ГОСТ 22706-77

Группа В09

     
     
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

     
     
МЕТАЛЛЫ

Метод испытания на растяжение при температурах
от минус 100 до минус 269 °С

     
Metals. Method for tension tests
at the temperature -100 up to -269 °C

     
Срок действия с 01.01.79
до 01.01.89*
____________________
* Ограничение срока действия снято
по протоколу N 7-95 Межгосударственного Совета
по стандартизации, метрологии и сертификации.
(ИУС N 11 1995 г.).
Примечание

     
     
     ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 23 сентября 1977 г. N 2296
     
     ПЕРЕИЗДАНИЕ. Июнь 1979 г.
     
     
     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 текучести (физического);
     
     предела текучести (условного);
     
     временного сопротивления;
     
     относительного удлинения после разрыва;
     
     относительного сужения 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 справочном приложении 1.
     
     

1. МЕТОДЫ ОТБОРА ПРОБ

     
     
     1.1. Методы отбора проб для образцов - по ГОСТ 7564-73* или нормативно-технической документации на металлопродукцию.
________________
     * Действует до 01.01.80.
     
     1.2. Для испытаний на растяжение применяют цилиндрические образцы с начальным диаметром от 3 мм и более и плоские образцы с начальной толщиной 0,5 мм и более и с начальной расчетной длиной =5,65 или =11,3. Размеры образцов приведены в обязательных приложениях 2 и 3.
     
     Образцы с начальной расчетной длиной =5,65 называют короткими, образцы с =11,3 - длинными. Применение коротких образцов предпочтительнее.
     
     1.3. Форма и размеры головок плоских и цилиндрических образцов, а также размеры переходных 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 обязательного приложения 2 и черт. 1-3 обязательного 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.
     
     1.4. Образцы должны быть обработаны на металлорежущих станках. Глубина резания при последнем проходе не должна превышать 0,1 мм. Параметр шероховатости рабочей части цилиндрических образцов должен быть =0,63-0,32 мкм, а плоских образцов - =2,5-1,25 мкм по ГОСТ 2789-73.
     
     Допускается испытывать образцы с параметрами шероховатости =2,5-1,25 - для цилиндрических образцов и до 10 - для плоских образцов при условии обеспечения норм механических свойств.
     
     

2. АППАРАТУРА И МАТЕРИАЛЫ

     
     
     2.1. В качестве испытательных машин применяют разрывные и универсальные машины всех систем при условии соответствия их требованиям ГОСТ 7855-74. Рабочее пространство машины должно позволять устанавливать криостаты и удлинительные штанги.
     
     2.2. 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.
     
     2.3. 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, изготовляемых из испытуемого материала.
     
     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 9293-74, содержащий кислород в количествах, превышающих 10%.
     
     2.4. 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) используется 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) используется жидкий водород, должны обеспечивать безопасность проведения работ.
     

     2.5. 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. Погрешность определения положения уровня жидкого охладителя в криостате - не более ±5 мм.
     
     2.6. Распылители паров и жидкого охладителя должны обеспечивать равномерное охлаждение всей рабочей длины образца до заданной температуры.
     
     

3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

     
     
     3.1. Измерение начальной и конечной расчетной длины производят с погрешностью не более 0,10 мм.
     
     Начальную расчетную длину округляют до ближайшего числа, кратного 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.
     
     Для возможности пересчета удлинения с отнесением места разрыва к середине рекомендуется наносить по всей рабочей части образца отметки через каждые 5 или 10 мм.
     
     3.2. Измерения поперечных размеров образцов до испытания производят с погрешностью:
     
     не более 0,01 мм - при измерении диаметра цилиндрического образца и толщины до 2 мм плоского образца;
     
     не более 0,05 мм - при измерении толщины плоского образца свыше 2 мм и ширины плоского образца.
     
     3.3. Каждое измерение производят в трех местах (в середине и 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.
     
     

Таблица 1

     
4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

     
     
     4.1. 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.
     
     4.2. Уровень жидких охладителей в процессе испытания необходимо контролировать уровнемерами и поддерживать в пределах заданных значений.
     
     4.3. 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.
     
     4.4. 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

     
     
     5.1. Измерения образцов после испытания производят с погрешностью не более 0,1 мм.
     
     5.2. Величину нагрузки при испытании отсчитывают с точностью до одного наименьшего деления шкалы силоизмерителя. При испытании записывается диаграмма растяжения. Масштаб диаграммы должен обеспечивать соответствие 1 мм ординаты не более 9,8 (1) МПа (кгс/мм) 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. справочное приложение 4).
     
     5.3. Пределы текучести (физический)  и (условный)  в МПа (кгс/мм) определяют по диаграмме растяжения, полученной на испытательной машине.
     
     Предел текучести (физический)  в МПа (кгс/мм) определяют по диаграмме растяжения, имеющей площадку текучести, и вычисляют по формуле
     

     
     Предел текучести (условный)  в МПа (кгс/мм) - или при ином допуске на величину остаточной деформации - определяют графическим методом по диаграмме, не имеющей площадки текучести.
     
