно-исследовательским институтом по нормализации в машиностроении (ВНИИНМАШ)
Зам. директора Б. Н. Волков
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 7 февраля 1978 г. № 382ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
Обеспечение износостойкости изделий
М
ГОСТ
23.201-78
Products wear resistance assurance.
Gas abrasive wear testing of materials and coatings
with centrifugal accelerator
'Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 7 февраля 1978 г. № 382 срок введения установлен
с 01.01.1979 г.
Настоящий стандарт распространяется на металлические материалы и покрытия и устанавливает метод их испытания на абразивное изнашивание в потоке твердых частиц.
Стандарт не распространяется на материалы и покрытия твердостью менее HV20, на пористые материалы со средним размером пор более 0,02 мм, а также на покрытия толщиной менее 0,3 мм.
Метод основан на одновременном воздействии на испытуемые и эталонные образцы потока твердых частиц, создаваемого центробежным ускорителем со стандартными размерами рабочих органов при фиксированных режимах испытаний, и измерении ве- личины износа исследуемого и эталонного образцов, а износо- -стойкость материала оценивают путем сравнения его износа с износом эталонного образца.
ПРИБОРЫ И МАТЕРИАЛЫ
Ц
• Издание официальное
Перепечатка воспрещена
©Издательство стандартов, 1978
3 Зак. 366Схема установки образцов приведена на черт. 1 рекомендуемого приложения 1. Основными параметрами центробежного ускорителя, определяющими режим истечения и удара по образцу абразивных частиц, являются: расстояние 7? от выходного окна канала до оси ротора, составляющее 100±0,5 мм, размеры сечения канала, составляющие 3X7 мм; длина L канала, составляющая 82±0,4 мм, а также диаметр d выходного канала бункера^ составляющий 6±0,2 мм, и угол конусности бункера у = 90°. Испытательная установка должна отвечать требованиям пп. 3.1—3.4.
Абразивный материал — кварцевый песок Приволжского месторождения по ГОСТ 6139—70 с размером зерен 0,5—0,9 мм и с относительным содержанием влаги не более 0,15% используют при общей сравнительной оценке износостойкости.
При оценке износостойкости применительно к конкретным условиям изнашивания допускается использовать абразивный материал, соответствующий материалу, воздействующему при эксплуатации, но с размером зерен не более 1,2 мм. В этом случае характеристики абразивного материала приводят в протоколах испытаний. При применении стандартного абразивного материала указывают номер соответствующего стандарта. При применении нестандартного абразивного материала в протоколе испытаний указывают вид абразивного материала, месторождение, максимальный и минимальный размер зерен абразива, их твердость^ среднюю удельную поверхность частиц в квадратных сантиметрах на грамм и другие данные, необходимые для идентификации абразивного .материала, устанавливаемые по согласованному перечню. При частоте вращения ротора 3000 об/мин допускается при приработке повторно использовать абразивный материал, но не более двух раз.
Исследуемые и эталонные образцы изготовляют в виде пластин размером 20X15X4 мм с допусками на размеры по 7-му классу точности и шероховатостью рабочей поверхности (поверхность 20X15 мм) Rz = 0,16—0,32 мкм, без острых кромок.
Примечание. При необходимости проведения испытаний образцов толщиной менее 4 мм допускается применять прокладки, обеспечивающие суммарную толщину пакета 4 мм. При испытании пористых материалов, как исключение, допускается шероховатость поверхностей Rz более 0,32 мкм.
Эталонные образцы изготовляют из стали марки 45 по ГОСТ 1050—74 в отожженном состоянии с твердостью HV 185—195. Износ испытуемых и эталонных образцов определяют путем взвешивания с погрешностью не более 0,1 мг до и после испытаний.
Потеря массы образца вследствие износа при испытании должна составлять не менее 5 мг.
Промывочные материалы: бензин по ГОСТ 443—76, ацетон по ГОСТ 2603—71.ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ
Перед испытаниями определяют твердость образцов по ГОСТ 2999—75. Отобранные образцы маркируют.
Проверяют влажность абразивного материала по ГОСТ -5382—73 и при необходимости доводят ее до соответствия требованиям разд. 1.
Образцы последовательно промывают растворителями, указанными в разд. 1, и просушивают на воздухе.
Эталонные и испытуемые образцы устанавливают на центробежном ускорителе и производят приработку перед каждым испытанием. Установка образца в держателе должна обеспечивать ширину участка рабочей поверхности образца, открытую воздействию абразивного материала, 12±0,1 мм. При приработке угол установки образцов, частота вращения ротора, количество засыпаемого в бункер абразива назначаются такими же, как при проведении основного испытания (пп. 3.1—3.4).
После приработки образцы вновь промывают в соответствии с п. 2.3 и определяют начальную массу образцов взвешиванием в соответствии с разд. 1.
ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ
Образцы устанавливают на испытательной установке в положении, соответствующем выбранному углу атаки (см. п. 3.2). Допускается одновременно устанавливать 15 образцов с различными углами атаки. При этом одновременно устанавливают с одинаковыми углами атаки не менее трех испытуемых и трех эталонных образцов. Размещение этих образцов вокруг ротора должно быть равномерным.
При испытаниях пористых неоднородных сплавов, спеченных металлокерамических материалов и неоднородных наплавок одновременно устанавливают пять образцов исследуемого материала и три образца эталонного материала. Образцы должны быть установлены таким образом, чтобы центр рабочей поверхности образца лежал в горизонтальной плоскости осей рабочих каналов ротора, а расстояние от центра рабочей поверхности образца до оси ротора I должно составлять 118± 1 мм. Угол в плане между ■осью, направленной вдоль большей стороны образца, и нормалью к цилиндрической поверхности ротора в точке пересечения оси •образца с поверхностью ротора должен составлять 55°±20' (черт. 1).
