5. Технологические испытания металлов и сплавов

Способность металлов и сплавов подвергаться различным видам технологической обработки (обработке давлением, резанием, сварке) зависит от их технологических свойств. Для определения технологических свойств проводят испытания по технологическим пробам, используемым чаще всего в производственных условиях. К технологическим относятся пробы для испытания на изгиб, осадку, сплющивание, бортование, загиб труб и многие другие. Многие технологические пробы и методы испытаний стандартизованы.

По результатам технологических испытаний определяют возможность изготовления качественного изделия из данного материала в условиях, соответствующих принятому на данном производстве технологическому процессу.

Испытание на изгиб (ГОСТ 14019 -- 80) служит для определения способности материалов выдерживать без разрушения заданные деформации изгиба. Образец / (Рис. 6, а) с помощью оправки 2 изгибается под действием усилия пресса между роликами 3 до заданного угла а. Способность материала выдерживать деформацию изгиба характеризуется заданным углом загиба а. При изгибе образца на 180° материал способен выдержать предельную деформацию изгиба. Образцы, выдержавшие испытание, не должны иметь трещин, надрывов, расслоений.

Испытанию на изгиб подвергают листы толщиной до 30 мм, сортовой прокат -- прутки, швеллеры, уголки.

Рис. 6. Технологические испытания:

а -- на изгиб, б -- на осадку, в -- на сплющивание труб, г -- на бортование труб, д -- на загиб труб; 1 -- образец, 2 -- оправка, 3 -- ролики,

Образец до осадки, 5-- образец после осадки, 6 -- труба

Испытание на осадку (ГОСТ 8817--82) служит для определения способности металла выдерживать заданную пластическую деформацию. Образец 4 осаживается в горячем или холодном состоянии с помощью пресса или молота до определенной высоты h (Рис. 6,6). Испытание на осадку производят на круглых или квадратных образцах диаметром или стороной квадрата в холодном состоянии от 3 до 30 мм, в горячем состоянии -- от 5 до 150 мм. Высота стальных образцов должна равняться двум диаметрам, а образцов из цветных сплавов -- не менее 1,5 диаметра. Образец считается выдержавшим испытание, если на нем не появились трещины, надрывы или изломы.

Испытание на сплющивание труб (ГОСТ 8695 -- 75) служит для определения способности труб сплющиваться до определенной высоты Н (Рис. 6, в) без трещин и надрывов. Конец трубы 6 или ее отрезок длиной 20...50 мм сплющивают между двумя параллельными плоскостями. Если труба сварная, то шов на трубе должен располагаться по горизонтальной оси, как показано на рисунке. Сплющивание труб производят плавно со скоростью не более 25 мм/мин. Образец считается выдержавшим испытание, если на нем не появились трещины или надрывы.

Испытание на бортование труб (ГОСТ 8693--80), используют для определения способности труб к отбортов-ке на угол 90°. Конец трубы 6 (Рис. 6, г) отбортовывает-ся с помощью оправки 2 усилием Р пресса до получения фланца заданного диаметра D. Рабочая поверхность оправки должна быть чисто обработанной и обладать высокой твердостью (HRC не менее 50). Радиус закругления оправки, которым формируется.борт, должен быть равен двукратной толщине стенки трубы (R=2s). Бортование считается качественным, если на фланце не обнаружено надрывов и трещин.

Испытание на загиб труб (ГОСТ 3728--78) служит для определения способности труб загибаться без трещин и надрывов на угол 90°. Перед испытанием трубу 6 (Рис. 6,(3) заполняют чистым, сухим речным песком или другим наполнителем. Испытание заключается в плавном загибе образца любым способом, позволяющим загнуть образец так, чтобы его наружный диаметр D ни в одном месте не стал меньше 85 % от начального. Для испытания труб наружным диаметром до 60 мм используют их отрезки, диаметром 60 мм и более -- вырезанные из труб продольные ленты шириной 10 мм. Образец считается выдержавшим испытание, если на нем не появились изломы, надрывы, расслоения.

Испытание на свариваемость производят для определения прочности сварного стыкового соединения. Сваренный образец подвергают изгибу (см. Рис. 6, а) на заданный угол а или испытывают на растяжение. Затем сравнивают прочности сваренного и несваренного образцов из испытуемого металла.

Виды чугунов. Свойства цветных металлов

В технике к цветным относят все нежелезные металлы. На их основе создано большое число сплавов, обладающих широким диапазоном свойств, соответствующих требованиям к авиационным материалам. К ним относятся: значительная механическая прочность...

В результате применения магнитно-импульсной обработки представляется возможной штамповка листовых и трубчатых заготовок толщиной до 5 мм. Размеры заготовок (диаметр, обрабатываемая площадь) обуславливаются запасом энергии установки...

Высокопроизводительные методы обработки металлов давлением

Сверхпластичность определяется как способность поликристаллических (ультрамелкозернистых) материалов равномерно пластически деформироваться на очень большие степени (до Ек > 200%) при относительно высоких температурах и малых напряжениях (2.....

Высокопроизводительные методы обработки металлов давлением

Наиболее часто сверхпластичность используется в технологии объемной штамповки...

Изготовление деталей методами пластической деформации

Прокатка металлов - способ обработки металлов и металлических сплавов давлением, состоящий в обжатии их между вращающимися валками прокатных станов. Валки имеют большей частью форму цилиндров...

Испытательная станция турбовинтовых двигателей ТВ3–117 ВМА–СБМ1 серийного производства

Типовые испытания проводят с целью: - проверки конструктивных и технологических изменений, вносимых для усовершенствования серийного двигателя; - проверки ремонтной технологии...

Кристаллизация металлов и сплавов

Кристаллизация -- переход металла (сплава) из жидкого состояния в твердое -- происходит в условиях...

Литейные свойства сплавов. Прокатный стан. Физические основы сварки

Сваркой называется процесс получения неразъёмного соединения отдельных частей из твёрдых материалов за счёт междуатомных сил сцепления как с применением нагрева, так и без него...

Модернизация склерометрического комплекса для измерения твёрдости

Суть метода заключается в том, что боек определенной массы с алмазным наконечником свободно и вертикально падает с определенной высоты на испытуемую поверхность [СамГТУ.200501.059.009.06]...

Основные сведения о материалах

Металлы -- простые вещества, обладающие свободными, не связанными с определенными атомами электронами, которые способны перемещаться по всему объему тела. Эта особенность состояния металлического вещества определяет собой свойства металлов...

Строение и свойства сплавов

Технология обработки материалов давлением

Под холодной штамповкой понимают штамповку металлов и сплавов без предварительного нагрева заготовки, т.е. при комнатной температуре...

Технология производства и потребительские свойства сплавов твердых безвольфрамовых

Контроль качества твердых спеченных безвольфрамовых сплавов осуществляется в соответствии с ГОСТ 20019-74 «Сплавы твердые спеченные. Метод определения прочности»; ГОСТ 20017-74 «Сплавы твердые спеченные...

Технология сварочного производства

Способность металлов и сплавов к сварке оценивается по их свариваемости. Свариваемостью называется свойство или сочетание свойств металлов образовывать при установленной технологии сварки соединение, отвечающее требованиям...

На практике металлы нередко испытывают простыми технологическими пробами. Технологические пробы имеют целью выявить способность металла к тем или иным деформациям, которым он подвергается при его службе или обработке в холодном или горячем состоянии.

Удовлетворительность или неудовлетворительность металла по технологическим пробам определяется по внешнему виду металла после испытания; отсутствие надрывов, трещин, расслоения или излома свидетельствует о том, что металл выдержал пробу.

