СССР
Государственный стандарт от 01 января 1986 года № ГОСТ 23.218-84

ГОСТ 23.218-84 Обеспечение износостойкости изделий. Метод определения энергоемкости при пластической деформации материалов

Принят
Государственным комитетом СССР по стандартам
27 апреля 1984 года
    ГОСТ 23.218-84
    Группа Т51
    МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
    Обеспечение износостойкости изделий
    Метод определения энергоемкости при пластической деформации материалов
    Ensuring of wear resistance of products.
    Determination of energy-consumption while plastic deformation of materials
    МКС 03.120.10
    19.060

    ОКСТУ 0023
    Дата введения 1986-01-01
    Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 27 апреля 1984 г. N 1499 дата введения установлена 01.01.86
    ПЕРЕИЗДАНИЕ
    Настоящий стандарт устанавливает метод определения энергоемкости металлических материалов и сплавов при испытании образцов на растяжение.
    Стандарт не распространяется на металлические покрытия и композиции на металлической основе, имеющие анизотропию свойств материала по сечению образца от поверхности к центру, например, стали, подвергнутые поверхностному упрочнению (цементации, азотированию, борированию и т.д.).
    Сущность метода состоит в растяжении цилиндрического образца из исследуемого материала и определении количества энергии, поглощенной единицей объема материала образца при пластической деформации до разрушения.
    Обозначения показателей, принятые в стандарте, приведены в приложении 1.
    Энергоемкость материалов используют для оценки износостойкости деталей при абразивном изнашивании без проведения испытаний (см. приложение 2).
    1.АППАРАТУРА И ОБРАЗЦЫ
    1.1.Испытания образцов на растяжение проводят на машинах любых типов при условии их соответствия требованиям ГОСТ 1497-84.
    Форма, размеры образцов и требования к их изготовлению - по ГОСТ 1497-84.
    Примечание. Для одной серии испытаний технология изготовления образцов должна быть одинаковой.
    1.2.Нанесение на образцах меток, определяющих размеры базы и отпечатков для измерения деформации образцов, а также размеров отпечатков, проводят на приборах для определения твердости методом Виккерса по ГОСТ 2999-75, оснащенных координатным столиком (приложение 3). Метки не должны вызывать при последующих испытаниях разрыв образцов в местах их нанесения.
    2.ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ
    2.1.Образцы маркируют номером партии или условным индексом вне рабочей части (черт.1).

    Черт.1
    2.2.Шероховатость рабочей поверхности испытуемого образца не должна быть более 0,32 мкм по ГОСТ 2789-73.
    2.3.Измеряют диаметр рабочей части образца с погрешностью не более 0,1 мм по ГОСТ 1497-84. По результатам измерений определяют начальную площадь поперечного сечения образца в рабочей части , м, и заносят в протокол испытаний (приложение 4).
    2.4.Установленную по ГОСТ 1497-84 начальную расчетную длину ограничивают метками с погрешностью не более 1 мм (см. черт.1).
    2.5.По всей начальной расчетной длине образца наносят через (1±0,1) мм прямоугольные отпечатки алмазной пирамидой по ГОСТ 2999-75 под нагрузкой 50 Н для материалов твердостью не более 200 HV, под нагрузкой 100 Н для материалов твердостью выше 200 HV. Одну из диагоналей отпечатка при этом ориентируют вдоль линии действия растягивающей нагрузки.
    2.6.Измеряют диагонали отпечатков, ориентированные вдоль линии действия растягивающей нагрузки, с погрешностью по ГОСТ 2999-75, определяют среднеарифметическое значение и заносят в протокол испытаний.
    3.ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ
    3.1.Условия нагружения образца - по ГОСТ 1497-84.
    Примечание. При наличии в технической документации указаний на условия нагружения в протоколах испытаний должна быть указана скорость перемещения подвижного захвата испытательной машины.
    3.2.При испытаниях непрерывно регистрируют усилие на образце и его деформацию до разрушения. Типичный вид диаграммы растяжения "усилие-деформация" для стали приведен на черт.2.

