Теги - каркасное строительств ВСН ЕНиР ГЭСН

---

	УДК 669.01:620.17:006.354                                                                                    Группа BQ9 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР Расчеты и испытания на прочность МЕТОДЫ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ МЕТАЛЛОВ
	Метод испытаний на мапоцикловую усталость при термомеханнческом нагружении Design, calculation and strength testing.	ГОСТ 25.505-85
	Methods ol mecbanica) testing of metals. Method of testing on the low cycle fatigue at heat mechanical loading ОКСТУ 0809
	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 нагру-жениях 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 па стадии нагруже­нии 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 приложени 1.
	Издание официальное                                                             Перепечатка воспрещена © Издательство стандартов, 1985

	Стр. 2 ГОСТ 25.503—85
	1. ФОРМА И РАЗМЕРЫ ОБРАЗЦОВ 1.1. Основными типами образцов для испытаний при термоме­ханическом и термоусталостном нагружсииях в условиях растя­жения—сжатия являются гладкие образцы с рабочей частью круглого сечения: трубчатые цилиндрические (черт, la, табл. 1), сплошные цилиндрические (черт. 16, табл. 2), трубчатые корсетные (черт. Is, табл. 3), сплошные корсетные (черт. 1г, табл. 4).
	Рабочая часть образцов
	Черт. I 1.2, Основной тип образца для испытания при переменном кручении — трубчатый цилиндрический образец (черт. 1а, табл.1 при d^\S мм).

	ГОСТ 25.503—85 Стр. 3
	Таблица I		Таблица 2
	мм		мм
	d d, 1 X 12 10 40 20 м 12 45 25 10 14 50 25 18 1р> 55 30 20 18 60 30 22 20 60 30	5(0,5) 25(30) 5(5) 7,5 37,5 7,5 10 50 10 12 60 12
	Таблица 3		Таблица 4 мм
	ММ d dt R 12 14 1и 10 12 П 60 70 80
			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 (1 = 2—5, черт. 16). 1.5.   Форма и размеры гололок 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).

	Стр. А ГОСТ 25.S05—as
	2. ИСПЫТАТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ И АППАРАТУРА 2.1.  Машины и аппаратура для испытаний при малоцикловом термомеханическом нагружении, обеспечивающие проведение ста­тических испытаний па разрыв, должны соответствовать требо­ваниям ГОСТ 9651—73 и ГОСТ 7855—84 и воспроизводить нагру-жение (деформирование) и нагрев в следующих условиях: постоянство от цикла к циклу максимальных и минимальных нагрузок (мягкое иагруженис), деформаций (жесткое нагруже-ние) и температуры в течение всего процесса испытаний (черт. 2, а—г); заданный закон изменения нагрузок, деформации и темпера­туры в цикле, в том числе линейный (черт. 2. а—г, черт. 3, а—г), с выдержками и без выдержек (черт. 2, д—з) и при различной асимметрии цикла (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 (черт. 3, а—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, тен-зометрические и другие средства контактного и бесконтактного типа. В испытаниях при растяжении—сжатии допускается изме­рять одну компоненту деформации — продельную или попереч­ную. Пересчет последней в продольную выполняют в соответст­вии с п. 3.9. 2.5.   Выбор базы и способа измерения деформаций определя­ется требованиями пп. 2.9 и 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 пп. 2.9 и 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 образ-

	Режимы нагруження
		Г 1 1 1 / << 1 4 -1' ■'у
		о -• •р (л
	.Черт, 2

	Стр. 6 ГОСТ 25.505—85
	Примеры изменения напряжений (деформаций) н температуры при термомеханическом нагружении
	6,Z Т
	: /XV ,V // \ /
	'У<~	/-	ЬЛ.- W
		'•/
		/
	\ /
	Черт. 3 ца, производится с использованием двухкоординагных приборов и других средств автоматической регистрации. Для исключения свободной температурной деформации образ­ца используют системы автоматической компенсации фотоэлек­трического, емкостного и других типов, позволяющие выделить для записи и управления режимом нагружеиия собственно меха­ническую деформацию. 2.8, Для нагрева образцов используют нагревательные печп 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 термозлектродов (термопреобразователей) следует подбирать так, чтобы достигнуть стабильных характеристик тер­мопары при высоких температурах и избежать чрезмерной инер­ционности. Рекомендуется диаметр термозлектродов не более 0,2 мм;