Испытание на вытяжку применяют для определения способности тонких листов подвергаться штамповке, вытяжке и другим аналогичным операциям. На рис. 29 приведен прибор для испытания на вытяжку. Образец помещают в пространство 1 между пуансоном и матрицей. Равномерно вращая штурвал 2, вытягивают испытываемый материал до момента его разрыва, следя за поведением материала в зеркало 3. Глубина вдавливания пуансона до разрыва определяется по шкале 4 с точностью до 0,1 мм.

Проба на изгиб (ОСТ 1683) служит для определения способности металла (листов, прутков различных профилей и т. д.) принимать заданный по размерам и форме загиб.

Рис. 29. Прибор для испытания на вытяжку.

Различают загиб до определенного угла, загиб вокруг оправки до параллельности сторон и загиб вплотную. Тот или другой вид загиба должен быть оговорен в технических условиях. Для проведения испытания на загиб применяют специальные машины, прессы, тиски с закругленными губками и т. д.

Проба на перегиб служит для определения способности металла (проволоки, полосового и листового материала) выдерживать повторный загиб и разгиб. Проба производится только в холодном состоянии.

Проба на завивание проволоки проводится в холодном состоянии. Образец считается выдержавшим пробу, если после навивания (и развивания) в нем отсутствуют расслоения, трещины и другие дефекты.

При работе с трубами нередко применяются следующие технологические пробы: 1) на раздачу; 2) на обжатие; 3) на бортование: 4) на сплющивание; 5) на расплющивание.

Вопросы для самопроверки:

1. Что понимают под макроструктурой?

2. Что называют микроструктурой?

3. Как осуществляется проба на характер распределения серы?

4. Для каких целей применяется электронный микроскоп?

5. Для каких целей применяется оптический микроскоп?

6. Для каких целей используется структурный рентгеновский анализ?

7. В чём сущность и в каких целях применяют: термический анализ, дилатометрический анализ, электрический анализ, магнитный метод?

8. Какие методы механических испытаний металлов и сплавов Вы знаете?

9. Как проводится испытание на растяжение?

10. Что понимают под твёрдостью? На каких приборах и какими методами ее измеряют?

11. Что такое ударная вязкость? На каком приборе проводятся испытания?

12. Как проводятся испытания на ползучесть?

13. Как может характеризоваться предел ползучести?

14. С какой целью проводят технологические пробы?

15. Какие технологические пробы Вы знаете?

Литература:

1. Готтштайн Г. Физико-химические основы материаловедения / Г. Готт­штайн; пер. с англ. К. Н. Золотовой, Д.О.Чаркина; под ред. В. П. Зломанова. - М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009. - 400 с.: ил. - (Лучший зарубежный учебник).

2. Гуляев А.П. Металловедение: Учеб. пособие для вузов. – 6-е изд., перераб. и доп. – М.: Металлургия, 1986. – 542 с.89-141

3. Иваней А.А. Электронный конспект лекций.

4. Кларк Эшли Р., Эберхардт Колин Н. Микроскопические методы исследования материалов Москва: Техносфера, 2007. - 376с.

5. Солнцев Ю.П. Оборудование пищевых производств. Материаловедение: Учеб. для вузов.- СПб.: Изд-во «Профессия», 2003.- 526с.

6. Технология конструкционных материалов: Учебник для вузов /Под ред. А.М. Дальского. – 2-е изд. перераб. и доп. /М.: Машиностроение, 1985. – 448 с.

7. Технология металлов и материаловедение: Учебник для вузов и техникумов /Под ред. Л.Ф. Усовой – Производственное издание. М.: Металлургия, 1987. – с.106-123;

8. Фетисов Г.П., Карпман М.Г., Матюнин В.М. и др. Материаловедение и технология металлов. – М.: Высш. шк., 2000. – 638 с.

Форма отчета

Практическая работа № 1.

« МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И КОНТРОЛЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ»

1. Дать определение макроструктуры и микроструктуры.

2. Указать методы, используемые при макроанализе и микроанализе.

3. Проанализировать свойства материалов: механические, физические, химические, санитарно-гигиенические и т.д. и методы их определения.

Контрольная работа

по технологии обработки металла

тема: Обработка листового металла

1. Определение пригодности листового материала для глубокой вытяжки испытаниями по методу Эриксена

2. Отбортовка круглых отверстий

3. Вырубка-пробивка эластичным инструментом

4. Определение параметров сверхпластичности металлов

Литература

1. Определение пригодности листового материала для глубокой вытяжки испытаниями по методу Эриксена

Пригодность металла для вытяжки может быть установлена по показателям пластичности, определяемым по результатам испытаний образцов на линейное растяжение: отношению предела текучести к временному сопротивлению у т /у в, показателю упрочнения п, коэффициенту анизотропии R б.

Высокую способность к вытяжке показывают металлы, имеющие

у т /у в = 0,65 - 0,75, п > 0,2, R б? 1,0.

Проведение испытаний на растяжение и определение указанных выше показателей пластичности металла требует специального оборудования, высококвалифицированного персонала, а также значительных затрат времени. Поэтому такие испытания проводятся в лабораторных условиях. На производстве же проводят более простые и менее трудоемкие технологические испытания. Одно из таких испытаний - испытание на вытяжку сферической лунки по ГОСТ 10510-80 (метод Эриксена) на приборе МЛТ-10Г.

Испытания листового материала по методу Эриксена относятся к технологическим пробам, под которыми понимается выявление способности листового металла подвергаться пластическим деформациям, аналогичным тем, которые он испытывает в процессе технологической обработки.

Для установления пригодности материала к вытяжным операциям листовой штамповки применяются три основных вида испытаний:

v испытания на глубину выдавливания сферической лунки;

v испытания на глубину вытяжки колпачка;

v растягивание отверстия.

Прибор МЛТ-10Г позволяет проводить все три вышеуказанных вида испытаний.

Метод Эриксена заключается в вытяжке сферической лунки в зажатом по контуру образце с помощью пуансона 3 со сферической рабочей поверхностью (рис. 1.1).

Образец зажимают между матрицей 1 и прижимным кольцом 2 . Критерием окончания испытания служит момент образования трещины на поверхности образца. Мерой способности металла к вытяжке служит глубина h вытянутой лунки. В зависимости от глубины вытянутой лунки металл относят к той или иной категории вытяжки (табл. 1.1).

Рисунок 1.1 - Схема вытяжки сферической лунки: 1 - матрица; 2 - прижимное кольцо, 3 - пуансон

Таблица 1.1 - Нормы при испытаниях материалов по методу Эриксена

В соответствии с ГОСТ 10510--80 усилие прижима Q образца к матрице должно составлять 10 - 11 кН.

Кроме основного показателя испытания - глубины вытяжки сферической лунки - о качестве металла можно судить по характеру разрушения и состоянию поверхности вытянутой лунки. Разрыв образца по дуге окружности (рис.1.2,а ) указывает на изотропность металла. Разрыв по прямой линии (рис.1.2,б ) свидетельствует о полосчатости микроструктуры металла. Гладкая поверхность лунки указывает на мелкозернистую структуру, а шероховатая ("апельсиновая корка") - признак крупнозернистой структуры металла.

Рисунок 1.2 - Виды разрушения заготовок при вытяжке (формовке) сферической лунки

Материальное обеспечение

v испытательная машина МТЛ-10Г (рис.1.3);

v комплект оснастки для вытяжки (формовки) сферического сегмента: пуансон диаметром 20 мм, матрица, прижимное кольцо, штангенциркуль, микрометр;

v образцы из листовой углеродистой или конструкционной стали толщиной 0,8 - 2,0 мм в виде карточек размерами (70-100)х(70-100) мм или кружков диаметром 70-100 мм.

