ГОСТ 22706-77
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
МЕТАЛЛЫ
МЕТОД ИСПЫТАНИЯ НА РАСТЯЖЕНИЕ ПРИ ТЕМПЕРАТУРАХ
ОТ МИНУС 100 ДО МИНУС 269 °С
Издание официальное
БЗ 7-99/18:
ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ
Москва
Метод испытания на растяжение
МЕТАЛЛЫ
температурах
от минус 100 до минус 269 °С
ГОСТ
22706—77
ОКСТУ Т909
Metals. Method for tension tests
at the temperature — 100 up to — 269 °С
Дата введения 01.01.79
Настоящий стандарт распространяется на черные и цветные металлы, сплавы и изделия из них и устанавливает метод статического испытания на растяжение для определения при температурах от минус 100 до минус 269 °С следующих механических характеристик:
предела пропорциональности;
предела упругости;
предела текучести физического;
предела текучести условного;
временного сопротивления;
относительного равномерного удлинения;
относительного удлинения после разрыва;
относительного сужения поперечного сечения после разрыва.
Стандарт не устанавливает метод статического испытания на растяжение проволоки, труб листового металла и ленты толщиной менее 0,5 мм.
Обозначения, понятия и определения приведены в приложении 1.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
ОТБОР ПРОБ И ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОБРАЗЦОВ
Пробу для образцов вырезают любым способом, предусматривая припуски на зону металла с измененными свойствами при нагреве или наклепке.
Места и направления вырезки проб (заготовок) для образцов, их количество и величины припусков при вырезке должны быть указаны в нормативно-технической документации на правила отбора проб или на металлопродукцию.
Для испытаний на растяжение применяют цилиндрические образцы с начальным диаметром рабочей части от 3 мм и более и плоские образцы с начальной толщиной 0,5 мм и более и с начальной расчетной длиной /0= 5,65V/^ или = 11,3 Размеры образцов приведены в приложениях 2 и 3.
Образцы с начальной расчетной длиной / = 5,65^7^ называют короткими, образцы с /0 = = П, — длинными. Применение коротких образцов предпочтительнее.
1.2. (Измененная редакция, Изм. № 1).
П
Издание официальное
ерепечатка воспрещена© Издательство стандартов, 1977
© ИПК Издательство стандартов, 200
0Форма и размеры головок плоских и цилиндрических образцов, а также размеры переход
ных частей от головок образца к его рабочей части не являются обязательными, а определяются способом крепления образцов в захватах машины и свойствами испытуемого материала (черт. 1—3, табл. 1—3 приложения 2 и черт. 1—3 приложения 3). Форма головки образца и конструкция захватного приспособления должны обеспечить центрирование образца в процессе испытаний и не допускать смятия опорных поверхностей, проскальзывания, деформацию и разрушение головок, не допускать разрушение образца в местах перехода от рабочей части к головкам.
Образцы должны быть обработаны на металлорежущих станках. Глубина резания при последнем проходе рабочей части не должна превышать 0,1 мм. Шероховатость рабочей части цилиндрических образцов должна быть Ra = 0,63—0,32 мкм, а плоских образцов — Ra — = 2,5—1,25 мкм по ГОСТ 2789.
Допускается испытывать цилиндрические образцы с шероховатостью рабочей части Ra = — 2,5—1,25 мкм и плоские образцы с шероховатостью боковых поверхностей рабочей части не более Ra = 5 мкм при условии обеспечения норм механических свойств.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
АППАРАТУРА И МАТЕРИАЛЫ
В качестве испытательных машин применяют разрывные и универсальные машины всех систем при условии соответствия их требованиям ГОСТ 28840. Рабочее пространство машины должно позволять устанавливать криостаты и удлинительные штанги.
Испытательная машина должна обеспечивать:
центрирование испытуемого образца;
плавность возрастания нагрузки при нагружении образца;
скорость перемещения подвижного захвата — не более 0,1 начальной расчетной длины образца, выраженная в миллиметрах в минуту.
В нормативно-технической документации на конкретную продукцию скорость испытания может быть уточнена и должна быть указана в протоколе испытания.
Для одновременного охлаждения партии образцов рекомендуется применять многообразцовые кассетные или перезарядные устройства.
