доля вязкой составляющей в изломе ударного образца
Определение процента вязкой составляющей в изломе ударных образцов
Процент вязкой составляющей в изломе ударных образцов характеризует сопротивление стали хрупкому разрушению. Хрупкая составляющая в изломе ударного образца сечением 8Х10 мм имеет вид трапеции. Площадь этой трапеции растет по мере увеличения доли хрупкой составляющей. Вязкая составляющая располагается, как правило, вокруг хрупкой составляющей.
Задача: С помощью анализатора изображения «ВидеоТест-Структура», состоящего из металлографического микроскопа, цифровой камеры и компьютера с программным обеспечением, получить изображение излома, на котором все детали находились бы в фокусе. Определить процент площади вязкой составляющей в изломе ударного образца в соответствии с ГОСТ 4543.
Решение: Анализатор Изображений «ВидеоТесТ-Структура» позволяет решить поставленную задачу. Исследование проводилось на Ижорском трубном заводе, Санкт-Петербург, г.Колпино.
Ввод в программное обеспечение серии снимков образца, полученных с перефокусировкой микроскопа. Применение функции «Расширенный фокус». Изображение излома после применения функции «Расширенный фокус» в окне программы: 
Выделение области хрупкого разрушения, производится пользователем вручную.
Измерения. Пользователь задает параметры, которые необходимо измерить. Если в программе нет нужного параметра, то он может быть создан пользователем, для чего необходимо ввести формулу для расчета создаваемого параметра.
Получение результата: Результаты выводятся в виде таблицы, могут быть отправлены в базу данных, переданы в Exсel или сформированы в отчет.
Доля вязкой составляющей в изломе ударного образца
ПРОКАТ ЛИСТОВОЙ И ТРУБЫ СТАЛЬНЫЕ
Методы испытания на ударный изгиб
Metal production. Rolled steel and tubes. Methods of blow bending tests
Дата введения 2000-01-01
1 РАЗРАБОТАН Государственным научно-исследовательским и конструкторско-технологическим институтом трубной промышленности (ГТИ), Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 7
ВНЕСЕН Государственным комитетом Украины по стандартизации, метрологии и сертификации
2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 11 от 23 апреля 1997 г.)
За принятие проголосовали:
Наименование национального органа
по стандартизации
Госстандарт Республики Казахстан
Главная государственная инспекция Туркменистана
3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 28 апреля 1999 г. N 150 межгосударственный стандарт ГОСТ 30456-97 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 2000 г.
5 ИЗДАНИЕ (октябрь 2002 г.) с Поправкой (ИУС 9-2000)
1 Область применения
Метод основан на разрушении образца с концентратором одним ударом бойка свободно падающего груза вертикального копра (ВК) или маятника копра при комнатной и пониженной температурах, указанных в нормативных документах на металлопродукцию. В результате испытания падающим грузом (ИПГ) определяют количество вязкой составляющей в изломе образца в процентах.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
3 Методы отбора проб и изготовления образцов
3.1 Пробу (заготовку) для изготовления образцов от трубы следует вырезать поперек продольной оси трубы в соответствии с рисунком 1.
3.2 Пробу (заготовку) для изготовления образцов от листа следует вырезать поперек оси проката в первой четверти ширины листа.
3.3 Количество труб или листов, отбираемых для испытания, регламентируется нормативными документами на конкретную металлопродукцию.
3.4 При вырезке пробы (заготовки) огневым способом припуск от линии реза до края образца должен быть не менее толщины листа или толщины стенки трубы в целях предохранения образца от влияния нагрева, но не менее 15 мм.
3.5 На поверхностях и торцах проб не допускаются наплыв и брызги расплавленного металла.
3.6 Вырезанную пробу маркируют для идентификации образцов.
3.7 Правку пробы от труб выполняют статической нагрузкой. Стрела прогиба после правки должна быть не более 2 мм на длине пробы.
3.8 Из отобранных проб изготовляют по два образца на одну температуру испытания, если нет других указаний в нормативных документах на металлопродукцию.
3.9 Допускается применять образцы с невыпрямленной средней частью на длине 25-50 мм (невыпрямленный образец), при этом оба конца пробы рекомендуется выправлять одновременно.
При наличии расхождения в результатах, полученных при испытаниях выпрямленных и невыпрямленных образцов и при арбитражных испытаниях, невыпрямленные образцы являются предпочтительными.
