ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ЕДИНАЯ СИСТЕМА ЗАЩИТЫ
ОТ КОРРОЗИИ И СТАРЕНИЯ.
СПЛАВЫ АЛЮМИНИЕВЫЕ
И МАГНИЕВЫЕ
МЕТОДЫ УСКОРЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ НА КОРРОЗИОННОЕ РАСТРЕСКИВАНИЕ
Издание официальное
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ
Москва
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
Е
гост
9.019-74*
ДИНАЯ СИСТЕМА ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ И СТАРЕНИЯ. СПЛАВЫ АЛЮМИНИЕВЫЕИ МАГНИЕВЫЕ
Методы ускоренных испытаний на коррозионное
растрескивание
Unified system of corrosion and
ageing protection Alluminium and
magnesium alloys Accelerated test methods
for corrosion cracking
Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 19 марта 1974 г. № 627 срок действия установлен
с 01.01 1975 г.
до 01.01 1983 г.
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт распространяется на алюминиевые и магниевые сплавы без защитных покрытий и устанавливает методы ускоренных испытаний на коррозионное растрескивание.
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1. Стандарт устанавливает два метода испытаний:
при заданной деформации,
при постоянной осевой растягивающей нагрузке.
2. Критериями оценки коррозионного растрескивания сплавов являются:
уровень безопасных напряжений — максимальное напряжение, при котором не происходит разрушения образцов за установленный срок испытаний,
время до появления первой визуально обнаруживаемой трещины при испытании на одном уровне напряжений;
характер коррозионного разрушения.
ОТБОР ОБРАЗЦОВ
Устанавливаются направления вырезки образцов из полуфабрикатов и изделий из них. Схема вырезки образцов приведена в приложении 1.
П
Издание официальное
ерепечатка воспрещенаПереиздание (ноябрь 1981 г) с изменением № Л
утвержденным в ноябре 1979 г
(ИУС № 1 1980 г)
© Издательство стандартов, 1982Образцы из литейных сплавов вырезают в направлениях, опре1 деляемых программой испытаний.
Для получения характеристик, регламентируемых в документах на сплав, испытывают не менее 10 образцов каждого варианта*. В других случаях допускается испытывать не менее 5 образцов.
При испытаниях методом заданной деформации применяют образец размером 110X15X2,5 мм.
При необходимости сохранения исходного размера детали или полуфабриката допускается применять образцы любой толщины, но не более 5,0 мм.
В тех случаях, когда нельзя изготовить образцы размером 110X15 мм, допускается применять образцы размером 40X10 мм и толщиной до 3,0 мм, а также кольцевые образцы высотой 20 мм, диаметром не менее 10 мм и толщиной стенки не более 0,1 внешнего диаметра D (черт. 2). Если толщина стенки превышает 0,12?, то образец утоняют с внутренней стороны до толщины стенки, равной 0,1 D (см. приложение 1).
Из труб и прутков диаметром менее 10 мм вырезают образцы в виде отрезков длиной ПО мм.
При испытаниях методом постоянной осевой растягивающей нагрузки применяют образцы по ГОСТ 17332—71.
При изготовлении образцов из сварных соединений шов располагают в середине образца перпендикулярно направлению растягивающих напряжений.
Параметр шероховатости поверхности образцов, не подвергаемых механической обработке, должен соответствовать стандарту на полуфабрикат.
Параметр шероховатости поверхности механически обработанных образцов Да должен быть не более 2,5 мкм (круглые образцы) или не более 1,25 мкм (плоские образцы) по ГОСТ 2789—73, (Измененная редакция, Изм. № 1).
Образцы с поверхностными дефектами (механического или металлургического происхождения) отбраковываются.
На один из концов образца наносят маркировку, в которой указывают номер варианта и порядковый номер образца. Маркировку заносят в опись, в которой должны быть отражены: химический состав или марка сплава;
технология производства;
термическая обработка;
направление вырезки образцов;
размеры образцов;
состояние поверхности;
начало и конец испытаний.
Маркировку следует защищать лаком (например, АК-20).
ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ
Подготовка поверхности образцов из алюминиевых сплавов
Образцы из алюминиевых сплавов обезжиривают органическим растворителем (например, бензином) и затем травят в 5—10%-ном растворе гидроокиси натрия по ГОСТ 4328—77 при температуре 50—60°С в течение 0,5—2 мин. Далее образцы промывают в проточной воде, осветляют в 30%-ном растворе азотной кислоты по ГОСТ 4461—77 в течение 2—6 мин, вновь промывают в проточной, а затем в дистиллированной воде при температуре 70—90°С и высушивают.