В качестве охладителей применяют жидкие азот (температура кипения минус 196 °С), водород (минус 253 °С) и гелий (минус 269 °С). Промежуточные температуры получают за счет дозированной автоматической подачи парожидкостной смеси азота в интервале температур от минус 100 до минус 196 °С, парожидкостной смеси водорода — от минус 100 до минус 253 °С и парожидкостной смеси гелия — от минус 196 до минус 269 °С. Применение водорода допускается в условиях, обеспечивающих полную безопасность работы. Рекомендуется выбирать охладитель, исходя из условий работы изделий.
Не допускается применять:
жидкий кислород и жидкий воздух в качестве охладителя;
агрессивные или токсичные жидкости в смеси с жидким охладителем;
жидкий технический азот по ГОСТ 9293, содержащий кислород в количествах, превышающих 10 %.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
Криостат должен обеспечивать охлаждение образцов и возможность поддержания постоянства заданной температуры образца (образцов) при испытании. Наименьший уровень жидкого охладителя должен быть не ниже 15 мм от торца поверхности головки образца. Криостаты, в которых для охлаждения образца (образцов) используют жидкий гелий, должны работать по замкнутому циклу. Гелиевый криостат вакуумируется; обеспечивается сбор газообразного гелия. Запрещается проводить испытания на машинах, не оснащенных оборудованием для сбора газообразного гелия.
Криостаты, в которых для охлаждения образца (образцов) используют жидкий водород, должны обеспечивать безопасность проведения работ.
Для измерения температуры образца применяют термопары и термометры сопротивления с приборами класса точности не ниже 0,5 %. Уровень жидкого охладителя измеряют полупроводниковыми датчиками сопротивления, механическими уровнемерами поплавкового типа и другими приборами. Допустимая погрешность определения уровня жидкого охладителя в криостате — не более ±5 мм.
(Измененная редакция, Изм. Ns 1).
Распылители паров и жидкого охладителя должны обеспечивать равномерное охлаждение всей рабочей длины образца до заданной температуры.
Приборы измерения линейных размеров должны соответствовать требованиям: штангенциркули — ГОСТ 166, микрометры — ГОСТ 6507, тензометры, линейки металлические — ГОСТ 427.
(Введен дополнительно, Изм. № 1).
ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ
Начальную расчетную длину, определенную по формулам 5,65V^ и 11,3V7^, округляют в большую сторону до ближайшего числа, кратного соответственно 5 или 10.
Начальная расчетная длина ограничивается отметками на поверхности образца с точностью до 1 % от ее значения. Рекомендуется наносить отметки мягким материалом, не повреждая поверхности образца.
Начальную и конечную расчетную длину измеряют до 1-го знака (мм) после запятой, кратного 1.
Для возможности пересчета удлинения с отнесением места разрыва к середине рекомендуется наносить по всей рабочей части образца отметки через каждые 5 или 10 мм.
Измерения поперечных размеров образцов до испытания производят в миллиметрах:
- до 2-го знака после запятой, кратного 1, — при измерении диаметра цилиндрического образца
и толщины до 2 мм плоского образца;
- до 2-го знака после запятой, кратного 5, — при измерении толщины плоского образца свыше 2 мм и ширины плоского образца.
3.3. Каждое измерение производят в трех местах (в средней части по краям) расчетной длины образца.
По полученным размерам вычисляют площади поперечных сечений на расчетной длине образца и выбирают наименьшую из них.
Округления производят в пределах, указанных в табл. 1.
мм2
Площадь
От 2 до 10
Св. 10 » 20 включ.
» 20 » 100
Таблица 1
Округление
До 0,01
» 0,05
»0,10
3.3. (Измененная редакция, Изм. № 1).
ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ
При проведении испытаний в жидком гелии или его парах после установки образца гелиевый (внутренний) дьюар герметизируют и производят его вакуумирование.
Испытания в жидком азоте можно проводить в открытых криостатах. Испытания в жидком водороде и его парах необходимо проводить в герметизированных криостатах.
Уровень жидких охладителей в процессе испытания необходимо контролировать уровнемерами и поддерживать в пределах заданных значений.
Температуру среды устанавливают по температуре контрольного образца, расположенного в области равномерного охлаждения. Отклонения температуры парообразной охлаждающей среды от заданной не должны превышать ±2 ’С. При проведении испытаний образцов в среде жидких охладителей температура испытуемого образца принимается равной температуре кипения жидкого охладителя.