3.10 Формы и размеры образцов для ИПГ должны соответствовать указанным на рисунке 2.
3.11 Концентратор на образце выполняют методами вдавливания и резания с соблюдением размеров, указанных на рисунках 2 и 2б соответственно.
Метод нанесения концентратора выбирают по соглашению потребителя металлопродукции и изготовителя листа и труб.
Принципиальная схема рекомендуемого приспособления для нанесения концентратора методом вдавливания и размеры рабочей части ножа приведены на рисунке 3.
3.12 Толщина образцов от труб и листа соответствует полной толщине металлопродукции.
3.13 По соглашению изготовителя и потребителя металлопродукции образцы от труб или листа толщиной более 19 мм могут быть изготовлены уменьшенной до 19 мм толщины путем механической обработки с одной или обеих сторон пробы.
Шероховатость обработанных поверхностей должна быть не более 20 мкм по ГОСТ 2789.
Допускается уменьшение толщины стенки до 19 мм расточкой или обточкой трубы до вырезки пробы.
4 Аппаратура и материалы
4.1 Маятниковые и вертикальные копры со свободно падающим грузом с запасом энергии, достаточным для разрушения образца одним ударом.
4.1.1 Установка образца должна обеспечивать расположение концентратора симметрично относительно опор, и его ось должна совпадать с осевой линией бойка с точностью ±2 мм.
4.1.2 Образец должен располагаться на опорах копра и поддерживаться специальными упорами так, чтобы исключить его боковое вращение во время удара при испытании.
4.1.3 Скорость бойка в момент удара образца должна составлять не менее 5 м/с.
4.1.4 Основные размеры опор и бойка должны соответствовать указанным на рисунке 2.
4.2 Термостат, обеспечивающий равномерное охлаждение, отсутствие агрессивного воздействия охлаждающей среды на образцы и снабженный средствами контроля температуры.
4.3 В качестве хладагента используется смесь жидкого азота по ГОСТ 9293 или твердой углекислоты по ГОСТ 12162 с незамерзающей при температуре испытания нетоксичной жидкостью (например этиловый спирт) или пары жидкого азота.
4.4 Термометры погрешностью не более ±1 °С для измерения температуры охлаждающей среды, стеклянные жидкостные по ГОСТ 28498 или другие приборы, имеющие такую же точность.
5 Проведение испытаний
5.1 Образцы укладывают в ванну термостата с промежутком между ними и стенками ванны не менее, чем толщина образца.
Высота охлаждающей жидкости над образцом должна быть не менее толщины образца.
Для обеспечения равномерного охлаждения рекомендуется использовать перемешивание охлаждающей среды.
Соприкасающиеся с образцом части приспособлений для извлечения образцов из охлаждающей жидкости должны охлаждаться одновременно с образцами.
При извлечении образцов из ванны уровень жидкости над оставшимися образцами должен быть не менее толщины образцов.
5.2 Температура охлаждающей среды ванны должна соответствовать температуре испытания, установленной НД на металлопродукцию с погрешностью ±2 °С.
5.3 Образцы толщиной 19 мм и менее после достижения заданной температуры выдерживают в ванне не менее 15 мин. Образцы толщиной более 19 мм выдерживают не менее 30 мин.
Если образцы испытывают постоянно более чем через 10 с после извлечения из ванны, то необходимо переохлаждать их на величину температуры, устанавливаемую экспериментально.
5.4 При охлаждении образцов в парах жидкого азота их выдерживают в ванне термостата не менее 1 ч.
5.5 Образцы должны извлекаться из ванны термостата и подвергаться разрушению в течение не более 10 с. Если охлажденный образец находился вне ванны более 10 с до начала разрушения, то его следует вновь поместить в ванну с заданной температурой не менее чем на 10 мин.
5.6 Образцы уменьшенной толщины по сравнению с толщиной стенки трубы или исходной толщиной листа следует испытывать при температуре ниже заданной на величину, указанную в таблице 1.
Номинальная толщина стенки трубы или листа, мм
Величина понижения температуры испытания, °С
Испытание на ударный изгиб («impact test»)
Ударная вязкость («impact elasticity») – одна из важнейших характеристик конструкционных сталей. Данная характеристика определяется при испытании на ударный изгиб и показывает величину работы, которую нужно потратить, чтобы 
разрушить стандартный образец с надрезом на специально разработанном для данного испытания оборудовании – маятниковом копре.