	ГОСТ 23.S05—8$ Стр.?
	охлаждение образна может быть естественным или принуди­тельным за счет теплопроводности от образца к системе тенло-съема, 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 vi-азаппых лонах не должен превышать \°/мы. 2.11.   Допускается нанесение на образце кернов, рисок, при­парка термопар, если при испытаниях это не приводит к преиму­щественному разрушению образца в этих зонах. 3. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ 3.1.   Основным нидом испытаний на малоциклоиую усталость при термомехапическом нагружении является растяжение—сжа­тие, основным типом нагруження—жесткое нагружение. 3.2.   Форму цикла нагруження и нагрева выбирают с учетом эксплуатационных условий, причем максимальная продолжитель­ность испытания должна быть не менее 10% эксплуатационного временного ресурса. При невозможности выполнения этого усло­вия продолжительность испытания сокращается применением об-оеполаплыл методой эквивалентных циклических испытаний и экстраполяции результатов на требуемую длительность. 3.3.  В необходимых случаях исследуют возможность сочетания режимов нагруження и нагрева, дающую наибольший поврежда­ющий эффект при термомеханическом малоцикловом нагруже­нии. При .утом определяют эффекты знака напряжений при высо­котемпературной выдержке (черт. 2, д—е) и роль фазы циклов нагруження н нагрева (черт. 3, а—г). Допускается проводить ис­пытания по другим режимам, например, с различной варьируе­мой в полуциклах растяжения и сжатия скоростью деформиро­вания, при ступенчатом изменении температуры в цикле при пе­реходе от растяжения к сжатию и др. 3.4.   Испытания проводят при рабочих температурах реально­го эксплуатационного режима, в необходимых случаях — с варь­ированием, максимальной и минимальной температуры цикла. Ва­риация определяется типом Материала, возможной величиной за­броса температуры и неравномерностью температурного поля при эксплуатация. 3.5.  Допускается проведение испытаний с перерывами. При этом необходима оценка возможного влияния перерывов, опреде­ляемая характеристики материала,

	Стр. 8 ГОСТ 25.505—85
	3.6.  Испытания проводят до момента образования поверхност­ной трещины размером 5—10% от диаметра образца (для образ­ца ц'=10 мм размер трещины 0,5—1,0 мм), определяемой с по­мощью оптического метода или другими способами. Допускается проводить испытания до окончательного разруше­ния без фиксации появления трещины, когда стадия распростра­нения трещины на заданном режиме не превышает 10% общей долговечности. При проведении испытаний в жестком режиме нагружен mi до­пускается в качестве приближенной оценки принимать число цик­лов до появления макротрещины равным числу циклов, соответ­ствующему падению напряжений (нагрузки) в цикле на 50% по сравнению с установившимся значением. 3.7.   Количество образцов, подлежащих испытанию, определя­ется I! зависимости от дисперсии результатов. Для построения кривой усталости используется не менее 10—12 зачетных резуль­татов на разных уровнях (не менее четырех уровней). При необходимости определить статистические характеристи­ки рассеивания значения долговечности на каждом уровне на-гружения испытывают 10—12 образцов и определяют значение Ig Лг, дисперсии SlgN. 3.8.   Для исследования кинетики упругопластического дефор­мирования осуществляется поцикловая запись диаграмм дефор­мирования (o = f(e) с компенсацией температурной деформа­ции. Периодичность записи параметров нагружения и нагрева оп­ределяется в зависимости от интенсивности изменения темпера­турных, деформационных и силовых характеристик в процессе нагружения (рекомендуется производить регистрацию, например, в циклах 1, 2, 3, 4, 5, "10, 20, 30, 50, 100, 200, 300, 400, 500, 750, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 4000, 5000, 7500, 10000, 12500, 15000, 20000,25000, 35000, 50000). 3.9.   Если в испытаниях при растяжении—сжатии измеряют поперечную деформацию образца, то пересчет се в продольную для изотропных материалов выполняют по формуле _ I                            1 ' р         пои         »е ппп где ер,юп и Чиж — пластическая и упругая компоненты попе­речной деформации; хр и ве — коэффициенты поперечной де­формации в пластической и упругой области. При отсутствии со­ответствующих экспериментальных данных можно принять v,=0f5, ve=0,3. Б тех случаях, когда разделение полной поперечной деформации