Время выдержки образцов при заданной температуре устанавливают экспериментально и указывают в нормативно-технической документации на конкретную продукцию. Если подобное указание отсутствует, то выдержка образца в охладителе после достижения заданной температуры на контрольном образце должна быть:
при промежуточных температурах — не менее 10 мин для цилиндрических образцов диаметром 6 мм и менее и для плоских образцов толщиной 4 мм и менее и не менее 15 мин для цилиндрических образцов диаметром более 6 мм и для плоских образцов толщиной более 4 мм;
при испытаниях образцов в жидком азоте — 5 мин после окончания бурного кипения жидкости, а в жидких гелии и водороде — 5 мин после фиксации необходимого уровня заливки жидкого охладителя.
5.
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
Измерения образцов после испытания производят в миллиметрах до первого знака после запятой, кратного 1.
Величину нагрузки при испытании отсчитывают с точностью до одного наименьшего деления шкалы силоизмерителя. При испытании записывают диаграмму растяжения. Масштаб диаграммы должен обеспечивать соответствие 1 мм ординаты не более 10 (1) Н/мм2 (кгс/мм2) напряжения в образце. По оси деформации (оси абсцисс) масштаб записи не менее 50:1.
При отсутствии испытательных машин с записью диаграммы растяжения указанного масштаба допускается применять машинные диаграммы растяжения с масштабом по оси деформаций не менее 10:1. Обработку диаграмм растяжения для получения комплекса механических характеристик при испытании одного образца или статистической обработки результатов испытаний партии образцов рекомендуется производить с использованием ЭВМ, задаваясь определенным шагом по деформации (см. приложение 4).
Пределы пропорциональности, упругости, текучести (физический и условный), временное сопротивление, относительное удлинение (равномерное и полное), относительное сужение при испытании цилиндрических и плоских образцов без концентраторов напряжений (надрезов)в рабочей части определяются по ГОСТ 1497.
При наличии зубчатости на участке упруго-пластического деформирования условный и физический пределы текучести, а также временное сопротивление определяются в соответствии с рекомендациями, приведенными в приложении 5.
5.3. (Измененная редакция, Изм. №
П ри наличии зубчатости в начале участка упруго-пластических деформаций
у
линиеи между крайними
словный предел текучести определяется средней значениями пиков (см. приложение 5).Для определения нагрузки Р02 в МН (кгс) по диаграмме растяжения вычисляют величину остаточного удлинения, исходя из рабочей длины образца. Найденную величину увеличивают пропорционально масштабу диаграммы и отрезок полученной длины ОЕ откладывают на оси абсцисс вправо от точки О (см. чертеж). Начальная криволинейная часть диаграммы исключается. Из точки Е проводят прямую ЕР, параллельную прямой ОА. Ордината точки пересечения прямой ЕР с кривой растяжения определяет нагрузку Ро 2, соответствующую пределу текучести при заданном допуске на величину остаточного удлинения.
Предел текучести (условный) Oq 2 в МПа (кгс/мм2) вычисляют по формуле
„ _ 0.2
ст0,2 - ~р~ ■ г0
(Исключен, Изм. № 1).
Временное сопротивление образца с надрезом а” в Н/мм2 (кгс/мм2) определяют отношением максимальной осевой растягивающей нагрузки Р в Н (кгс), предшествующей разрушению образца, к начальной площади поперечного сечения образца в месте надреза в мм2 и вычисляют по формуле
pH
Н _ *тах
в - pH Г о
Допускается определение относительного равномерного удлинения 5р либо по диаграмме растяжения , как соответствующего наибольшей нагрузке Р^, предшествующей разрушению или первому спаду нагрузки в этой стадии деформирования в случае появления нескольких шеек на рабочей части образца, либо непосредственно на образце, деформированном до начала появления шейки и снятого с испытательной машины не доводя его до разрушения.
5.6. (Измененная редакция, Изм. № 1).
(Исключен, Изм. № 1).
Для определения относительного сужения цилиндрического образца с надрезом после разрыва измеряют размеры разрушенной поверхности в двух взаимно перпендикулярных направлениях, вычисляют площадь поперечного сечения образца с надрезом после разрыва (F") и подсчитывают ун в процентах по формуле