Измеряется ударная вязкость в кгc/см2 или в Дж/см2, данная размерность показывает отношение работы, потраченной на разрушение испытываемого образца, к площади его поперечного сечения.
Одним из основных критерием качества сталей является способность сопротивления хрупкому разрушению, эта способность качественно выражена в величине ударной вязкости.
Хрупкое разрушение – наиболее опасный вид разрушения конструкции. Его опасность заключается в том, что оно происходит без каких-либо предвестников (например, без пластической деформации). А рост трещины происходит практически мгновенно, скорость распространения трещины при хрупком разрушении приблизительно равна скорости звука в металле. Более подробно о механизме хрупкого разрушения будет рассказано в других статьях.
Теперь, когда вы поняли насколько важна такая характеристика как ударная вязкость, поговорим об образцах для испытания. Так как трещина в металле начинает расти от места скопления микротрещин (когда размер скопления достигает критического уровня), которые обязательно присутствуют в реальных конструкциях, то на образцах для испытания делают искусственный дефект – надрез. Существует два основных типа образцов для испытания на ударную вязкость, которые различаются типом надреза.
Первый тип – образец с полукруглым надрезом, который обозначают латинской буквой «U» и называют образцом «Менаже» в честь ученого, предложившего данный тип образца. Радиус у основания надреза 1 мм.
Второй тип – образец с острым надрезом, который обозначается латинской буквой «V» и называют образцом «Шарпи», также назван в честь ученого, который его предложил и впервые использовал. Радиус у основания надреза 0,25 мм. Тип образца во время экспертизы металла выбирается, исходя из нормативных документов.
Ударная вязкость состоит из двух составляющих – из работы зарождения и работы распространения трещины. Отсюда вытекает логичное умозаключение, что ударная вязкость на образцах «Шарпи» существенно меньше, чем на образцах «Менаже», за счет меньшей работы зарождения трещины.
Кроме типа надреза на величину ударной вязкости прямое влияние оказывает температура испытания. С понижением температуры испытания ударная вязкость снижается, как и меняется характер разрушения образца с вязкого (со значительно степенью пластической деформации), на хрупкий (с практически полным отсутствием пластической деформации). Переход от вязкого к хрупкому разрушению с понижением температуры обусловлен таким явлением, как хладноломкость. Хладноломкость выражена в существенном увеличении предела текучести и снижении относительного удлинении с понижением температуры и характерна для металлов с объемноцентрированной кристаллической решеткой (Fe, Cr, Mo и другие).
Внешний вид образцов после испытания на ударный изгиб, проведенного нашей компанией, представлен на фото. 
Хорошо видно различие между образцами, разрушенными по разным механизмам. Вязкий излом с матовой поверхностью и следами пластической деформации в зоне разрушении. И хрупкий излом с блестящей поверхностью и без следов деформации – ровный скол, будто бы образец был разделен острым ножом. Есть еще и промежуточный вид – смешанное разрушение, в котором присутствует и вязкая, и хрупкая составляющая.
Доля вязкой составляющей является второй характеристикой, после ударной вязкости, которая определяется при испытании на ударный изгиб. Долю вязкой составляющей определяют визуально, изучая строение излома образца после испытания, измеряют ее в %.
Критическая температура хрупкости – очень важный критерий при оценке качества сталей, который показывает до какого момента сталь разрушается преимущественно по вязкому механизму. Использование стали при температурах ниже критической температуры хрупкости нежелательно.
Россия в значительной степени северная страна, где отрицательные температуры сохраняются в течение длительного времени. Освоение полярных и при полярных территорий, богатых природными ресурсами, с одновременным усложнением архитектурной конфигурации возводимых сооружений, ставит задачу по разработкам сталей с высоким уровнем сопротивления хрупкому разрушению. О способах повышения ударной вязкости в сталях я расскажу в следующих статьях.
1 Область применения
Метод основан на разрушении образца с концентратором одним ударом бойка свободно падающего груза вертикального копра (ВК) или маятника копра при комнатной и пониженной температурах, указанных в нормативных документах на металлопродукцию. В результате испытания падающим грузом (ИПГ) определяют количество вязкой составляющей в изломе образца в процентах.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики
ГОСТ 9293-74 (ИСО 2435-73) Азот газообразный и жидкий. Технические условия
ГОСТ 12162-77 Двуокись углерода твердая. Технические условия
ГОСТ 28498-90 Термометры жидкостные стеклянные. Общие технические требования. Методы испытаний
3 Методы отбора проб и изготовления образцов
3.2 Пробу (заготовку) для изготовления образцов от листа следует вырезать поперек оси проката в первой четверти ширины листа.