Рисунок 1.3 - Схема испытательной машины МТЛ-10Г: 1 - штурвал; 2 - шайба с разметкой; 3 - втулка с прижимным кольцом; 4 - сферический пуансон; 5 - вытяжное очко; 6 - зеркало; 7 - подпружиненный стопор; 8 - винт.

Машина МЛТ-10Г работает следующим образом. Вращением штурвала 1 перемещают вправо втулку 3, соединенную с корпусом резьбовым соединением, а также винт 8, застопоренный во втулке 3 подпружиненным стопором 7. При этом происходит жесткий прижим заготовки между прижимным кольцом втулки 3 и вытяжным очком 5.

Далее путем сжатия пружины высвобождают стопор 7 из глухого паза в винте 8. При дальнейшем вращении штурвала 1 винт 8 по резьбе в отверстии втулки 3 перемещается вправо при неподвижной втулке 3. Сферический пуансон 4, перемещаемый вместе с винтом 8, деформирует зажатую заготовку в полость вытяжного очка 5. Образование трещины в формуемой заготовке фиксируют визуально с помощью зеркала 6.

2. Отбортовка круглых отверстий

металл отверстие штамповочный сверхпластичность

Отбортовка отверстий широко используется в штамповочном производстве, заменяя операции вытяжки с последующей вырубкой дна. Особенно эффективно применяется отбортовка отверстий при изготовлении деталей с большим фланцем, когда вытяжка затруднительна и требует нескольких переходов. В настоящее время путем отбортовки получают отверстия диаметром 3 ч 1000 мм и толщиной материала 0,3 ч 30 мм.

Под отбортовкой понимают операцию холодной листовой штамповки, в результате которой по внутреннему (внутренняя отбортовка) или наружному (наружная отбортовка) контуру заготовки образуется борт. В основном выполняют внутреннюю отбортовку круглых отверстий. Образование борта в этом случае осуществляется за счет вдавливания в отверстие матрицы части заготовки с предварительно или одновременно с отбортовкой пробитым отверстием. Схема отбортовки круглых отверстий показана на рисунке 2.1. Разновидностью отбортовки является отбортовка с утонением стенки.

Рисунок 2.1 - Схемы отбортовки круглых отверстий: а) сферическим пуансоном; б) цилиндрическим пуансоном

Отбортовку круглых отверстий выполняют сферическим (рисунок 2.1а ) или цилиндрическим пуансоном (рисунок 2.1б ). В последнем случае рабочий конец пуансона выполняют в виде фиксатора (ловителя), обеспечивающего центрирование заготовки по отверстию, с коническим переходом к рабочей части диаметра d п.

Деформация металла при отбортовке характеризуется следующими изменениями: удлинением в тангенциальном направлении и уменьшением толщины материала, о чем свидетельствует радиально-кольцевая сетка, нанесенная на заготовку (рисунок 2.2). Расстояния между концентрическими окружностями остаются без значительных изменений.

Рисунок 2.2 - Заготовка до и после отбортовки

Степень деформации при отбортовке отверстий определяется соотношением между диаметром отверстия в заготовке d и диаметром борта D или так называемым коэффициентом отбортовки:

К = d /D ,

где D определяется по средней линии (см. рисунок 2.2).

Если коэффициент отбортовки превышает предельную величину К пред, то на стенках борта образуются трещины.

Предельный для данного материала коэффициент отбортовки может быть аналитически рассчитан по формуле:

где h - коэффициент, определяемый условиями отбортовки;

d - относительное удлинение, определяемое из испытаний на растяжение.

Величина предельного коэффициента отбортовки зависит от следующих факторов:

1) характера обработки и состояния кромок отверстий (сверление или пробивка, наличие или отсутствие заусенцев);

2) относительной толщины заготовки s /D ;

3) рода материала и его механических свойств;

4) формы рабочей части пуансона.

Существует прямая зависимость предельно допустимого коэффициента отбортовки от относительной толщины заготовки, т. е. с уменьшением d /s величина предельно допустимого коэффициента отбортовки К пред уменьшается и увеличивается степень деформации. Кроме того, величина К пред зависит от способа получения отбортовываемого отверстия, что показано в таблице 2.1 для малоуглеродистой стали. В таблице 2.2 приведены предельные значения коэффициента отбортовки для цветных материалов.

Допустимая величина утонения стенки борта при отбортовке вследствие дефектов края отверстия (заусенцы, наклеп и т. п.) значительно ниже, чем величина поперечного сужения при испытании на растяжение. Наименьшая толщина у края борта составляет:

Таблица 2.1 - Расчетные значения К пред для малоуглеродистой стали

Тип пуансона

Способ получения отверстия

Значения К пред в зависимости от d /s

сферический

пробивка в штампе

цилиндрический

сверление с зачисткой заусенцев

пробивка в штампе

Расчет технологических параметров отбортовки круглых отверстий осуществляют следующим образом. Исходными параметрами являются внутренний диаметр D вн отбортованного отверстия и высота борта Н , заданные чертежом детали. По указанным параметрам рассчитывают требуемый диаметр d технологического отверстия.

Таблица 2.2 - Значения К пред для цветных металлов и сплавов

Для относительно высокого борта расчет диаметра d выполняют исходя из равенства объемов заготовки до и после отбортовки:

где D 1 = d п + 2(r м + s ).

В данной формуле геометрические параметры определяются согласно рисунку 2.1.

Для низкого борта расчет можно выполнять из условия обычной гибки в радиальном сечении:

d = D + 0,86r м - 2Н - 0,57s .

Затем проверяют возможность отбортовки за один переход. Для этого сравнивают коэффициент отбортовки (см. стр.14) с предельным значением К пред: К > К пред.

Усилие отбортовки круглых отверстий цилиндрическим пуансоном может быть приближенно определено по формуле

где s Т - предел текучести материала.

Характер изменения усилия при отбортовке показан на рисунке 2.3 в зависимости от формы очертания рабочей части пуансона.

Рисунок 2.3 - Диаграммы усилия и переходы отбортовки круглых отверстий при различной форме пуансона: а ) криволинейной; б ) сферической; в ) цилиндрической

3. Вырубка-пробивка эластичным инструментом

Использование традиционных методов листовой штамповки связано с изготовлением дорогой штамповочной оснастки и эффективно лишь при крупносерийном и массовом характере производства. В мелкосерийном и опытном производствах холодная листовая штамповка в случае применения обычных конструкций штампов экономически невыгодна, то есть затраты на штамповочную оснастку не окупаются.

Одним из экономически эффективных методов штамповки в условиях мелкосерийного и опытного производства является штамповка эластичным инструментом, когда один из рабочих инструментов изготовлен из резины или полиуретана. При этом значительно упрощается конструкция инструмента и удешевляется его изготовление, отпадает необходимость изготовления и пригонки второго рабочего инструмента, сокращаются сроки подготовки производства.

Штамповка эластичным инструментом применяется как для разделительных операций - вырубки-пробивки, так и для формоизменяющих операций - гибки, вытяжки и формовки.

В качестве эластичных сред для штамповки используются резины и полиуретаны. Резины менее износостойки и работают при сравнительно небольших давлениях, обычно не превышающих 20 ч 30 МПа.

В последнее время вместо резины все шире применяется полиуретан. Полиуретаны более износостойки и выдерживают давления порядка 1000 МПа (в закрытых объемах). Прочность полиуретана в 6 ч 8 раз выше, чем у резины, и достигает 600 МПа. Чаще всего используют полиуретаны марок СКУ-6Л, СКУ-7Л, СКУ-ПФЛ. Последняя марка обычно используется для разделительных операций.

Особенно эффективно используются эластичные среды при выполнении разделительных операций. При помощи полиуретана можно вырезать детали из алюминиевых сплавов толщиной до 3 мм; из стали (легированной и углеродистой), латуни и бронзы толщиной до 2 мм.