Образцы с механически обработанной поверхностью допускается не подвергать травлению.
Подготовка поверхности образцов из магниевых сплавов
Образцы с механически необработанной поверхностью зачищают стеклянной шкуркой № 8 или № 10 по ГОСТ 6456—75. После зачистки поверхность образцов протирают тампоном, смоченным этиловым спиртом.
Образцы с механически обработанной поверхностью дополнительной механической обработке не подвергаются.
Вместо зачистки стеклянной шкуркой механически необработанных образцов, а также для механически обработанных образцов допускается травление в 5—7 %-ном растворе азотной кислоты по ГОСТ 4461—77 в течение 0,5—2 мин. После промывки в воде образцы осветляют в течение 2—5 мин в хромонитратном растворе комнатной температуры, содержащем:
ангидрида хромового по ГОСТ 3776—78; 80—100 г/л;
натрия азотнокислого по ГОСТ 4168—79 или калия азотнокислого по ГОСТ 4217—77; 5—8 г/л.
Затем образцы промывают в проточной воде, а после этого в дистиллированной воде при температуре 70—90°С.
Перед испытаниями образцы протирают тампоном, смоченным этиловым спиртом.
Расчет стрелы прогиба при испытании методом заданной деформации в одноосном напряженном состоянии
Напряжения растяжения в плоских или цилиндрических образцах создаются в специальных приспособлениях—скобах по четырехточечной схеме изгиба (черт. 1).
Черт. 1
Стрела прогиба определяется с погрешностью не более ±0,02 мм. Например, с помощью индикатора типа ИЧ 0—10 мм по ГОСТ 577—68 или другого прибора.
Стрелу прогиба (fi) в миллиметрах вычисляют по формуле 5,75а-Z2
*1 ~ 27Ё6 ’ (1)
где
а— расчетное напряжение, кгс/мм2;
Е — модуль упругости, кгс/мм2;
I — расстояние между опорами в скобе, мм;
3 — толщина для плоского образца или внешний диаметр для цилиндрического образца, мм.
3.4.2. Напряжение растяжения в кольцевых образцах создают сжатием кольца по диаметру (черт. 2).
Сжатие кольцевого образца производится в струбцине или стяжной шпилькой (см. приложение 2).
Черт. 2
Величину деформации (/г) в миллиметрах вычисляют по формуле а-£)2-л Л
= 45-Е ’
где D — внешний диаметр кольца, мм;
В— толщина стенки кольца, мм.
При испытании методом заданной деформации в сложнонапряженном состоянии (изгиб с кручением) напряжения изгиба и кручения создают по схеме, приведенной на черт. 3, в специальных приспособлениях (скобах).
Черт. З
Конструкция скобы приведена в приложении 3.
С
1350(7
трелу прогиба при изгибе (f$) в миллиметрах вычисляют по формуле(3)
У
90. т
гол скручивания (?) в радианах вычисляют по формуле(4)
где т— напряжение кручения, кге/мм2;
G — модуль сдвига, кге/мм2.
Так как при деформации образца отсчитывать угол скручивания затруднительно, то определяется вертикальное перемещение краевой точки образца — точки т (см. приложение 3).
Вертикальное перемещение (fKp) в миллиметрах вычисляют по формуле
/кр=д- sin<p, (5)
где Ь ширина образца, мм.
О п р е д е л е н ие расчетных напряжений при испытании методом заданной деформации
Испытания основного материала проводят при расчетных напряжениях (а ), составляющих определенную долю (К} от предела текучести при растяжении (ао.2).
Для алюминиевых сплавов К принимают равным 1,0; 0,9; 0,75; 0,5 и 0,25; для магниевых сплавов — 0,9; 0,75; 0,5 и 0,25.
При испытаниях на одном уровне напряжений К принимают равным 0,9 — для алюминиевых сплавов и 0,75 — для магниевых сплавов.
Допускается проводить испытания при значениях К=1,0 — для алюминиевых сплавов и К=0,9 — для магниевых сплавов.
Напряжения для алюминиевых сплавов при К, равном 0,5 и 0,75 и магниевых сплавов при К, равном 0,25 и 0,5, вычисляют по формуле
о = 00,2 • К.
