ГОСТ 25.505-85

Группа В09

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Расчеты и испытания на прочность

МЕТОДЫ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ МЕТАЛЛОВ

     
Метод испытаний на малоцикловую усталость при термомеханическом нагружении

     
Design, calculation and strength testing. Methods of mechanical testing of metals. Method of testing on the low cycle tatigue at heat mechanical loading

МКС 77.040.10     

ОКСТУ 0809

Дата введения 1986-01-01

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 22 марта 1985 г. N 686 дата введения установлена 01.01.86

Ограничение срока действия снято по протоколу N 5-94 Межгосударственного совета  по стандартизации, метролонии и сертификации (ИУС 11-12-94)

ПЕРЕИЗДАНИЕ

Настоящий стандарт устанавливает методы испытаний на усталость металлов и сплавов при простых видах деформирования (растяжение - сжатие) в малоцикловой упругопластической области до 10 циклов при малоцикловых термомеханических нагружениях в условиях повышенных температур до 1100 °С на воздухе.

В качестве основных приняты методы испытания при независимом нагружении и нагревании (термомеханическая усталость), а также при нагружении стеснением тепловых деформаций (термоусталость).

Сущность методов состоит в получении основных расчетных характеристик и механических свойств сопротивления термомеханическому деформированию и разрушению на стадии нагружения до образования макротрещин.

Стандарт не распространяется на испытания материалов при облучении, в условиях агрессивных сред, в вакууме, а также элементов конструкций (деталей, их моделей, узлов, сварных, заклепочных, прессовых и других соединений).

Термины, применяемые в стандарте, - по ГОСТ 23207-78. Пояснения к терминам приведены в приложении 1.

1. ФОРМА И РАЗМЕРЫ ОБРАЗЦОВ

1.1. Основными типами образцов для испытаний при термомеханическом и термоусталостном нагружениях в условиях растяжения - сжатия являются гладкие образцы с рабочей частью круглого сечения:

трубчатые цилиндрические (черт.1а, табл.1),

сплошные цилиндрические (черт.1б, табл.2),

трубчатые корсетные (черт.1в, табл.3),

сплошные корсетные (черт.1г, табл.4).

Рабочая часть образцов

     
Черт.1

Таблица 1

     

Таблица 2

     

Таблица 3

     

Таблица 4

1.2. Основной тип образца для испытания при переменном кручении - трубчатый цилиндрический образец (черт.1а, табл.1 при мм).

1.3. Допускается, при необходимости, применять геометрически подобные образцы других размеров. При этом диаметр рабочей части образца на растяжение - сжатие должен быть не менее 5 мм, на кручение - не менее 18 мм.

1.4. При склонности цилиндрических образцов к потере устойчивости, изменению формы или разрушению в переходных зонах рекомендуется использовать корсетные образцы. Допускается также применять цилиндрические образцы с укороченной рабочей частью (=2-5, черт.1б).

1.5. Форма и размеры головок образцов зависят от способа их крепления в захватах испытательных машин.

1.6. Диаметр переходной части образца выбирают с учетом достижения минимальной концентрации напряжений и деформаций в переходных зонах.

1.7. Допускается применять образцы с навинчивающимися и приваренными головками при изготовлении их из деталей или конструктивных элементов.

1.8. Образцы изготовляются в соответствии с ГОСТ 25.502-79. Для трубчатого образца допуск соосности внешней и внутренней цилиндрических поверхностей рабочей части назначается по 7-й степени точности (ГОСТ 24643-81).

2. ИСПЫТАТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ И АППАРАТУРА

2.1. Машины и аппаратура для испытаний при малоцикловом термомеханическом нагружении, обеспечивающие проведение статических испытаний на разрыв, должны соответствовать требованиям ГОСТ 9651-84 и ГОСТ 28840-90 и воспроизводить нагружение (деформирование) и нагрев в следующих условиях:

постоянство от цикла к циклу максимальных и минимальных нагрузок (мягкое нагружение), деформаций (жесткое нагружение) и температуры в течение всего процесса испытаний (черт.2, а-г);

заданный закон изменения нагрузок, деформаций и температуры в цикле, в том числе линейный (черт.2, а-г, черт.3, а-г), с выдержками и без выдержек (черт.2, д-з) и при различной асимметрии цикла (черт.2, б, г) в диапазоне частот, позволяющем исследовать эффекты длительного и кратковременного циклического нагружения;

синхронизированный с режимом нагружения нагрев по заданной программе, в том числе независимой от программы нагружения с различной фазой циклов нагружения и нагрева (черт.3, а-г);

статическое нагружение с заданными скоростями деформирования и нагружения при заданном температурном режиме.

Режимы нагружения

               
Черт.2

Примеры изменения напряжений (деформаций) и температуры при термомеханическом нагружении

     
     Черт.3

2.2. Машины для испытаний на термическую усталость должны иметь варьируемую жесткость в пределах 60-300 кН/мм.

2.3. Допускаемые погрешности регистрации нагрузок и деформаций во времени должны соответствовать ГОСТ 25.502-79.

2.4. Для измерения деформаций используют оптические, тензометрические и другие средства контактного и бесконтактного типа. В испытаниях при растяжении - сжатии допускается измерять одну компоненту деформации - продольную или поперечную. Пересчет последней в продольную выполняют в соответствии с п.3.9.

2.5. Выбор базы и способа измерения деформаций определяется требованиями пп.2.9 и 2.10 к равномерности нагрева и типом используемого образца. Для образцов корсетного типа измеряют поперечную деформацию.

2.6. При разрушении образца вне базы измерения деформации необходимо обеспечить требования пп.2.9 и 2.10 по соответствию условий нагрева образца на базе измерения деформаций и в зоне образования разрушения.

2.7. Для регистрации деформаций и нагрузок во времени и по числу циклов используются автоматические самопишущие приборы. Запись диаграмм деформирования, с исключением в соответствующих случаях свободной температурной деформации образца, производится с использованием двухкоординатных приборов и других средств автоматической регистрации.

Для исключения свободной температурной деформации образца используют системы автоматической компенсации фотоэлектрического, емкостного и других типов, позволяющие выделить для записи и управления режимом нагружения собственно механическую деформацию.

2.8. Для нагрева образцов используют нагревательные печи сопротивления, ламповые нагреватели, стержневые нагреватели из тугоплавких и жаропрочных материалов, непосредственно пропускание тока через образец, индукционный способ (токами высокой частоты, наведенными в образце) и др. При этом выполняются условия:

погрешность измерений, регистрации и поддержания температур не должна превышать ±1,0% заданного максимального значения температуры в течение всего процесса испытаний;

измерение и регистрация температуры осуществляется в течение всего процесса испытаний с помощью автоматических измерительных приборов;

температура рабочей зоны образца измеряется контактным (термопарным) или бесконтактным (пирометрическим) методом;