Метали. Метод випробування на розтяг металів і сплавів за низьких та кріогенних температур

НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ

МЕТАЛИ

Метод випробування на розтяг
металів і сплавів за низьких
та кріогенних температур

ДСТУ 7305:2013

Видання офіційне

Київ

МІНЕКОНОМРОЗВИТКУ УКРАЇНИ

2014

ПЕРЕДМОВА

1 РОЗРОБЛЕНО: Інститут проблем міцності ім. Г. С. Писаренка Національної академії наукУкраїни (ІПМІц ім. Г. С. Писаренка НАН України)
РОЗРОБНИКИ: Є. Воробйов, д-ртехн. наук; Л. Новогрудський, д-ртехн. наук; В. Стрижало, д-ртехн. наук (науковий керівник)
2 ПРИЙНЯТО ТА НАДАНО ЧИННОСТІ: наказ Мінекономрозвитку України від 14 жовтня 2013 р. № 1231
З УВЕДЕНО ВПЕРШЕ (зі скасуванням в Україні ГОСТ 11150-84 та ГОСТ 22706-77)
Право власності на цей документ належить державі.
Відтворювати, тиражувати та розповсюджувати його повністю чи частково
на будь-яких носіях інформації без офіційного дозволу заборонено.
Стосовно врегулювання прав власності треба звертатися до Мінекономрозвитку України
Мінекономрозвитку України, 2014

ЗМІСТ

с.
Вступ IV
1 Сфера застосування 1
2 Нормативні посилання 1
3 Терміни та визначення понять 2
4 Познаки та скорочення 4
5 Відбирання проб і виготовлення зразків 4
6 Апаратура і матеріали 5
7 Підготування до випробовування 6
8 Випробовування 7
9 Опрацьовування результатів 7
10 Вимоги щодо безпеки 8

Додаток А Розміри пропорційних циліндричних зразків 9

Додаток Б Розміри плоских зразків 10

Додаток В Визначання характерних точок діаграм розтягування за умов переривчастої плинності 11

Додаток Г Рекомендована форма протоколу випробування 12

Додаток Д Бібліографія 13

ВСТУП

Стандарт установлює єдиний підхід до методик випробування на статичний розтяг металевих матеріалів у діапазоні температур від 283 К до 4,2 К, регламентує вимоги до експериментального ус- татковання, вимірювальної апаратури, зразків, методів та засобів їх охолодження і навантажування, по­рядку випробовування, оброблення інформації, визначання характеристик статичної міцності, метроло­гічного забезпечення та ін.
Відомо, що після охолодження характеристики міцності металів збільшуються у 2—3 рази, харак­теристики пластичності змінюються неоднозначно, залежно від будови кристалічної решітки, а за тем­ператур 20 К і нижче проявляється ефект низькотемпературної переривчастої плинності, пов’язаний з локалізацією деформації та значним адіабатичним нагрівом і збільшенням швидкості деформації у зоні течії. Це явище проявляється у вигляді зубчастості на діаграмі розтягування зразка.
Виконані в останні роки дослідження опору металевих матеріалів деформуванню за знижених і кріо­генних температур, особливо нижче ніж 20 К, виявили багатофакторну залежність кінетики розвитку цього процесу. Виявлені особливості частково враховано у положеннях міжнародних стандартів ISO 15579:2000 Metallic materials — Tensile testing at low temperature (Матеріали металеві. Випробовування на розтяг за низьких температур), ISO 19819:2004 Metallic materials — Tensile testing in liquid helium (Матеріали мета­леві. Випробовування на розтяг у рідкому гелії), ASTM Е-1450-03 Standard Test Method for Tension Testing of Structural Alloys in liquid helium (Стандартний метод випробування конструкційних сплавів на розтяг у рідкому гелії), і їх відображено в цьому стандарті.