     При наличии зубчатости в начале участка упруго-пластических деформаций условный предел текучести определяется средней линией между крайними значениями пиков (см. справочное приложение 5).
     
     Для определения нагрузки  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  откладывают на оси абсцисс вправо от точки  (см. чертеж). Начальная криволинейная часть диаграммы исключается. Из точки  проводят прямую , параллельную прямой . Ордината точки пересечения прямой  с кривой растяжения определяет нагрузку , соответствующую пределу текучести при заданном допуске на величину остаточного удлинения.
     
     

          
     Предел текучести (условный)  в МПа (кгс/мм) вычисляют по формуле
     

.

     
     5.4. Временное сопротивление  в МПа (кгс/см) определяют отношением максимальной осевой растягивающей нагрузки , предшествующей разрушению образца, к начальной площади поперечного сечения образца  и вычисляют по формуле
     

.

     
     5.5. Временное сопротивление образца с надрезом  в МПа (кгс/мм) определяют отношением максимальной осевой растягивающей нагрузки  в МН (кгс), предшествующей разрушению образца, к начальной площади поперечного сечения образца в месте надреза  в мм и вычисляют по формуле
     

.

     
     5.6. Относительное удлинение образца после разрыва определяют по ГОСТ 1497-73.
     
     5.7. Для определения относительного сужения цилиндрического образца после разрыва измеряют наименьший диаметр в месте разрыва в двух взаимно перпендикулярных направлениях. По среднему арифметическому двух полученных значений вычисляют площадь поперечного сечения ().
     
     Относительное сужение после разрыва () в процентах вычисляют по формуле
     

.

     
     5.8. Для определения относительного сужения образца с надрезом после разрыва измеряют размеры разрушенной поверхности в двух взаимно перпендикулярных направлениях, вычисляют площадь поперечного сечения образца с надрезом после разрыва () и подсчитывают  в процентах по формуле
     

.

     
     5.9. Округление вычисленных результатов производят в соответствии с табл.2.
     
     

Таблица 2

     
     5.10. Испытания считают недействительными:
     
     при разрыве образца по риске;
     
     при разрыве образца за пределами рабочей длины образца;
     
     при разрыве образца от дефектов металлургического производства (расслоение, пузыри, плены и др.);
     
     при нарушении температурного режима испытаний.
     
     В указанных случаях испытание должно быть повторено на образцах той же плавки или партии металла. Количество образцов для повторных испытаний должно соответствовать числу недействительных результатов испытаний. Замена образца и причины замены должны быть указаны в протоколе испытаний.
     
     5.11. Примерная форма заполнения журнала испытаний приведена в рекомендуемом приложении 6.
     
     

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Справочное

     
     
ОБОЗНАЧЕНИЯ, ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

     
     1.1. При испытании на растяжение принимаются обозначения, понятия и определения, приведенные в таблице
          

     
     Примечание. При наличии в нормативно-технической документации на металлопродукцию особых указаний разрешается определять условный предел текучести при других допусках на величину остаточного удлинения. Значение использованного допуска должно быть указано в обозначении, например , .
     
     

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Обязательное

     
Пропорциональные цилиндрические образцы

     
Тип 1

Черт. 1

     
     
Таблица 1

     
Размеры, мм

    
Тип 2

Черт. 2

Таблица 2

     
Размеры, мм

Тип 3

Черт. 3

Таблица 3

     
Размеры, мм

     
     Примечание. Форма и размеры переходных головок и другие размеры образцов с надрезом принимаются по табл. 1 и 2.
     
     

ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Обязательное

     
     
Плоские образцы

Тип 1

Черт. 1

     
Таблица 1

     
Размеры, мм

     
     Примечание. Величину  вычисляют в зависимости от радиуса фрезы.
     

Тип 2

Черт. 2

Таблица 2

     
Размеры, мм

     
     Примечание. Величину  вычисляют в зависимости от радиуса фрезы.
     
     

Тип 3

Черт. 3

     Примечание. Смещение надрезов относительно друг друга не более 0,1 мм.
     
     

Таблица 3

     
Paзмеры, мм

     
     Примечание. Форма и размеры переходных головок и другие размеры образцов с надрезом принимаются по табл. 1 и 2.
     
     

ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Справочное

     
     
Определение остаточных деформаций по диаграмме
деформаций  и подготовка диаграммы к обработке на ЭВМ

ПРИЛОЖЕНИЕ 5
Справочное

 Определение нагрузки и остаточных деформаций, соответствующих характерным точкам диаграммы растяжения в условиях прерывистой текучести

     
ПРИЛОЖЕНИЕ 6
Рекомендуемое

     
     
Примерная форма записи в журнале испытаний цилиндрических образцов и образцов с надрезом

     
     
Примерная форма записи в журнале испытаний плоских образцов и образцов с надрезом

     
     
     
     
     Текст документа сверен по:
     официальное издание
     Госстандарт СССР -
     М.: Издательство стандартов, 1980