3.3 Количество труб или листов, отбираемых для испытания, регламентируется нормативными документами на конкретную металлопродукцию.
3.4 При вырезке пробы (заготовки) огневым способом припуск от линии реза до края образца должен быть не менее толщины листа или толщины стенки трубы в целях предохранения образца от влияния нагрева, но не менее 15 мм.
3.5 На поверхностях и торцах проб не допускаются наплыв и брызги расплавленного металла.
3.6 Вырезанную пробу маркируют для идентификации образцов.
3.7 Правку пробы от труб выполняют статической нагрузкой. Стрела прогиба после правки должна быть не более 2 мм на длине пробы.
3.8 Из отобранных проб изготовляют по два образца на одну температуру испытания, если нет других указаний в нормативных документах на металлопродукцию.
При наличии расхождения в результатах, полученных при испытаниях выпрямленных и невыпрямленных образцов и при арбитражных испытаниях, невыпрямленные образцы являются предпочтительными.
Метод нанесения концентратора выбирают по соглашению потребителя металлопродукции и изготовителя листа и труб.
Принципиальная схема рекомендуемого приспособления для нанесения концентратора методом вдавливания и размеры рабочей части ножа приведены на рисунке 3.
3.12 Толщина образцов от труб и листа соответствует полной толщине металлопродукции.
3.13 По соглашению изготовителя и потребителя металлопродукции образцы от труб или листа толщиной более 19 мм могут быть изготовлены уменьшенной до 19 мм толщины путем механической обработки с одной или обеих сторон пробы.
Шероховатость обработанных поверхностей должна быть не более 20 мкм по ГОСТ 2789. Допускается уменьшение толщины стенки до 19 мм расточкой или обточкой трубы до вырезки пробы.
4 Аппаратура и материалы
4.1 Маятниковые и вертикальные копры со свободно падающим грузом с запасом энергии, достаточным для разрушения образца одним ударом.
4.1.1 Установка образца должна обеспечивать расположение концентратора симметрично относительно опор, и его ось должна совпадать с осевой линией бойка с точностью ±2 мм.
4.1.2 Образец должен располагаться на опорах копра и поддерживаться специальными упорами так, чтобы исключить его боковое вращение во время удара при испытании.
4.1.3 Скорость бойка в момент удара образца должна составлять не менее 5 м/с.
4.2 Термостат, обеспечивающий равномерное охлаждение, отсутствие агрессивного воздействия охлаждающей среды на образцы и снабженный средствами контроля температуры.
4.3 В качестве хладагента используется смесь жидкого азота по ГОСТ 9293 или твердой углекислоты по ГОСТ 12162 с незамерзающей при температуре испытания нетоксичной жидкостью (например этиловый спирт) или пары жидкого азота.
4.4 Термометры погрешностью не более ±1 °С для измерения температуры охлаждающей среды, стеклянные жидкостные по ГОСТ 28498 или другие приборы, имеющие такую же точность.
5 Проведение испытаний
5.1 Образцы укладывают в ванну термостата с промежутком между ними и стенками ванны не менее, чем толщина образца.
Высота охлаждающей жидкости над образцом должна быть не менее толщины образца.
Для обеспечения равномерного охлаждения рекомендуется использовать перемешивание охлаждающей среды.
Соприкасающиеся с образцом части приспособлений для извлечения образцов из охлаждающей жидкости должны охлаждаться одновременно с образцами.
При извлечении образцов из ванны уровень жидкости над оставшимися образцами должен быть не менее толщины образцов.
5.2 Температура охлаждающей среды ванны должна соответствовать температуре испытания, установленной НД на металлопродукцию с погрешностью ±2 °С.
5.3 Образцы толщиной 19 мм и менее после достижения заданной температуры выдерживают в ванне не менее 15 мин. Образцы толщиной более 19 мм выдерживают не менее 30 мин.
Если образцы испытывают постоянно более чем через 10 с после извлечения из ванны, то необходимо переохлаждать их на величину температуры, устанавливаемую экспериментально.