ДСТУ 7305:2013

НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ

МЕТАЛИ

МЕТОД ВИПРОБУВАННЯ НА РОЗТЯГ МЕТАЛІВ І СПЛАВІВ

ЗА НИЗЬКИХ ТА КРІОГЕННИХ ТЕМПЕРАТУР

МЕТАЛЛЫ

МЕТОД ИСПЫТАНИЙ НА РАСТЯЖЕНИЕ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

ПРИ НИЗКИХ И КРИОГЕННЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ

METALS

Method for tensile test of metals and alloys
at the low and cryogenic temperatures
Чинний від 2014-01-01

1 СФЕРА ЗАСТОСУВАННЯ

Цей стандарт установлює методи статичних випробувань на розтяг металевих матеріалів за тем­ператур від 283 К до 4,2 К (точка кипіння рідкого гелію, надалі 4 К), тобто від 10 °С до мінус 269 °С, для визначення таких механічних характеристик:
• границі пропорційності;
• границі плинності фізичної;
• границі плинності умовної;
• границі переривчастої плинності;
• верхньої границі переривчастої плинності;
• нижньої границі переривчастої плинності;
• границі міцності;
• відносного рівномірного видовження;
• відносного видовження після розриву;
• відносного звуження після розриву.
Стандарт не поширюється на безпосереднє випробовування профілів, прутків, дроту та труб, а також листового металу та стрічок завтовшки менше ніж 0,5 мм.
Цей стандарт передбачено застосовувати у наукових і дослідницьких лабораторіях.

2 НОРМАТИВНІ ПОСИЛАННЯ

У цьому стандарті є посилання на такі нормативні документи:
ДСТУ 2824-94 Розрахунки та випробування на міцність. Види і методи механічних випробувань. Терміни та визначення
ДСТУ 2825-94 Розрахунки та випробування на міцність. Терміни та визначення основних понять
ДСТУ 2838-94 (ГОСТ 30232-94) Термоперетворювачі з уніфікованим вихідним сигналом. Загальні технічні вимоги
ДСТУ 2857-94 (ГОСТ 6616-94) Перетворювачі термоелектричні. Загальні технічні умови (ІЕС 60584-2:1982, NEQ; ГОСТ 6616-94, IDT)
Видання офіційне
ДСТУ 2858-94 (ГОСТ 6651-94) Термоперетворювачі опору. Загальні технічні вимоги і методи ви­пробувань (ІЕС 60751:1983, NEQ; ГОСТ 6651-94, IDT)
ДСТУ 3619-97 (ГОСТ 30542-97) Термоперетворювачі опору. Основні вимоги щодо вибору і вико­ристання
ДСТУ 3622-97 (ГОСТ 30543-97) Перетворювачі термоелектричні. Основні вимоги щодо вибору та використання
ДСТУ ГОСТ 9293:2009 (ИСО 2435-73) Азот газообразный и жидкий. Технические условия (Азот газоподібний та рідкий. Технічні умови)
ДСТУ EN 10002-1:2006 Матеріали металеві. Випробування на розтяг. Частина 1. Метод випробу­вання за кімнатної температури (EN 10002-1:2001, IDT)
ГОСТ 1497-84 (ИСО 6892-84) Металлы. Метод испытаний на растяжение (Метали. Методи ви­пробування на розтяг)
ГОСТ 28498-90 Термометры жидкостные стеклянные. Общие технические требования. Методы испытаний (Термометри рідинні скляні. Загальні технічні вимоги. Методи випробування)
ГОСТ 28840-90 Машины для испытания материалов на растяжение, сжатие и изгиб. Общие тех­нические требования (Машини для випробування матеріалів на розтяг, стиск і згин. Загальні технічні вимоги)
НПАОП 0.00-4.12-05 Типове положення про порядок проведення навчання і перевірки знань з пи­тань охорони праці.