Типовая универсальная оснастка для вырубки-пробивки показана на рисунке 3.1. За один ход пресса производится вырубка детали по контуру и пробивка отверстий и пазов в соответствии с конфигурацией вырезного шаблона. Контейнер, в котором располагается эластичный инструмент, обычно изготавливают из стали 40Х с твердостью после нормализации HRC 28 ч 32.

Вырезные шаблоны простой конфигурации и толщиной более 2 ч 3 мм изготавливаются из углеродистых сталей марок У 8, У 8А, У 10, У 10А. Более тонкие и сложные по контуру шаблоны делают из легированных сталей марок Х 12, Х 12М, Х 12Ф 1. Твердость шаблона после закалки составляет HRC 56 ч 60, шероховатость рабочей поверхности после шлифования Ra 0,25 ч 1,00.

Большое значение при вырезке деталей имеет высота вырезного шаблона, от которого зависит величина отхода материала и качество детали. Оптимальную высоту шаблона Н (в мм), обеспечивающую качественную вырезку заготовки из пластичного материала, можно определить по формуле

где d р - относительное равномерное удлинение материала;

s - толщина материала, мм.

Рисунок 3.1 - Штамп для вырубки-пробивки эластичными середами: 1 - контейнер; 2 - шайба; 3 - эластичный инструмент; 4 - заготовка; 5 - вырезной шаблон; 6 - подштамповая плита

Высота эластичного блока Н э (мм) выбирается из условия

Н э 3H + 10, (3.2)

где Н берется в миллиметрах.

Необходимый припуск материала L (мм) при вырубке деталей с простым контуром определяется по формуле

где f - коэффициент трения между заготовкой и подштамповой плитой.

При вырубке деталей с криволинейным контуром величина припуска L (мм) определяется:

где R - где радиус кривизны контура детали (знак "плюс" берется для выпуклого контура, "минус" - для вогнутого).

Давление, необходимое для вырубки детали по контуру, зависит от механических свойств материала, его толщины и высоты вырезного шаблона. Для выпуклого (знак "плюс") или вогнутого (знак "минус") криволинейного участка давление вырезки q определяется по формуле

а для прямолинейного участка по формуле

q = s s в /H . (3.6)

Для пробивки отверстий небольшого диаметра d давление составляет:

q = 3s s в /d , (3.7)

а для вырезки небольших пазов с размерами а b

При одновременной вырубке детали по контуру и пробивке отверстий и пазов необходимое давление следует определять по максимальной величине q max , которое, как правило, соответствует пробивке отверстий и пазов с наименьшей площадью.

Усилие пресса Р , необходимое для осуществления разделительной операции, определяется с учетом коэффициента потерь на трение и сжатие эластичного инструмента по формуле

Р = 1,2Fq max , (3.9)

где F - площадь рабочей поверхности эластичного инструмента.

4. Определение параметров сверхпластичности металлов

Сверхпластичностью называется состояние деформируемого материала с особой структурой, возникающее при высокой гомологической температуре и характеризующееся аномально высокими предельными степенями деформации без нарушения сплошности материала под влиянием напряжений, величина которых очень низка и сильно зависит от скорости деформации и структура материала.

Таким образом, необходимы три условия для перевода материалов в сверхпластичное состояние:

1. Особая структура - это ультрамелкое равноосное зерно с размером не более 25 мкм. Такая структура обеспечивает при температуре сверхпластичности иной механизм деформации - межзеренное скольжение.

2. Оптимальная температура Т = 0,7…0,85 Тпл. (Тпл - температура плавления металла). При Т < 0,7 Тпл диффузионная подвижность зерен невелика для реализации межзеренного скольжения. При Т > 0,85 Тпл происходит интенсивный рост зерен, тормозящий процессы межзеренного скольжения, что приводит к исчезновению эффекта сверхпластичности в металле.

3. Скорость деформации й: достаточно малая для полного прохождения диффузионных процессов и достаточно высокая, чтобы в условиях высоких температур предотвратить рост зерна; для материалов с ультрамелкозернистой структурой размером 1-10 мкм й = 10 -5 …10 -3 с -1 , для материалов с субмикронным зерном 0,1-1 мк й = 10 -0 …10 -3 с -1 , для материалов с нанокристаллической структурой 100-10 нм й = 10 -1 …10 1 с -1 , для аморфных материалов 10 3 …10 5 с -1 .

Признаки состояния сверхпластичности:

1. Повышенная чувствительность напряжения течения S к изменению скорости деформации й, т.е. повышенная склонность к скоростному упрочнению. Скоростная чувствительность напряжения течения к скорости деформации определяется коэффициентом

m = dlnS /dln й > 0,3.

2. Большой ресурс деформационной способности (деформация квазиравномерная на сотни и тысячи процентов по принципу бегающей шейки).

3. Напряжение течения в состоянии СП в несколько раз меньше, чем предел текучести материалов при пластической деформации.

Связь между силовыми и деформационно-скоростными параметрами металлов и сплавов, обрабатываемых давлением, в общем виде выглядит следующим образом:

S = Cе n й m , (4.1)

где е и й - логарифмические степень и скорость деформации;

С - коэффициент, зависящий от температуры и структуры металла.

Для сверхпластичных материалов деформационное упрочнение практически отсутствует, то есть n = 0, е n = 1 и уравнение (1) принимает вид:

S = Кй m , (4.2)

при этом К? С.

В основе всех методов определения параметра m лежит сравнение напряжения течения S минимум при двух скоростях деформации й.

Из формулы (2) показатель m можно определить по уравнению:

m = dlnS /dln й (4.3)

Процедура определения m состоит в том, что образец растягивают или сжимают до максимума усилия, а затем на участке установившегося течения (при постоянной или снижающей нагрузке) резко увеличивают скорость деформирования с v 1 до v 2 (рис. 4.1.).

Рисунок 4.1 - Схема кривой усилие-время для определения показателя m методом скачкообразного изменения скорости траверсы

По достижении нового максимума усилия и начала установившегося течения вновь изменяют скорость траверсы, уменьшая или увеличивая ее.

Стремление полнее удовлетворить требованиям одинаковой предварительной деформации и неизменности структуры привело к разработке разных способов расчета, использующих разные точки кривой на рис.4.1. Рассмотрим некоторые из них.

1. По методу Бэкофена:

где Р А - максимальное усилие при v 2 , а Р В - усилие, полученное экстраполяцией участка СD при скорости v 1 до деформации, равной деформации в точке при скорости v 2 . Полученное по уравнению (4.4) значение m приписывается некоторой средней скорости деформации, вычисленной по v 1 и v 2 при условии равномерности деформации.

Способ Бэкофена неточен из-за ошибок экстраполяции.

2. Способ Моррисона не требует экстраполяции, так как m определяется по уравнению:

где S A и S C - истинные напряжения в точках максимальных усилий для сравниваемых скоростей;

S A = 4Р А /р(D 2 А), D А = DоvНо/(Н о - Д А);

S С = 4Р С /р(D 2 С), D С = DоvНо/(Н о - Д С),

D о и Н о - исходные размеры образцов;

Д А, Д С - абсолютная деформация образцов в точках А и С.

й А и й С - истинные скорости деформации,

й А = V A /(Н о - Д А), с -1 ;

й С = V С /(Н о - Д С), с -1 ,

где V A и V С - скорости деформирования в точках А и С, мм/с.

Однако точкам А и С соответствуют разные деформации, а значения m, полученные при повышении и снижении скорости, различны.

3. По третьему способу величину m относят к скорости деформации перед скачком:

Здесь производят обратную экстраполяцию участка установившегося течения при скорости v 2 к деформации (точки Е и Е!), при которой была переключена скорость.