Испытания проводят при углах атаки 15; 30; 60 и 90°. Необходимый угол атаки обеспечивается наклоном рабочей поверхности образца относительно горизонтальной плоскости.
Устанавливают частоту вращения ротора 3000 или* 6000 об/мин, обеспечивающую скорость потока частиц абразива- 38 или 76 м/с.
Примечание. При использовании абразивного материала, соответствующего ГОСТ 6139—70, частота вращения ротора (п) в об/мин может быть вычислена по формуле
п = 78,2v,
где и — средняя скорость частиц, м/с.
При использовании абразивного материала, не отвечающего^ ГОСТ 6139—70, частоту вращения ротора, обеспечивающую необходимую скорость удара частиц, подбирают опытным путем. Частоту вращения ротора поддерживают в процессе испытаний' постоянной в пределах ±2,5% от расчетной.
Количество расходуемого абразивного материала при испытаниях должно соответствовать указанному в табл. 1.
При несоблюдении требования разд. 1 (при испытаниях накоплен слишком малый износ) для испытания берут удвоенное количество абразивного материала.
Таблица 1
К
Твердость испытываемого
материала или покрытия HV
3
6000
000Не более 1000
Не менее 1000
30±1,0
60±2,0
5±0,2
10±0,5
При испытаниях необходимо обеспечивать непрерывную подачу абразивного материала в ротор. Если масса абразивного материала, необходимая для испытаний, превышает вместимость бункера, то допускается подсыпать абразивный материал в бункер в процессе испытаний.
Включают привод вращения ротора и после достижения; им расчетной частоты вращения открывают заслонку бункера для; подачи абразивного материала в ротор.
После израсходования абразивного материала, засыпанного в бункер и предназначенного для данной серии испытаний,, ротор останавливают, образцы снимают, промывают по п. 2.3 и> взвешивают в соответствии с разд. 1. При установке и съеме образцов не допускается повреждение их поверхностей.Результаты взвешивания образцов до и после испытаний заносят в протокол. Образец протокола приведен в рекомендуемом приложении 2.
Проводят испытания при других углах установки образцов и частотах вращения ротора, подбираемых в соответствии с пп. 3.2 и 3.3.
Если при испытании с определенной скоростью частиц и определенным углом атаки отклонение значения потери массы (износа) отдельных образцов превышает 15% от средней потери массы всех испытанных образцов, то испытание повторяют в соответствии с пп. 3.1—3.7.
Средние потери массы эталонных образцов по результатам испытаний должны находиться в пределах, указанных в табл. 2.
Таблица 2
|
Частота вращения, ротора, об/мин |
Значение потери массы эталонных образцов, мг. при угле атаки а, град |
|||
|
15 |
30 |
60 |
90 |
|
|
3000 |
4,8±1,5 |
8,5±1,5 |
13,5±1,5 |
П,1±1,5 |
|
6000 |
8,1 ±1,5 |
16,0±1,6 |
21,1 ±2,0 |
14,6±1,5 |
Если потери массы эталонных образцов отличаются от значений, указанных в табл. 2, то следует проверить правильность выполнения условий испытаний по разд. 1 и после приведения условий испытаний в соответствии с указанными пунктами повторить испытания.
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ
По результатам взвешивания образцов до и после испытаний с определенным углом атаки и скоростью частиц определяют среднюю потерю массы ga эталонных образцов и среднюю потерю массы ga испытуемых образцов.
і
где і — количество испытанных образцов в соответствии с п. 3.1;gsi', gai — потери массы і-го эталонного и испытуемого образцов.
Относительную износостойкость (£) исследуемого материала вычисляют по формуле
gsPal
где q8; Qh — плотности эталонного и испытуемого материала соответственно, г/см3.
Результаты расчетов заносят в протокол. Указанные вычисления производят с погрешностью не более 0,0001 г.
При записи результатов испытаний необходимо указывать режимы испытаний образцов (угол атаки, скорость частиц), к которым относится данное значение износостойкости.
В стандартах, технических условиях и другой нормативно-технической документации, устанавливающей требования на износостойкость испытываемых материалов, значения относительной износостойкости должны приводиться со ссылкой на настоящий стандарт, с указанием угла атаки и скорости абразивных частиц. Например, износостойкость при изнашивании по ГОСТ 23.201—78 при а = 90° и п = 3000 об/мин не менее 5,2.
Если при испытаниях применяют абразивный материал, отличный от указанного в ГОСТ 6139—70, то должны приводиться также данные в соответствии с разд. 1 по использованному абразивному материалу.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Рекомендуемое
ИСПЫТАТЕЛЬНАЯ МАШИНА
Схема машины ЦУК приведена на черт. 1. Испытуемые образцы 1 закрепляют симметрично относительно оси вращения ротора 4. Из бункера 2 абразивные частицы при открытой заслонке 3 поступают в центральное отверстие ротора 4, откуда под действием центробежных сил поступают через четыре радиальные канала на образцы 1. Ротор крепят непосредственно к валу электродвигателя 5, а с нижней частью вала двигателя связан датчик частоты вращения вала. Обеспечивается возможность плавного регулирования скорости вращения ротора с автоматическим поддержанием установленной частоты вращения.