при К, вычис-
(7)
при Д'=0,9
(8)
Напряжения в образцах из алюминиевых сплавов равном 0,9 и 1,0, определяют по таблице приложения 4 или ляют по формул
е
(9)
Н
при К,
апряжения в образцах из магниевых сплавовравном 0,75 и 0,9, определяют по таблице приложения 5 или вы
числяют по формуле
где
(Ю)
g0,2* К ао,2-К+О,1-Ю~2£
Напряжение кручения (т) принимают равным 0,5<з.
Образцы из сварных соединений испытывают на нескольких или одном уровне напряжения. Для алюминиевых и магниевых сплавов установлены следующие значения расчетных напряжений а , кгс/мм2:
14, (10), (12), (16)—для сплавов систем А1—Mg—Si, Al—Mg;
22, (18), (20), (24) —для сплавов систем Al—Си, Al—Си—Mg, Al—Си—Mg—Si;
24, (20), (22), (26) — для сплавов систем Al—Zn—Mg,
Al—Zn—Mg—Си. Для магниевых сплавов расчетные напряжения берут равными 0,6; (0,4); (0,5); (0,75) от предела прочности ав сварного соединения. При сварке разнородных металлов величину напряжений определяют по менее прочному материалу.
С целью сокращения времени испытаний или имитации работы деталей допускается испытывать образцы из алюминиевых сплавов при напряжениях, превышающих а0(2 (/С>1) — для основного материала по формулам (7) и (8), или максимальные значения в ряду приведенных напряжений — для сварных соединений.
Определение расчетных напряжений при испытании методом заданной осевой растягивающей нагрузки
Напряжения растяжения создаются на установках «Сигнал» по ГОСТ 17332—71 (см. приложение 6) или других устрой
ствах, обеспечивающих поддержание постоянной нагрузки в течение всего времени испытаний. Растягивающие усилия (Р), кгс, рассчитывают по формуле
(11)
где S — площадь поперечного сечения образца (для сварных соединений — по основному металлу), мм2.
При испытании на одном уровне напряжения принимают равными 0,75 а0,2 — для алюминиевых сплавов и 0,5 а0(2 — для магниевых сплавов. При испытании на нескольких уровнях указанные напряжения принимают за начальные. Следующие значения напряжений последовательно изменяют на 2 кгс/мм2.
Сварные соединения из алюминиевых сплавов испытывают при напряжениях, кгс/мм2:
12, (8), (10), (14) —для сплавов систем А1—Mg—Si, Al—Mg;
18,(16), (20), (22)—для сплавов систем Al—Си, Al—Си—Mg, Al—Си—Mg—Si;
20, (16), (18), (22), (24)—для сплавов систем Al—Zn—Mg, Al—Zn—Mg—Си.
Сварные соединения из магниевых сплавов испытывают при напряжениях 0,5; (0,4); (0,6) от предела прочности сварного соединения.
4. ПРОВЕДЕНИЕ
ИСПЫТАНИЙ
Испытания алюминиевых сплавов проводят при периодическом погружении образцов в 3%-ный раствор хлористого натрия по ГОСТ 4233—77 по циклу: 10 мин в растворе, 50 мин на воздухе. Температура окружающей среды 18—25°С.
Испытания магниевых сплавов проводят при периодическом погружении в 0,001 %-ный раствор хлористого натрия по циклу: 10 мин в растворе, 50 мин на воздухе (температура окружающей среды 18—25°С) и во влажной атмосфере (камере) по двухступенчатому циклу:
1-я ступень— влажность 95—98%, температура 50±2°С, выдержка 16 ч;
2-я ступень — влажность 95—98%, температура 18—25°С, выдержка 8 ч.
Образцы в камере размещают таким образом, чтобы выпуклая (растянутая) сторона образца была направлена вверх.
Допускается испытывать сплавы методом заданной одноосной растягивающей нагрузки при постоянном погружении образцов в растворы, как указано в пп. 4.1. и 4.2.
Растворы готовят на дистиллированной воде по ГОСТ 6709—72.
Объем раствора составляет не менее 10 мл на 1 см2 поверхности образца.Смена раствора производится через каждые 15 сут испытаний. Раствор по мере испарения доливают дистиллированной водой.
Испытания при периодическом погружении проводят без перерыва в течение заданного времени экспонирования образцов. В случае перерыва в испытаниях (нахождение образцов на воздухе не более 7 сут) учитывают календарное время испытания образцов.
Продолжительность испытаний составляет:
по методу заданной деформации — 90 сут — при периодическом и полном погружении, 180 сут — при испытании в камере;
по методу заданной нагрузки — 45 сут.
Допускается увеличивать продолжительность испытаний до 90, 180, 270 и 360 сут.