Способ дает хорошую воспроизводимость результатов, но его физический смысл не ясен.

4. Способ Хедворса и Стоуэлла предполагает, что на прямолинейном участке DF структура металла еще не успевает измениться и тогда

Считается, что из вышеприведенных способ Хедворса и Стоуэлла наиболее приемлемый.

Литература

1. Новиков И.И. Сверхпластичность сплавов с ультрамелким зерном / И.И. Новиков, В.К. Портной. - М. : Металлургия, 1981. - 168 с.

2. Смирнов О.М. Обработка металлов давлением в состоянии сверхпластичности / О.М. Смирнов. - М. : Машиностроение, 1979. - 189 с.

3. Карабасов Ю.С. Новые материалы / Ю.С. Карабасов [и др.]. - М. : МИСиС, 2002. - 736 с.

4. Тихонов А.С. Эффект сверхпластичности металлов и сплавов / А.С. Тихонов. - М. : Наука, 1978. - 142 с.

5. Чумаченко Е.Н. Механические испытания и построение аналитических моделей поведения материалов в условиях сверхпластичности. Ч. 1 / Е.Н. Чумаченко, В.К. Портной, И.В. Логашина // Металлург. - 2014. - № 12. - С. 68-71.

6. Чумаченко Е.Н. Механические испытания и построение аналитических моделей поведения материалов в условиях сверхпластичности. Ч. 2 / Е.Н. Чумаченко, В.К. Портной, И.В. Логашина // Металлург. - 2015. - № 1. - С.76-80.

7. SSAB. Штамповка листовой стали: справочник. Резка на заданные размеры и пластическое формоизменение: пер. с англ. / под ред. Р.Е. Глинера. - Гетеборг: SSAB, 2004. - 153 с.

8. Беляев В.А. Холодная штамповка и проектирование штампов: методические рекомендации по выполнению лабораторных работ / В.А. Беляев. - Бийск: АлтГТУ им. Ползунова, 2007. - 37 с.

9. Анищенко А.С. Прогрессивные технологические решения в обработке металлов давлением: Конспект лекций в 3-х частях. Часть 1. Листовая штамповка подвижными средами. Обработка металлов давлением в состоянии сверхпластичности / А.С. Анищенко. - Мариуполь, ПГТУ, 2013. - 58с.

10. Беляев В.А. Холодная штамповка и проектирование штампов: методические рекомендации по выполнению лабораторных работ / В.А. Беляев. - Бийск: АлтГТУ им. Ползунова, 2007. - 37 с.

11. Григорьев Л.Л. Холодная штамповка: справочник / Л.Л. Григорьев, К.М. Иванов, Э.Е. Юргенсон. - СПб: Политехника, 2009. - 665 с. : ил.

Подобные документы

Основные технологические отходы в кузнечно-штамповочном производстве (облой, перемычки сквозных отверстий поковок). Холодная и горячая правка. Обрезка облоя, пробивка перемычек. Зачистка заусенцев и дефектных участков. Правка и калибровка, термообработка.

презентация , добавлен 18.10.2013


Оценка потребности и определение ассортимента выпускаемого листового стекла. Технология производства листового стекла флоат-способом формования на расплаве олова, пути и средства его совершенствования. Теплотехнический расчет стекловаренной печи.

дипломная работа , добавлен 27.06.2011


Основные дефекты металла при резке и методы их устранения. Расчет и проектирование привода тянущего ролика. Проектировочный расчет зубчатых передач. Расчет шпонок и шлицевых соединений. Определение нагрузочных и скоростных параметров гидродвигателя.

дипломная работа , добавлен 20.03.2017


Способы автоматической резки металла. Выбор оборудования и материала. Разработка технологического процесса раскроя и управляющей программы для станка с ЧПУ с помощью системы Техтран. Детали для задания на раскрой. Создание деталей в базе данных.

дипломная работа , добавлен 17.09.2012


Исследование влияния разных радиусов на гибку листового материала. Анализ системы моделирования технологических процессов, предназначенных для анализа трехмерного поведения металла при различных процессах обработки давлением. Расчет длины заготовки.

контрольная работа , добавлен 08.01.2014


Анализ вариантов технологических схем изготовления детали. Определение усилия вырубки развертки детали и подбор пресса. Расчет ширины полосы материала для изготовления заготовки. Определение усилий гибки. Расчет коэффициента использования материала.

курсовая работа , добавлен 20.03.2016


Обработка металлов давлением в состоянии сверхпластичности. Преимущества и недостатки метода сверхпластической формовки по сравнению с традиционными методами. Три основных признака, совокупность которых может характеризовать состояние сверхпластичности.

лабораторная работа , добавлен 25.12.2015


История возникновения стеклоделия в Кыргызстане и за рубежом, принципы, на которых оно построено. Технологии изготовления стекла, его характеристика, виды, свойства, резка и упаковка. Применение листового стекла в сфере производства и потребления.

курсовая работа , добавлен 26.04.2011


Обоснование параметров сталеразливочного ковша. Расчет параметров обработки стали. Определение снижения температуры металла. Расчет количества и состава неметаллических включений. Параметры вакуумной камеры. Обработка металла на установке "Ковш-печь".

курсовая работа , добавлен 29.10.2014


Технология и товароведение промышленной продукции на примере стекла армированного листового - регламентирование контроля качества и стандарты его показателей, условия поставок, упаковки, транспортировки, приема, испытания, применения и хранения.

Для оценки способности материала воспринимать определенную деформацию в условиях, максимально приближенных к производственным, служат технологические испытания. Такие оценки носят качественный характер. Они необходимы для определения пригодности материала для изготовления изделий по технологии, предусматривающей значительную и сложную пластическую деформацию.

Для определения способности листового материала толщиной до 2 мм выдерживать операции холодной штамповки (вытяжки) применяют метод испытания на вытяжку сферической лунки с помощью специальных пуансонов, имеющих сферическую поверхность (ГОСТ 10510). Схема испытания приведена на рис. 9.3.

Рис. 9.3. Схема испытания на вытяжку сферической лунки по Эриксену

В процессе испытания фиксируется усилие вытяжки. Конструкция прибора предусматривает автоматическое прекращение процесса вытяжки в тот момент, когда усилие начинает уменьшаться (в материале появляются первые трещины). Мерой способности материала к вытяжке служит глубина вытянутой лунки.

Лист или ленту толщиной менее 4 мм испытывают на перегиб (ГОСТ 13813). Испытание проводят с помощью приспособления, изображенного на рис. 9.4.

Рис. 9.4. Схема испытания на перегиб

1 – рычаг; 2 – сменный поводок; 3 – образец; 4 – валики; 5 – губки; 6 - тиски

Образец изгибают вначале влево или вправо на 90 0 , а затем каждый раз на 180 0 в противоположную сторону. Критерием окончания испытания является разрушение образца или достижение заданного числа перегибов без разрушения.

Проволоку из цветных и черных металлов испытывают на скручивание (ГОСТ 1545) с определением числа полных оборотов до разрушения образцов, длина которых обычно составляет (– диаметр проволоки). Применяют также испытание на перегиб (ГОСТ 1579) по схеме, аналогичной испытанию листового материала. Проводят пробу на навивание (ГОСТ 10447). Проволоку навивают плотно прилегающими витками на цилиндрический стержень определенного диаметра (рис. 9.5).

Рис.9.5. Проба на навивание проволоки

Число витков должно быть в пределах 5…10. Признаком того, что образец выдержал испытание, является отсутствие после навивания расслоения, отслаивания, трещин или надрывов как в основном материале образца, так и в его покрытии.