    - прямолинейный участок диаграммы растяжения; - линия условной разгрузки образца в начале
    образования шейки; - линия условной разгрузки образца в момент разрушения; - площадь участка
    диаграммы, соответствующего деформации образца от начала нагружения до начала образования шейки
    (1 этап нагружения), мм; - площадь участка диаграммы, соответствующего деформации образца
    от начала образования шейки до разрушения (2 этап нагружения), мм; - максимальное
    усилие на образце, Н; - отрезок, соответствующий максимальному усилию на образце, мм;
    - приращение начальной расчетной длины образца - суммарная деформация образца,
    соответствующая точке диаграммы, м; - отрезок, соответствующий суммарной
    деформации образца, мм
    Черт.2
    Примечание. Образцы, которые в процессе испытаний разрушаются за пределами рабочей части (см. черт.1) или у которых в процессе испытаний обнаруживают дефекты (внутренние трещины, расслоения и т.п.), бракуют.
    3.3.Количество повторных испытаний должно быть не менее трех.
    4.ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
    4.1.Площадь под диаграммой растяжения образца делят на участки. Из точек и диаграммы проводят линии условной разгрузки образца || и || (см. черт.2). Принимают в качестве 1 этапа нагружения участок диаграммы , площадь =; 2 этапа нагружения - участок диаграммы , площад ь =.
    4.2.Определяют площади участков диаграммы , , мм, с погрешностью не более 10 мм (см. черт.2).
    4.3.Измеряют коническую расчетную длину образца (после испытания) в метрах с погрешностью не более 1% измеряемой величины (ГОСТ 1497-84) и вычисляют приращение начальной расчетной длины по формуле

    4.4.Вычисляют масштаб оси усилий , Н·мм, и масштаб оси деформаций , м·мм, по формулам:

    где - максимальное усилие на образце, Н;
    - ордината точки диаграммы, мм;

    где - приращение начальной расчетной длины образца, м;
    - отрезок на оси деформаций, соответствующий приращению начальной расчетной длины образца, мм.
    4.5.Вычисляют энергии пластической деформации , , Дж, поглощенные материалом на 1 и 2 этапах нагружения по формулам:


    4.6.Измеряют диагонали отпечатков, ориентированные вдоль линии действия растягивающей нагрузки в соответствии с п.2.6, и вычисляют деформации материала по формуле

    где , - длина ориентированной вдоль линии действия растягивающей нагрузки диагонали отпечатка до и после испытания, м;
    - номер отпечатка.
    4.7.По результатам определения , в соответствии с п.4.6 строят график распределения деформации по начальной расчетной длине образца. Типичный вид графика распределения деформаций по длине образца для стали приведен на черт.3.

    Черт.3
    4.8.Определяют (черт.3): максимальную относительную деформацию образца на 1 этапе нагружения , предельную относительную деформацию образца на 2 этапе нагружения - ресурс пластичности металла , длину образца, участвующую в деформации на 1 этапе нагружения , м, и длину образца, участвующую в деформации на 2 этапе нагружения , м.
    Примечание. Для большинства металлов ограничено .
    4.9.По графику распределения деформаций (см. черт.3) вычисляют и , м, и по диаграмме растяжения (см. черт.2) вычисляют и , м.
    4.10.Вычисляют среднюю относительную деформацию образца на 1 этапе нагружения и среднюю относительную деформацию образца на 2 этапе нагружения по формулам:

    где , м;

    где , м.
    4.11.Вычисляют объемы образца и , м, участвующие в деформации на 1 и 2 этапах нагружения по формулам:


    где - начальная площадь поперечного сечения, определенная в соответствии с п.2.3, м
    .
    4.12.Энергоемкость , Дж·м, при пластической деформации материала вычисляют по формуле

    4.13.Полученные в пп.4.2-4.12 характеристики заносятся в протокол испытаний (приложение 4). За результат испытаний принимают среднеарифметическое значение результатов не менее трех повторных испытаний.