5.4 При охлаждении образцов в парах жидкого азота их выдерживают в ванне термостата не менее 1 ч.
5.5 Образцы должны извлекаться из ванны термостата и подвергаться разрушению в течение не более 10 с. Если охлажденный образец находился вне ванны более 10 с до начала разрушения, то его следует вновь поместить в ванну с заданной температурой не менее чем на 10 мин.
Величина понижения температуры испытания, ° С
5.8 После разрушения образца, высыхания его частей и достижения ими комнатной температуры определяют количество вязкой составляющей.
6 Обработка результатов
6.1 При подсчете количества вязкой составляющей в изломе образцов толщиной до 19 мм включительно из рассмотрения исключают участки излома t (толщина образца), примыкающие к концентратору и месту удара бойка (рисунок 4 ).
6.2 Количество вязкой составляющей в изломе В, %, вычисляют по формуле
6.3 Поверхность вязкого излома характеризуется тусклым серым видом с характерными «волокнами» и обычно располагается под углом к боковой поверхности образца.
Поверхность хрупкого излома на вид кристаллическая, без видимых следов пластической деформации на поверхности разрушения. Участки хрупкого излома обычно примыкают к основанию концентратора и месту удара.
6.4 Площадь хрупкой составляющей определяют следующими способами:
6.4.1 Измерением площади хрупкого излома с помощью планиметра по фотографии или по оптической проекции поверхности излома.
6.4.2 Визуальным сравнением поверхности излома с эталонными образцами или их фотографиями, на которых доля хрупкой составляющей заранее определена.
6.4.3 Измерением размеров участков хрупкого излома и вычислением их суммарной площади.
6.5 Измерение геометрических параметров участков излома, занимаемых хрупкой составляющей, производят с погрешностью до ±0,1 мм.
6.6 При применении метода по 6.4.3 в зависимости от вида излома могут применяться несколько способов определения количества вязкой составляющей (см. рисунок 4 ).
6.6.1 Если излом полностью вязкий, за исключением возможных пятен хрупкого излома в зонах длиной t или 19 мм, прилегающих к надрезу и к месту удара бойка, то его определяют на 100 % вязким (рисунок 4 а ).
6.6.2 Если излом полностью хрупкий (кристаллический с губами среза менее 0,5 мм), то он считается имеющим ноль процентов вязкой составляющей (рисунок 4 б ).
Количество вязкой составляющей В в изломе, %, вычисляют по формуле
6.6.4 Смешанный излом, имеющий хрупкую составляющую в форму языка с основанием в месте удара или на дне концентратора.
Количество вязкой составляющей в изломе, %, вычисляют по формуле
6.6.5 При смешанном изломе (рисунок 4 д ), имеющем отдельные хрупкие пятна по всему вязкому сечению расчетной части образца, количество вязкой составляющей в изломе, %, вычисляют по формуле
Площадь каждого хрупкого пятна определяют как полусумму площадей вписанных и описанных элементарных геометрических фигур (круга, прямоугольника или треугольника).
6.7 Погрешность определения доли вязкой составляющей в изломе по настоящему стандарту находится в интервале ±3 % с доверительной вероятностью Р = 95 %.
6.8 Округление вычисленного количества вязкой составляющей В производят до 5 %.
6.9 Если в процессе испытания обнаружится несоблюдение температурного режима, неправильность центровки образца на опорах копра, несоосность приложения нагрузки по отношению к оси концентратора и другие нарушения работы копра, а также если образец имеет дефекты металла или некачественно подготовлен, независимо от того, обнаружено это до или после разрушения образца, результаты испытаний признают недействительными и проводят повторные испытания на таком же количестве образцов.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
Форма протокола испытания
ПРОТОКОЛ №
Испытания образцов на ударный изгиб свободно падающим грузом
Максимальный запас энергии удара при испытании
Высота подъема груза (бабы)
Скорость маятника (бабы) в момент удара
Вид и размеры испытываемой металлопродукции, номер и наименование нормативного документа на нее
Марка испытываемого материала
Дата проведения испытания
Наименование организации, проводившей испытания
1 Область применения
Метод основан на разрушении образца с концентратором одним ударом бойка свободно падающего груза вертикального копра (ВК) или маятника копра при комнатной и пониженной температурах, указанных в нормативных документах на металлопродукцию. В результате испытания падающим грузом (ИПГ) определяют количество вязкой составляющей в изломе образца в процентах.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики
ГОСТ 9293-74 (ИСО 2435-73) Азот газообразный и жидкий. Технические условия
ГОСТ 12162-77 Двуокись углерода твердая. Технические условия
ГОСТ 28498-90 Термометры жидкостные стеклянные. Общие технические требования. Методы испытаний
3 Методы отбора проб и изготовления образцов
3.2 Пробу (заготовку) для изготовления образцов от листа следует вырезать поперек оси проката в первой четверти ширины листа.