Для труб с внешним диаметром не более 114 мм применяют пробу на загиб (ГОСТ 3728). Испытание заключается в плавном загибе отрезка трубы любым способом на угол 90 0 (рис. 9.6. а) так, чтобы его наружный диаметр ни в одном месте не стал меньше 85 % от начального. ГОСТ устанавливает величину радиуса загиба R в зависимости от диаметра трубы D и толщины стенки S . Образец считается выдержавшим испытание, если на нем после загиба не обнаружено нарушений сплошности металла. Образцы сварных труб должны выдерживать испытания при любом положении шва.

Испытание на бортование (ГОСТ 8693) применяют для определения способности материала труб образовывать фланец заданного диаметра (рис. 9.6.б). Признаком того, что образец выдержал испытание, служит отсутствие после отбортовки трещин или надрывов. Допускается отбортовка с предварительной раздачей на оправке.

Испытание на раздачу (ГОСТ 8694) выявляет способность материала трубы выдерживать деформацию при раздаче на конус до определенного диаметра с заданным углом конусности(рис. 9.6.в). Если после раздачи образец не имеет трещин или надрывов, то он считается выдержавшим испытание.

Для труб предусмотрены испытание на сплющивание до определенного размера (рис. 9.6.г), причем для сварных труб ГОСТ 8685 предусматривает положение шва (рис.9.6.д), испытание гидравлическим давлением.

Для испытания проволоки или прутков круглого и квадратного сечения, предназначенных для изготовления болтов, гаек и других крепежных деталей методом высадки, используют пробу на осадку (ГОСТ 8817). Стандарт рекомендует определенную степень деформации. Критерием годности является отсутствие трещин, надрывов, расслоений на боковой поверхности образца.

Рис. 9.6. Схемы испытаний труб:

а – на загиб; б – на бортование; в – на раздачу; г, д – на сплющивание

Для прутковых материалов широко применяется проба на изгиб: загиб до определенного угла (рис. 9.7.а), загиб до параллельности сторон (рис.9.7.б), загиб до соприкосновения сторон (рис. 9.7.в).

Рис. 9.7. Схемы испытаний на изгиб:

а – загиб до определенного угла; б – загиб до параллельности сторон; в – до соприкосновения сторон

ГОСТ 7564-97

Группа В09

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ПРОКАТ

Общие правила отбора проб, заготовок и образцов для механических и технологических испытаний

Rolled products. General rules of sampling, rough specimens and test pieces selection for mechanical and technological testing

МКС 77.040
ОКСТУ 0908

Дата введения 1999-01-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Российской Федерацией, Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 120 "Чугун, сталь, прокат"

ВНЕСЕН Госстандартом России

2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 12 от 21 ноября 1997 г.)

За принятие проголосовали:

Наименование государства	Наименование национального органа по стандартизации
Азербайджанская Республика	Азгосстандарт
Республика Армения	Армгосстандарт
Республика Белоруссия	Госстандарт Белоруссии
Грузия	Грузстандарт
Республика Казахстан	Госстандарт Республики Казахстан
Киргизская Республика	Киргизстандарт
Республика Молдова	Молдовастандарт
Российская Федерация	Госстандарт России
Республика Таджикистан	Таджикгосстандарт
Туркменистан	Главная Государственная инспекция Туркменистана
Республика Узбекистан	Узгосстандарт
	Госстандарт Украины

3 Стандарт соответствует международному стандарту ИСО 377-1-89 "Отбор и подготовка проб и образцов из стали, обработанной давлением. Часть 1. Пробы и образцы для механических испытаний" в части отбора проб и подготовки образцов для механических испытаний

4 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 13 апреля 1998 г. N 118 межгосударственный стандарт ГОСТ 7564-97 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 1999 г.

5 ВЗАМЕН ГОСТ 7564-73

6 ИЗДАНИЕ (сентябрь 2009 г.) с Поправкой (ИУС 3-2002)

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий стандарт устанавливает общие правила отбора проб, заготовок и образцов для испытаний на растяжение, ударный изгиб, осадку, изгиб в холодном состоянии от сортового, фасонного, листового и широкополосного проката.

2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 1497-84 (ИСО 6892-84) Металлы. Методы испытания на растяжение

ГОСТ 7268-82 Сталь. Метод определения склонности к механическому старению по испытанию на ударный изгиб

ГОСТ 8817-82 Металлы. Метод испытания на осадку

ГОСТ 9454-78 Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах

ГОСТ 9651-84 (ИСО 783-89) Металлы. Методы испытаний на растяжение при повышенных температурах

ГОСТ 11701-84 Металлы. Методы испытания на растяжение тонких листов и лент

ГОСТ 14019-2003 (ИСО 7438:1985) Материалы металлические. Метод испытания на изгиб

3 ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

3.1 Единица проката - изделие, отобранное от партии с целью вырезки проб для изготовления образцов для испытаний.

3.2 Проба - часть изделия, предназначенная для изготовления заготовок образцов для испытаний.

В некоторых случаях пробой может быть сама единица проката.

3.3 Заготовка - часть пробы, обработанная или необработанная механически, подвергнутая, в случае необходимости, термической обработке, предназначенная для изготовления образцов для испытаний.

3.4 Образцы для испытаний - часть пробы или заготовки определенного размера, обработанная или необработанная механически и доведенная до состояния, необходимого для конкретного испытания.

В некоторых случаях образцом может быть проба или заготовка.

3.5 Контрольное состояние - состояние, при котором проба, заготовка или образец для испытания могут быть подвергнуты термической обработке и (или) механической обработке и отличающееся от состояния поставки.

В таких случаях пробу, заготовку или образец для испытания называют контрольной пробой, контрольной заготовкой или контрольным образцом.

3.6 Эквивалентные термины на русском, английском, французском и немецком языках приведены в приложении А.

4 ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОТБОРУ ПРОБ, ЗАГОТОВОК И ОБРАЗЦОВ

4.1 Пробы, заготовки и образцы для испытания, отбираемые в соответствии с требованиями приложений Б, В и Д, должны характеризовать вид проката. Требования по отбору проб, заготовок и образцов могут быть уточнены в других нормативных документах на прокат.

4.2 Идентификация проб, заготовок и образцов

Пробы, заготовки и образцы для испытания должны быть замаркированы. Если в процессе изготовления пробы, заготовки и (или) образца нельзя избежать удаления маркировки, перенос маркировки выполняют до ее удаления.

4.3 Количество проб и образцов, отбираемых для испытаний, должно устанавливаться в нормативном документе на прокат.

4.4 При отборе проб и заготовок должны быть обеспечены условия, предохраняющие образцы от влияния нагрева и наклепа.

Припуски от линии реза до края готового образца должны соответствовать таблице 1.


Таблица 1 - Припуски от линии реза до края готового образца

Диаметр (толщина) проката, мм				Припуск, мм, при способе вырезки проб и заготовок, не менее
				огневом или с тепловым воздействием	без теплового воздействия
					Толщина проката

(Поправка).

5 ОТБОР И ПОДГОТОВКА ПРОБ И ЗАГОТОВОК. МЕСТО ОТБОРА И ОРИЕНТАЦИЯ ОБРАЗЦОВ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ

5.1 Место отбора и размеры пробы

Пробу отбирают таким образом, чтобы место отбора и ориентация образцов для испытаний, взятых от нее, по отношению к изделию соответствовали требованиям стандарта на прокат или, при его отсутствии, требованиям приложения В.

В случае возникновения разногласий между изготовителем и потребителем пробы отбирают от конца проката на расстоянии, приведенном в приложении Г, если в нормативном документе на прокат не оговорено иное.

Размеры пробы должны быть достаточными для отбора образцов, необходимых для проведения конкретного испытания.

