Металлы. Метод испытания на растяжение при температурах от минус 100 до минус 269 град. С

ГОСТ 22706-77

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

МЕТАЛЛЫ

МЕТОД ИСПЫТАНИЯ НА РАСТЯЖЕНИЕ ПРИ ТЕМПЕРАТУРАХ

ОТ МИНУС 100 ДО МИНУС 269 °С

Издание официальное

ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ

Москва

Дата введения 01.01.79
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 пропорциональности;
• предела упругости;
• предела текучести физического;
• предела текучести условного;
• временного сопротивления;
• относительного равномерного удлинения;
• относительного удлинения после разрыва;
• относительного сужения поперечного сечения 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 приложении 1.
(Измененная редакция, Изм. № 1).

1. ОТБОР ПРОБ И ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОБРАЗЦОВ

1.1. Пробу для образцов вырезают любым способом, предусматривая припуски на зону металла с измененными свойствами при нагреве или наклепке.
Места и направления вырезки проб (заготовок) для образцов, их количество и величины припусков при вырезке должны быть указаны в нормативно-технической документации на правила отбора проб или на металлопродукцию.
1.2. Для испытаний на растяжение применяют цилиндрические образцы с начальным диамет­ром рабочей части от 3 мм и более и плоские образцы с начальной толщиной 0,5 мм и более и с начальной расчетной длиной /0= 5,65V/^ или = 11,3 Размеры образцов приведены в прило­жениях 2 и 3.
Образцы с начальной расчетной длиной / = 5,65^7^ называют короткими, образцы с /0 = = П, — длинными. Применение коротких образцов предпочтительнее.
1.3. 1.2. (Измененная редакция, Изм. № 1).
Перепечатка воспрещена
© Издательство стандартов, 1977
© ИПК Издательство стандартов, 2000
1.4. Форма и размеры головок плоских и цилиндрических образцов, а также размеры переход­
ных 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 приложения 2 и черт. 1—3 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.
1.5. Образцы должны быть обработаны на металлорежущих станках. Глубина резания при последнем проходе рабочей части не должна превышать 0,1 мм. Шероховатость рабочей части цилиндрических образцов должна быть Ra = 0,63—0,32 мкм, а плоских образцов — Ra — = 2,5—1,25 мкм по ГОСТ 2789.
Допускается испытывать цилиндрические образцы с шероховатостью рабочей части Ra = — 2,5—1,25 мкм и плоские образцы с шероховатостью боковых поверхностей рабочей части не более Ra = 5 мкм при условии обеспечения норм механических свойств.
(Измененная редакция, Изм. № 1).

2. АППАРАТУРА И МАТЕРИАЛЫ

2.1. В качестве испытательных машин применяют разрывные и универсальные машины всех систем при условии соответствия их требованиям ГОСТ 28840. 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.
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, содержащий кислород в количествах, превышающих 10 %.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
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) используют 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) используют 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. Допустимая погрешность определения уровня жидкого охладителя в криостате — не более ±5 мм.
(Измененная редакция, Изм. Ns 1).

2.6. Распылители паров и жидкого охладителя должны обеспечивать равномерное охлаждение всей рабочей длины образца до заданной температуры.
2.7. Приборы измерения линейных размеров должны соответствовать требованиям: штанген­циркули — ГОСТ 166, микрометры — ГОСТ 6507, тензометры, линейки металлические — ГОСТ 427.
(Введен дополнительно, Изм. № 1).

3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

3.1. Начальную расчетную длину, определенную по формулам 5,65V^ и 11,3V7^, округляют в большую сторону до ближайшего числа, кратного соответственно 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.
Начальную и конечную расчетную длину измеряют до 1-го знака (мм) после запятой, кратно­го 1.
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 в миллиметрах:
- до 2-го знака после запятой, кратного 1, — при измерении диаметра цилиндрического образца

3.3. 3.3. (Измененная редакция, Изм. № 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.
•

5.1. Измерения образцов после испытания производят в миллиметрах до первого знака после запятой, кратного 1.
5.2. Величину нагрузки при испытании отсчитывают с точностью до одного наименьшего деления шкалы силоизмерителя. При испытании записывают диаграмму растяжения. Масштаб диаграммы должен обеспечивать соответствие 1 мм ординаты не более 10 (1) Н/мм2 (кгс/мм2) 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. приложение 4).
5.3. Пределы пропорциональности, упругости, текучести (физический и условный), временное сопротивление, относительное удлинение (равномерное и полное), относительное сужение при испытании цилиндрических и плоских образцов без концентраторов напряжений (надрезов)в рабочей части определяются по ГОСТ 1497.
При наличии зубчатости на участке упруго-пластического деформирования условный и физи­ческий пределы текучести, а