3.3 Количество труб или листов, отбираемых для испытания, регламентируется нормативными документами на конкретную металлопродукцию.
3.4 При вырезке пробы (заготовки) огневым способом припуск от линии реза до края образца должен быть не менее толщины листа или толщины стенки трубы в целях предохранения образца от влияния нагрева, но не менее 15 мм.
3.5 На поверхностях и торцах проб не допускаются наплыв и брызги расплавленного металла.
3.6 Вырезанную пробу маркируют для идентификации образцов.
3.7 Правку пробы от труб выполняют статической нагрузкой. Стрела прогиба после правки должна быть не более 2 мм на длине пробы.
3.8 Из отобранных проб изготовляют по два образца на одну температуру испытания, если нет других указаний в нормативных документах на металлопродукцию.
При наличии расхождения в результатах, полученных при испытаниях выпрямленных и невыпрямленных образцов и при арбитражных испытаниях, невыпрямленные образцы являются предпочтительными.
Метод нанесения концентратора выбирают по соглашению потребителя металлопродукции и изготовителя листа и труб.
Принципиальная схема рекомендуемого приспособления для нанесения концентратора методом вдавливания и размеры рабочей части ножа приведены на рисунке 3.
3.12 Толщина образцов от труб и листа соответствует полной толщине металлопродукции.
3.13 По соглашению изготовителя и потребителя металлопродукции образцы от труб или листа толщиной более 19 мм могут быть изготовлены уменьшенной до 19 мм толщины путем механической обработки с одной или обеих сторон пробы.
Шероховатость обработанных поверхностей должна быть не более 20 мкм по ГОСТ 2789. Допускается уменьшение толщины стенки до 19 мм расточкой или обточкой трубы до вырезки пробы.
4 Аппаратура и материалы
4.1 Маятниковые и вертикальные копры со свободно падающим грузом с запасом энергии, достаточным для разрушения образца одним ударом.
4.1.1 Установка образца должна обеспечивать расположение концентратора симметрично относительно опор, и его ось должна совпадать с осевой линией бойка с точностью ±2 мм.
4.1.2 Образец должен располагаться на опорах копра и поддерживаться специальными упорами так, чтобы исключить его боковое вращение во время удара при испытании.
4.1.3 Скорость бойка в момент удара образца должна составлять не менее 5 м/с.
4.2 Термостат, обеспечивающий равномерное охлаждение, отсутствие агрессивного воздействия охлаждающей среды на образцы и снабженный средствами контроля температуры.
4.3 В качестве хладагента используется смесь жидкого азота по ГОСТ 9293 или твердой углекислоты по ГОСТ 12162 с незамерзающей при температуре испытания нетоксичной жидкостью (например этиловый спирт) или пары жидкого азота.
4.4 Термометры погрешностью не более ±1 °С для измерения температуры охлаждающей среды, стеклянные жидкостные по ГОСТ 28498 или другие приборы, имеющие такую же точность.
5 Проведение испытаний
5.1 Образцы укладывают в ванну термостата с промежутком между ними и стенками ванны не менее, чем толщина образца.
Высота охлаждающей жидкости над образцом должна быть не менее толщины образца.
Для обеспечения равномерного охлаждения рекомендуется использовать перемешивание охлаждающей среды.
Соприкасающиеся с образцом части приспособлений для извлечения образцов из охлаждающей жидкости должны охлаждаться одновременно с образцами.
При извлечении образцов из ванны уровень жидкости над оставшимися образцами должен быть не менее толщины образцов.
5.2 Температура охлаждающей среды ванны должна соответствовать температуре испытания, установленной НД на металлопродукцию с погрешностью ±2 °С.
5.3 Образцы толщиной 19 мм и менее после достижения заданной температуры выдерживают в ванне не менее 15 мин. Образцы толщиной более 19 мм выдерживают не менее 30 мин.
