ГОСТ Р 56474-2015

     

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Системы космические

КОНТРОЛЬ НЕРАЗРУШАЮЩИЙ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ И ПОКРЫТИЙ КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ МЕТОДОМ ДИНАМИЧЕСКОГО ИНДЕНТИРОВАНИЯ

Общие требования

Space systems. Non-destructive testing of physical and mechanical properties of space technique's materials and coatings by dynamic indentation. General requirements

     

ОКС 17.220

Дата введения 2016-01-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом "НПО Энергомаш им.академика В.П.Глушко" и Институтом прикладной физики НАН Беларуси

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 321 "Ракетно-космическая техника"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 июня 2015 г. N 712-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

5 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Март 2019 г.

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Введение

Изделия космической техники отличаются большим разнообразием применяемых в них материалов. Эти материалы имеют различные физико-механические свойства, которые изменяются в широком диапазоне. Для их достоверной оценки контроля необходимо применение комплекса взаимодополняющих методов и средств неразрушающего контроля. Одним из таких методов, обладающим достаточно большой универсальностью и позволяющим проводить неразрушающие испытания широкого класса материалов, от металлов до низкомодульных полимеров и композитов, является метод динамического индентирования.

Как правило, при производстве новой продукции необходимо определять и обеспечивать механические характеристики материалов изделий такие, как прочность, твердость, модуль упругости. Традиционно они определяются прямыми методами разрушающих испытаний на разрывных машинах, твердомерах или других специализированных установках. При этом, в обязательном порядке, эти испытания требуют изготовления образцов-свидетелей контролируемых материалов, что часто приводит к недостоверной оценке свойств изделий по причине неизбежного отличия свойств материала образцов-свидетелей и материала испытуемых изделий.

Настоящий стандарт устанавливает основные требования к проведению испытаний материалов и покрытий изделий космической техники методом динамического индентирования и расчету основных физико-механических характеристик на основе получаемых динамических диаграмм вдавливания жесткого индентора в испытуемый материал в координатах контактное усилие - глубина вдавливания.

Использование испытательных ударов с низкой кинетической энергией позволяет снизить глубину вдавливания индентора таким образом, что испытания переходят в разряд неразрушающих, поскольку при этом практически не повреждается поверхность контролируемого материала.

В отличие от стандартных методов испытаний на твердость реализация метода динамического индентирования позволяет отказаться от создания замкнутой силовой системы при испытаниях, что позволяет производить контроль непосредственно изделий сложной геометрической формы. При использовании метода динамического индентирования регистрируются не только пластические, но и упругие деформации, что дает возможность определять не только пластическую твердость, но и проводить дополнительно оценку модуля упругости (модуль Юнга) испытуемых материалов без использования дополнительных инструментов.

Общие правила применения неразрушающих методов контроля установлены Федеральным законом от 26 июня 2008 г. N 102-ФЗ "Об обеспечении единства измерений".

     1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает требования и положения, которые должны применяться к испытательному оборудованию и условиям проведения измерений физико-механических свойств материалов и покрытий деталей и сборочных единиц космической техники методом динамического индентирования.

Выполнение положений настоящего стандарта позволяет производить неразрушающий контроль материалов и покрытий по таким характеристикам как твердость и модуль нормальной упругости. Применение положений, изложенных в стандарте, также позволяет проводить оценку тех физико-механических характеристик, для которых в ходе предварительных исследований установлено наличие корреляционных связей с параметрами диаграммы ударного вдавливания индентора (зависимости контактной силы от глубины вдавливания индентора) в испытуемый материал или покрытие или с производными этих параметров.

Положения стандарта распространяются на контроль физико-механических свойств металлических и неметаллических материалов, обладающих упругопластическими свойствами. Положения настоящего стандарта не распространяются на контроль материалов, обладающих вязкоупругими свойствами (резины и эластомеры), на волокнистые материалы с существенной анизотропией (более чем в 1,5 раза прочностных и упругих характеристик), а также материалы с модулем упругости выше 400 ГПа.

Стандарт распространяется на области макро- и микроизмерений согласно [1]. Области измерений характеризуются прилагаемыми нагрузками и глубиной вдавливания индентора в испытуемый материал. Макрообласть соответствует диапазону нагрузок от 2 Н до 30 кН, микрообласть соответствует нагрузкам менее 2 Н и глубине вдавливания, превышающей 0,2 мкм.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты

ГОСТ 8.315 Государственная система обеспечения единства измерений. Стандартные образцы состава и свойств веществ и материалов. Основные положения

ГОСТ 8.395 Государственная система обеспечения единства измерений. Нормальные условия измерений при поверке. Общие требования

ГОСТ 2789 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики

ГОСТ 9031 Меры твердости образцовые. Технические условия

ГОСТ 14766 Машины и приборы для определения механических свойств материалов. Термины и определения

ГОСТ 16504 Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения

ГОСТ 26656 Техническая диагностика. Контролепригодность. Общие требования

ГОСТ 27518 Диагностирование изделий. Общие требования

ГОСТ 31244 Контроль неразрушающий. Оценка физико-механических характеристик материала элементов технических систем акустическим методом. Общие требования

ГОСТ Р 8.695 (ИСО 6507-2:2005) Государственная система обеспечения единства измерений. Металлы и сплавы. Измерения твердости по Виккерсу. Часть 2. Поверка и калибровка твердомеров

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 16504, ГОСТ 14766, ГОСТ 27518, ГОСТ 26656, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 индентор: Жесткое тело (боек, ударник), внедряемое в испытуемый материал.

3.2 динамическое индентирование: Ударное внедрение индентора в испытуемый материал под действием однократного ударного импульса, создаваемого посредством специального разгонного устройства или силы тяжести.

3.3 динамическая твердость: Твердость, определяемая при ударном нагружении.

3.4 динамический модуль упругости: Модуль упругости, определяемый при ударном нагружении.

     4 Обозначения и сокращения

4.1 В настоящем стандарте применены следующие обозначения:

Р - контактная сила при испытательном ударе;

Р - значение контактной силы, соответствующее максимальной глубине вдавливания;

S - контактная жесткость;

- динамическая твердость;

- площадь проекции отпечатка на максимальной контактной глубине вдавливания индентора в испытуемый материал;

- площадь поверхности отпечатка;     

     h - глубина вдавливания индентора;

- максимальная глубина вдавливания;

- остаточная глубина вдавливания или глубина пластического отпечатка после разгрузки;

- упругая составляющая глубины вдавливания индентора;

- точка пересечения касательной, проведенной к кривой разгрузки диаграммы ударного вдавливания в точке , с осью абсцисс h;

- глубина вдавливания, на которой индентор находится в контакте с испытуемым материалом при ;

- глубина прогиба контура отпечатка при ;

- динамический модуль упругости испытуемого материала;

- модуль упругости материала индентора;

- приведенный модуль упругости;

- коэффициент Пуассона испытуемого материала;

- коэффициент Пуассона материала индентора;

m - масса индентора;

z - толщина покрытия;

l - импульс силы при ударе индентора о материал;

- время ударного контакта (время, в течение которого индентор находится в непосредственном контакте с испытуемым объектом контроля);

- время активного этапа удара (время, в течение которого индентор достигает максимальной глубины вдавливания);

R - радиус индентора;

- скорость, с которой индентор подлетает к испытуемому материалу и входит с ним в контакт;

- скорость, с которой индентор отлетает от испытуемого материала после испытательного удара;

- предударная кинетическая энергия индентора;

- энергия упругого деформирования испытуемого материала;

- работа, затрачиваемая на пластическое деформирование.