При необходимости должно быть достаточное количество материала для проведения повторных испытаний.

5.2 Место отбора, размеры и ориентация образцов для испытаний

Место отбора образцов (вариант отбора проб) и, при необходимости, размеры образцов, ориентация образца в направлении прокатки (вдоль и поперек) должны оговариваться в нормативном документе на прокат.

При отсутствии таких требований используют направления, указанные в приложении В.

Примечание - С целью снижения потерь металла и с учетом установившейся практики стандарт на прокат, если это приемлемо с технической точки зрения, может регламентировать возможность применения поперечных образцов вместо продольных (для перекованных проб), чтобы проконтролировать заданные значения для продольных образцов.


На образце для испытания на ударный изгиб продольная ось надреза должна быть перпендикулярна к направлению прокатки.

5.3 Отбор и подготовка проб

5.3.1 В нормативном документе на прокат должно быть оговорено, предназначено ли испытание для определения свойств в состоянии поставки (5.3.2) или в контрольном состоянии (5.3.3).

5.3.2 Испытание в состоянии поставки

Если в нормативном документе на прокат не оговорено иное, проба должна отбираться от проката, прошедшего все стадии пластической и (или) термической обработки, которым должен быть подвергнут прокат перед поставкой.

Если проба не может оставаться прикрепленной к единице проката до конца изготовления (например, листы, разрезаемые перед отжигом, пробы для испытания которых отбирают из скрапа, образующегося при резке), нормативные документы на прокат должны определять стадию отбора пробы от единицы проката. Режимы обработки, которым затем подвергается проба, должны быть аналогичны режимам обработки самого проката. В частности, термическая обработка должна проводиться в тех же режимах, в каких обрабатывается прокат и, по возможности, одновременно.

Отбор проб должен производиться таким образом, чтобы не изменять характеристики той части пробы, из которой изготовляют образцы.

При необходимости правки пробы для получения из нее качественных образцов, правка должна быть в холодном состоянии, если не оговорено иное. Правка не считается механической обработкой (5.3.3.2), если она не вызывает деформированного упрочнения, способного изменить механические свойства проката.

Примечание - После правки в холодном состоянии заготовок для образцов может потребоваться термическая обработка. В этом случае режимы термической обработки должны определяться по согласованию изготовителя с потребителем. В исключительных случаях, когда правка вызывает существенное изменение формы пробы, метод подготовки проб должен устанавливаться по согласованию изготовителя с потребителем.


Проба не должна подвергаться никакой другой механической или термической обработке.

5.3.3 Испытание в контрольном состоянии

5.3.3.1 Проба

Проба должна отбираться от изделия на стадии изготовления, определяемой нормативным документом на прокат.

Отбор проб может выполняться любым способом, при условии, что он не влечет за собой изменения в металле.

Если способ отбора влечет за собой изменения в металле, то в пробе должно быть достаточное количество металла, чтобы исключить это влияние при изготовлении образцов. Перед любой термической обработкой, при необходимости, должна проводиться правка в горячем или холодном состоянии.

5.3.3.2 Заготовка (проба), при необходимости, подвергается:

а) обработке давлением, при этом нормативные документы на прокат должны определять условия любой обработки давлением (например, ковки, прокатки), которой должна подвергаться проба, и указывать, в частности, исходные и конечные размеры пробы;

б) предварительной обточке перед термической обработкой.

Если проба должна быть уменьшена для термической обработки, то стандарт на прокат должен определять размеры, до которых должна быть уменьшена проба. При необходимости стандарт на прокат должен оговаривать также способ уменьшения пробы;

в) термической обработке в среде с гарантированной стабильностью температуры, измеряемой прибором, прошедшим метрологическое освидетельствование.

Вид термической обработки должен соответствовать требованиям нормативного документа на металлопрокат.

Заготовка не должна подвергаться заданной термической обработке более одного раза, за исключением отпуска, который может быть повторен в заданном диапазоне температур. Для любого повторного испытания должна отбираться новая заготовка.

Для стали с пределом прочности 1270 Н/мм (130 кгс/мм) и более термической обработке подвергают образцы, изготовленные с припуском под шлифовку.

5.4 Отбор и подготовка образцов для испытания механических свойств

5.4.1 Вырезка и механическая обработка

Вырезка образцов должна выполняться холодным способом и с принятием мер предосторожности, позволяющих избежать поверхностного упрочнения и перегрева проката, которые могут изменить его механические свойства.

Следы, оставленные инструментом после механической обработки, которые могут повлиять на результаты испытания, должны устраняться шлифовкой (при обильной подаче охлаждающей жидкости) или полировкой при условии, что выбранный метод отделки поверхности сохраняет размеры и форму образца в пределах допусков, регламентированных стандартом на соответствующее испытание.

5.4.2 Форма, размеры и допускаемые отклонения по размерам образцов должны соответствовать ГОСТ 1497 , ГОСТ 7268 , ГОСТ 9454 , ГОСТ 9651 и ГОСТ 11701 .

5.4.3 Для испытания на растяжение сортового проката круглого, квадратного и шестигранного профиля применяют цилиндрические образцы.

5.4.4 Для испытания на растяжение полосового и листового проката толщиной до 25 мм включительно применяют плоские образцы, свыше 25 мм - цилиндрические образцы. Испытание проката толщиной 7-25 мм можно проводить как на плоских, так и на цилиндрических образцах. В документе о качестве указывают вид образца.

5.4.5 Для испытания фасонного проката толщиной до 25 мм включительно применяют плоские образцы с сохранением на них поверхностных слоев проката, а при непараллельных сторонах полки - с сохранением поверхностных слоев проката на одной стороне; при толщине проката более 25 мм допускается обработка плоского образца до толщины 25 мм с сохранением на одной стороне образца поверхности проката или изготовление цилиндрических образцов.

Примечание - При толщине полки фасонного профиля от 7 до 25 мм испытание может проводиться как на плоских, так и на цилиндрических образцах.

5.4.6 Прокат круглого, квадратного и шестигранного профиля, для которых отбор заготовок и образцов производится по варианту 1, диаметром или стороной квадрата до 25 мм, полосовой прокат толщиной до 25 мм и шириной до 50 мм, фасонные профили с толщиной полки до 4 мм могут испытываться на растяжение на образцах, не подвергаемых механической обработке.

5.4.7 Для испытания на ударный изгиб проката диаметром до 16 мм включительно, квадратного со стороной квадрата до 10 мм включительно и полосового и листового проката толщиной до 10 мм включительно применяют образцы размером 5х10х55 мм, для проката диаметром более 16 мм и толщиной более 10 мм - образцы размером 10x10x55 мм.

5.4.8 Образцы для испытания на ударный изгиб от фасонного проката вырезают таким образом, чтобы одна из боковых граней совпадала с поверхностью проката. Ось надреза должна быть перпендикулярна к поверхности проката.

5.4.9 В случае проведения термической обработки образцов требования должны быть такими же, как для заготовок (5.3.3.2, подпункт в).

6 ОТБОР ПРОБ И ПОДГОТОВКА ОБРАЗЦОВ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НА ОСАДКУ

6.1 Пробы для испытаний на осадку отбирают от любого конца прутка или полосы. Для проката, поставляемого в мотках, пробу отбирают на расстоянии не менее 1,5 м от конца при массе мотка до 250 кг и на расстоянии не менее 3,0 м - при массе мотка более 250 кг.

6.2 Условия испытания, состояние поверхности образцов и порядок оценки результатов должны соответствовать требованиям ГОСТ 8817 .

7 ОТБОР ПРОБ И ПОДГОТОВКА ОБРАЗЦОВ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НА ИЗГИБ В ХОЛОДНОМ СОСТОЯНИИ

7.1 Место вырезки проб по отношению к направлению прокатки и длине проката - в соответствии с приложением Б.