З ТЕРМІНИ ТА ВИЗНАЧЕННЯ ПОНЯТЬ

У цьому стандарті вжито терміни, установлені у ДСТУ 2824: механічні випробування, меха­нічні характеристики, зразок для випробувань, умови випробувань, дані випробувань, резуль­тат випробувань, випробна машина, випробування на розтяг, випробування за знижених тем­ператур, випробування за кріогенних температур, податливість випробної машини; у ДСТУ 2825: границя плинності фізична, границя плинності умовна, границя міцності, відносне видовження після розриву, відносне звуження після розриву, швидкість деформації, швидкість деформу­вання, швидкість навантажування.
Відповідники застандартизованих у цьому розділі термінів англійською мовою наведено згідно з [1]—[4].
Нижче подано терміни та визначення позначених ними понять, що відповідають наведеним у ГОСТ 1497.
3.1 робоЧ’а довжина зразка (parallel length [1], [2])
Довжина частини зразка з постійною площею поперечного перерізу між його головками або ділян­ками для закріплення
3.2 початкова розрахункова довжина зразка (original gauge length [2])
Ділянка робочої довжини зразка до випробування, на якій визначають видовження
3.3 кінцева розрахункова довжина зразка (final gauge length [2])
Довжина розрахункової ділянки зразка після розриву
3.4 початковий діаметр зразка (original diameter [4])
Діаметр робочої частини циліндричного зразка до випробування
3.5 діаметр зразка після розриву (diameter after fracture [4])
Мінімальний діаметр робочої частини циліндричного зразка після розриву
3.6 початкова товщина зразка (original thickness [4])
Товщина робочої частини плоского зразка до випробування
3.7 товщина зразка після розриву (thickness after fracture [4])
Мінімальна товщина робочої частини плоского зразка після розриву
3.8 початкова ширина зразка (original width [4])
Ширина робочої частини плоского зразка до випробування
3.9 ширина зразка після розриву (width after fracture [4])
Мінімальна ширина робочої частини плоского зразка після розриву
3.10 початкова площа поперечного перерізу зразка (original cross-sectional area [1], [2])
Площа поперечного перерізу робочої частини зразка до випробування
3.11 площа поперечного перерізу зразка після розриву (cross-sectional area after fracture [1], И, [4])
Мінімальна площа поперечного перерізу робочої частини зразка після розриву
3.12 абсолютне видовження зразка (absolute elongation [2], [4])
Приріст початкової розрахункової довжини зразка в будь-який момент випробування
3.13 осьове розтягувальне навантаження (axial tensile force [2], [4])
Сила, що діє на зразок у будь-який момент випробування
3.14 напруження (stress [2])
Відношення осьового розтягувального навантаження до початкової площі поперечного перерізу зразка
3.15 границя пропорційності (proportionality limit [4])
Напруження, за якого відхил від лінійної залежності між навантаженням і видовженням стає та­ким, що тангенс кута нахилу, створеного дотичною до кривої «навантаження—видовження» і віссю навантаження, збільшується на 50 % від свого значення на пружній (лінійній) ділянці.
Нижче подано терміни, додатково вжиті в цьому стандарті, та визначення позначених ними понять.
3.16 максимальне осьове розтягувальне навантаження (maximum axial tensile force [1], [2], [4]) Максимальне розтягувальне навантаження, що передує поділу зразка на частини
3.17 абсолютне рівномірне видовження зразка (absolute uniform elongation) [4])
Приріст початкової розрахункової довжини зразка, що відповідає максимальному осьовому роз- тягувальному навантаженню або початку першого спаду навантаження в разі появи переривчастої плинності
3.18 початкова розрахункова довжина за тензометром (extensometergauge length [1], [2])
Довжина ділянки робочої довжини зразка, на якій вимірюють видовження за допомогою тензо­метра і яка відповідає його базі
3.19 номінальна швидкість деформування (nominal crosshead speed [1], [3])
Швидкість переміщування траверси машини під час розтягування зразка.
При