ГОСТ 25.505-85
Завантажити документ
Формат .docx · доступно зареєстрованим користувачам
Москва
Академией наук СССР
Министерством высшего и среднего специального образования
РСФСР Министерством высшего и среднего специального образования
Государственным комитетом СССР по стандартам
Министерством энергетического машиностроения
А. П. Гусенков, д-р техн. наук; Р. А. Дульнев, канд. техн. наук; А. Ф. Малыгин, канд. техн. наук; П. И. Котов, д-р техн. наук; Н. Д. Соболев, д-р техн. наук; Е. И. Тавер. канд. техн. наук; Г. А. Туляков, д-р техн. наук (руководители темы); О. Н. Андреева; С. В. Европин; В. И. Егоров, канд. техн. наук; А. Г. Казанцев, канд. техн. наук; О. Н. Калугина; В. А. Петров, канд. техн. наук; В. А. Плеханов, канд. техн. наук; Н. Н. Пущенко, канд. техн. наук; В. Д. Токарев, канд. техн. наук
ВНЕСЕН Академией наук СССР
Вице-президент АН СССР академик Е. П. Велихов
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 22 марта 1985 г. № 686
Расчеты и испытания на прочность
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 fatigue at heat mechanical loading ГОСТ
25.505-85
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 22 марта 1985 г. № 686 срок действия установлен
с 01.01.86
до 01.01.91
Настоящий стандарт устанавливает методы испытаний на усталость металлов и сплавов при простых видах деформирования (растяжение-сжатие) в малоцикловой упругопластической области до 105 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 обязательном HYPERLINK "" \l "Приложение_1" \o "приложение 1" приложении 1 .
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 ( HYPERLINK "" \l "Черт_1_а" черт. 1а , HYPERLINK "" \l "табл_1" табл. 1 ),
сплошные цилиндрические ( HYPERLINK "" \l "Черт_1_б" черт. 1б , HYPERLINK "" \l "табл_2" табл. 2 ),
трубчатые корсетные ( HYPERLINK "" \l "Черт_1_в" черт. 1в , HYPERLINK "" \l "табл_3" табл. 3 ),
сплошные корсетные ( HYPERLINK "" \l "Черт_1_г" черт. 1г , HYPERLINK "" \l "табл_4" табл. 4 ).
Рабочая часть образцов
Черт. 1
1.2. Основной тип образца для испытания при переменном кручении - трубчатый цилиндрический образец ( HYPERLINK "" \l "Черт_1_а" черт. 1а , HYPERLINK "" \l "табл_1" табл.1 при d ( 18 мм).
Таблица 1
мм
d d1 l R
12 10 40 20
14 12 45 25
16 14 50 25
18 16 55 30
20 18 60 30
22 20 60 30
Таблица 2
мм
d l R
5(6,5) 25(30) 5(5)
7,5 37,5 7,5
10 50 10
12 60 12
Таблица 3
мм
d d1 R
12 10 60
14 12 70
16 14 80
Таблица 4
мм
d R
5 25
7,5 37,5
10 50
12 60
1.3. Допускается, при необходимости, применять геометрически подобные образцы других размеров. При этом диаметр рабочей части образца d 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 (l = 2 - 5, HYPERLINK "" \l "Черт_1_б" 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).
2.1. Машины и аппаратура для испытаний при малоцикловом термомеханическом нагружении, обеспечивающие проведение статических испытаний на разрыв, должны соответствовать требованиям ГОСТ 9651-73 и ГОСТ 7855-84 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 ( HYPERLINK "" \l "Черт_2" черт. 2 , а-г);
заданный закон изменения нагрузок, деформаций и температуры в цикле, в том числе линейный ( HYPERLINK "" \l "Черт_2" черт. 2 , а-г, HYPERLINK "" \l "Черт_3_а" черт. 3, а - HYPERLINK "" \l "Черт_3_г" г ), с выдержками и без выдержек ( HYPERLINK "" \l "Черт_2" черт. 2 , д-з) и при различной асимметрии цикла ( HYPERLINK "" \l "Черт_2" 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 ( HYPERLINK "" \l "Черт_3_а" черт. 3, а - HYPERLINK "" \l "Черт_3_г" г );
статическое нагружение с заданными скоростями деформирования и нагружения при заданном температурном режиме.
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 HYPERLINK "" \l "Пункт_3_9" п. 3.9 .
2.5. Выбор базы и способа измерения деформаций определяется требованиями HYPERLINK "" \l "Пункт_2_9" пп. 2.9 и HYPERLINK "" \l "Пункт_2_10" 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 HYPERLINK "" \l "Пункт_2_9" пп. 2.9 и HYPERLINK "" \l "Пункт_2_10" 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.
Режимы нагружения
Черт. 2
Примеры изменения напряжений (деформаций) и температуры при термомеханическом нагружении
Черт. 3
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 % от 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;
диаметр термоэлектродов (термопреобразователей) следует подбирать так, чтобы достигнуть стабильных характеристик термопары при высоких температурах и избежать чрезмерной инерционности. Рекомендуется диаметр термоэлектродов не более 0,2 мм;
охлаждение образца может быть естественным или принудительным за счет теплопроводности от образца к системе теплосъема, а также продувки воздухом или газом.
2.9. Неравномерность распределения температуры на базе измерения деформаций, а также отличие максимальной температуры в этой зоне и в зоне образования разрушения образца не должны превышать 1 % от максимальной температуры.
2.10. Продольный перепад температур в зонах измерения деформаций и образования разрушения на длине не менее диаметра образца не должен превышать 3°/мм; поперечный перепад в указанных зонах не должен превышать 1°/мм.
2.11. Допускается нанесение на образце кернов, рисок, приварка термопар, если при испытаниях это не приводит к преимущественному разрушению образца в этих зонах.
3.1. Основным видом испытаний на малоцикловую усталость при термомеханическом нагружении является растяжение-сжатие, основным типом нагружения - жесткое нагружение.
3.2. Форму цикла нагружения и нагрева вы