7.2 При отборе проб и заготовок должны быть обеспечены условия, предохраняющие образцы от влияния нагрева и наклепа, изложенные в 4.4 настоящего стандарта.

7.3 Минимальное расстояние от конца изделия для отбора проб или образцов для испытания в случае возникновения разногласий - в соответствии с приложением Г.

7.4 Схема отбора проб для испытаний на холодный изгиб - в соответствии с приложением Д.

7.5 Методы отбора образцов, виды образцов и другие требования к испытанию на изгиб в холодном состоянии должны отвечать требованиям ГОСТ 14019 .

ПРИЛОЖЕНИЕ А (справочное). ЭКВИВАЛЕНТНЫЕ ТЕРМИНЫ, ОПРЕДЕЛЯЕМЫЕ В РАЗДЕЛЕ 3, НА РУССКОМ, АНГЛИЙСКОМ, ФРАНЦУЗСКОМ И НЕМЕЦКОМ ЯЗЫКАХ

ПРИЛОЖЕНИЕ А
(справочное)

Таблица А.1 - Эквивалентные термины

Обозначение					Пункт стандарта
	русский	английский	французский	немецкий
	Единица проката		Produit echantillon
	Заготовка	Rough specimen
	Образец для испытаний

Рисунок А.1

ПРИЛОЖЕНИЕ Б (рекомендуемое). МЕСТО ВЫРЕЗКИ ПРОБ, ЗАГОТОВОК И ОБРАЗЦОВ ПО ОТНОШЕНИЮ К НАПРАВЛЕНИЮ ПРОКАТКИ И ДЛИНЕ ПРОКАТА

Таблица Б.1 - Место вырезки проб, заготовок и образцов

Вид проката	Положение продольной оси образца по отношению к направлению прокатки	Место вырезки проб, заготовок и образцов по длине
Сортовой круглого, квадратного, шестигранного и прямоугольного сечений		От любого конца прутка или мотка. Для проката в мотках пробы отбираются на расстоянии не менее 1,5 м от конца при массе мотка до 250 кг и на расстоянии не менее 3,0 м при массе мотка более 250 кг
Фасонный (швеллеры, тавры, угловой, зетовый, двутавровые, широкополочные балки, специальный взаимозаменяемый профиль для крепи горных выработок - СВП)		От любого конца
Листовой, рулонный, широкополосный шириной до 600 мм, в т.ч. после продольного роспуска
Листовой, рулонный, широкополосный шириной 600 мм и более		От любого конца листового и широкополосного проката. Для рулонного проката на расстоянии не менее 1 м от конца рулона
Примечание - Для широкополосного проката шириной 600-1000 мм по согласованию изготовителя с потребителем допускается использовать продольные образцы.

ПРИЛОЖЕНИЕ В (рекомендуемое). СХЕМА ОТБОРА ЗАГОТОВОК ИЗ ПРОБ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПРОКАТА

В.1 Схема отбора заготовок из проб для определения механических свойств проката в состоянии поставки (вариант 1)

В.1.1 Отбор заготовок из проб от сортового проката

______________

Рисунок B.1 - Схемы отбора заготовок из проб от проката круглого и многоугольного сечений

______________
* Разрешается производить отбор до 01.01.2001.

Рисунок В.2 - Схемы отбора заготовок из проб от проката квадратного и прямоугольного сечений

Полоса со скошенными кромками

Рисунок В.3 - Схемы отбора заготовок из проб от полосы со скошенными кромками

(Поправка).

В.1.2 Отбор заготовок из проб от фасонного проката*
_____________
* У неравнополочных уголков заготовка вырезается из большей полки.

Рисунок В.4 - Схемы отбора заготовок из проб от фасонного проката

В.1.3 Отбор проб от листового и широкополосного проката

Ширина проката; и - место отбора проб

Рисунок В.5 - Схемы отбора проб от листового и широкополосного проката

Таблица B.1 - Положение образца относительно поверхности проката

Вид испытания	Толщина проката, мм	Положение продольной оси образца по отношению к направлению прокатки при ширине проката, мм		Положение образца относительно поверхности, мм
		150<<600
На растяжение при нормальной температуре
Контроль предела текучести при повышенных температурах проката для изделий, работающих под давлением	От 3 до 10		Поперек, рядом с образцом для испытания на растяжение при нормальной температуре
На ударный изгиб	От 5 до 10
			Поперек или вдоль в соответствии со стандартом или ТУ на прокат
Толщина проката
Примечание - По согласованию изготовителя с потребителем допускается использовать: - поперечные образцы при испытании на растяжение широкополосного проката шириной 400-600 мм; - продольные образцы при испытании на растяжение и ударный изгиб проката шириной 600-1000 мм.

B.2 Схема отбора заготовок из проб для определения механических свойств проката из улучшаемой стали в состоянии поставки (нормализованном или улучшенном) или в контрольном состоянии (вариант 2)

B.2.1 Отбор заготовок из проб от сортового проката

Прокат круглого и многоугольного сечений

Рисунок В.6 - Схемы отбора заготовок из проб от проката круглого и многоугольного сечений

Прокат квадратного и прямоугольного сечений

Рисунок В.7 - Схемы отбора заготовок из проб от проката квадратного и прямоугольного сечений

В.2.2 Отбор заготовок из проб от полосы со скошенными кромками листового и широкополосного проката - аналогично варианту 1

ПРИЛОЖЕНИЕ Г (рекомендуемое). МИНИМАЛЬНОЕ РАССТОЯНИЕ ОТ КОНЦА ИЗДЕЛИЯ ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ, ЗАГОТОВОК И ОБРАЗЦОВ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ В СЛУЧАЕ ВОЗНИКНОВЕНИЯ РАЗНОГЛАСИЙ

Таблица Г.1 - Минимальное расстояние от конца изделия для отбора проб, заготовок и образцов

Вид проката				Минимальное расстояние от конца изделия
Прокат в мотках с катаными концами диаметром*, мм:
Прокат в прутках
Прокат в рулонах с катаными концами				1 виток, но не более 2 витков от наружного конца рулона
Прокат в рулонах с закаленными и отпущенными концами				0,5 х диаметр рулона, но не менее 160 мм
Листовой прокат с концами огневой или холодной резки
* Для проката квадратного и шестигранного сечений берется диаметр круга, площадь поперечного сечения которого эквивалентна площади поперечного сечения квадрата или шестигранника.

ПРИЛОЖЕНИЕ Д (рекомендуемое). СХЕМА ОТБОРА ПРОБ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ НА ИЗГИБ В ХОЛОДНОМ СОСТОЯНИИ

Д.1 Отбор проб от сортового проката

Прокат круглого и многоугольного сечений

Рисунок Д.1 - Схемы отбора проб от проката круглого и многоугольного сечений

Прокат квадратного сечения

Рисунок Д.2 - Схема отбора проб от проката квадратного сечения

Прокат прямоугольного сечения

Рисунок Д.3 - Схемы отбора проб от проката прямоугольного сечения

Д.2 Отбор проб от фасонного проката*
_____________
* У неравнополочных уголков отбор проб производят из большей полки.

Рисунок Д.4 - Схемы отбора проб от фасонного проката

Д.3 Отбор проб от листового и широкополосного проката - в любом месте по ширине для проката толщиной:

Рисунок Д.5 - Схемы отбора проб от листового и широкополосного проката

Электронный текст документа
подготовлен АО "Кодекс" и сверен по:
официальное издание
Сталь углеродистая обыкновенного
качества и низколегированная: Сб. ГОСТов. -
М.: Стандартинформ, 2009