Если образцы испытывают постоянно более чем через 10 с после извлечения из ванны, то необходимо переохлаждать их на величину температуры, устанавливаемую экспериментально.
5.4 При охлаждении образцов в парах жидкого азота их выдерживают в ванне термостата не менее 1 ч.
5.5 Образцы должны извлекаться из ванны термостата и подвергаться разрушению в течение не более 10 с. Если охлажденный образец находился вне ванны более 10 с до начала разрушения, то его следует вновь поместить в ванну с заданной температурой не менее чем на 10 мин.
Величина понижения температуры испытания, ° С
5.8 После разрушения образца, высыхания его частей и достижения ими комнатной температуры определяют количество вязкой составляющей.
6 Обработка результатов
6.1 При подсчете количества вязкой составляющей в изломе образцов толщиной до 19 мм включительно из рассмотрения исключают участки излома t (толщина образца), примыкающие к концентратору и месту удара бойка (рисунок 4 ).
Для образцов толщиной более 19 мм исключают из рассмотрения участки длиной не t, a 19 мм с каждой стороны.
6.2 Количество вязкой составляющей в изломе В, %, вычисляют по формуле
6.3 Поверхность вязкого излома характеризуется тусклым серым видом с характерными «волокнами» и обычно располагается под углом к боковой поверхности образца.
Поверхность хрупкого излома на вид кристаллическая, без видимых следов пластической деформации на поверхности разрушения. Участки хрупкого излома обычно примыкают к основанию концентратора и месту удара.
6.4 Площадь хрупкой составляющей определяют следующими способами:
6.4.1 Измерением площади хрупкого излома с помощью планиметра по фотографии или по оптической проекции поверхности излома.
6.4.2 Визуальным сравнением поверхности излома с эталонными образцами или их фотографиями, на которых доля хрупкой составляющей заранее определена.
6.4.3 Измерением размеров участков хрупкого излома и вычислением их суммарной площади.
6.5 Измерение геометрических параметров участков излома, занимаемых хрупкой составляющей, производят с погрешностью до ±0,1 мм.
6.6 При применении метода по 6.4.3 в зависимости от вида излома могут применяться несколько способов определения количества вязкой составляющей (см. рисунок 4 ).
6.6.1 Если излом полностью вязкий, за исключением возможных пятен хрупкого излома в зонах длиной t или 19 мм, прилегающих к надрезу и к месту удара бойка, то его определяют на 100 % вязким (рисунок 4 а ).
6.6.2 Если излом полностью хрупкий (кристаллический с губами среза менее 0,5 мм), то он считается имеющим ноль процентов вязкой составляющей (рисунок 4 б ).
Количество вязкой составляющей В в изломе, %, вычисляют по формуле
6.6.4 Смешанный излом, имеющий хрупкую составляющую в форму языка с основанием в месте удара или на дне концентратора.
Количество вязкой составляющей в изломе, %, вычисляют по формуле
6.6.5 При смешанном изломе (рисунок 4 д ), имеющем отдельные хрупкие пятна по всему вязкому сечению расчетной части образца, количество вязкой составляющей в изломе, %, вычисляют по формуле
Площадь каждого хрупкого пятна определяют как полусумму площадей вписанных и описанных элементарных геометрических фигур (круга, прямоугольника или треугольника).
6.7 Погрешность определения доли вязкой составляющей в изломе по настоящему стандарту находится в интервале ±3 % с доверительной вероятностью Р = 95 %.
6.8 Округление вычисленного количества вязкой составляющей В производят до 5 %.
6.9 Если в процессе испытания обнаружится несоблюдение температурного режима, неправильность центровки образца на опорах копра, несоосность приложения нагрузки по отношению к оси концентратора и другие нарушения работы копра, а также если образец имеет дефекты металла или некачественно подготовлен, независимо от того, обнаружено это до или после разрушения образца, результаты испытаний признают недействительными и проводят повторные испытания на таком же количестве образцов.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
Форма протокола испытания
ПРОТОКОЛ №
Испытания образцов на ударный изгиб свободно падающим грузом
Максимальный запас энергии удара при испытании
Высота подъема груза (бабы)
Скорость маятника (бабы) в момент удара
Вид и размеры испытываемой металлопродукции, номер и наименование нормативного документа на нее
Марка испытываемого материала
Дата проведения испытания
Наименование организации, проводившей испытания