	ГОСТ 25.505—as Стр.9
	на упругую и пластическую затруднено, пересчет можно произ­водить, используя соотношение -пр         Е             ~ t? > * ' пат где Rnon — полная поперечная деформация. 3.10.   Результаты испытаний исключаются из дальнейшего рас­смотрения: при разрушении образца за пределами его рабочей части или потере устойчивости; при дефектах материала тина раковин, включений н др., вы­явленных в изломе; при значительном изменении формы в зоне разрушения об­разна в случае жесткого или термоусталостного нагружения, ко­гда односторонне накопленная деформация составляет более 0,1 •т величины располагаемой пластичности материала при растя­жении, полученной в соответствующих температурно-времениых условиях; при невыполнении условий но точности задания предельных температур и параметров цикла нагружения или в случае пере­грева. 3.11.  Допускается при проведении испытаний в области боль­ших временных баз (свыше 10Г1 ч) применять отличные от реко­мендуемых способы нагружения и типы образцов, а также опре­делять параметры нагружения расчетными методами. 4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ 4.1.  По результатам испытаний на термомеханическую и тер­мическую усталость строят: кривые усталости по параметрам: фазы циклов нагружения и нагрева, максимальной и минимальной температуры цикла, частоты нагружения, длительности одно- и двухсторонней выдержки, асимметрии цикла нагружения по напряжениям R, и де­формациям /?, ; кривые изменения деформаций и напряжения во времени и по числу циклов, а также диаграммы упругопластического де­формирования и определяют их параметры. 4.2.   Исходные данные и результаты испытаний каждого об­разца фиксируют в протоколе испытания (рекомендуемое прило­жение 2), а результаты испытания серии одинаковых образцов— в сводном протоколе испытаний (рекомендуемое приложение 3). 4.3.  Кривые усталости при жестком нагружении строят в двой­ных логарифмических координатах: амплитуда (размах) полной

	Стр. 10 ГОСТ 15.505— 85
	Е0(2е0), пластической е (2 е ), упругой ге {2?е ), не- ЭЙ                                                         il                 Ц обратимой £;г {2&^ ) деформации — число циклов до образо- вания трещины N f . 4.4.   Амплитуду (размах) деформации определяют при числе циклов N-=-£-Nf интерполяцией измеренных значений в циклах, ближайших к N/ /2. 4.5.  Кривые усталости при мягком нагружении строят в полу­логарифмических или двойных логарифмических координатах: амплитуда (размах) напряжений аа (2аа ) — число циклон до образования трещины Nf . 4.6.   Кривые усталости строят методом графического интерпо­лирования экспериментальных результатов пли по способу наи-меныяих квадратов. 4.7.   Кривые изменения по числу циклов и во времени шири­ны петли уиругопластического гистерезиса, циклических и одно­сторонне накопленных деформаций ползучести, пластической и необратимой деформации, соответственно &<k\ e(*)( eM\ e^\ e<J' и напряжений а{/;) и S^ строят в полулогарифмических и двой­ных логарифмических координатах. 4.S. Диаграммы деформирования при исходном статическом и циклическом термомеханическом малоцикловом нагружениях строят в координатах о—е и S(*> ~-&(I<> по параметрам принятых в испытаниях режимов нагружепия и нагрева. 4.9.   В качестве вспомогательной характеристики в процессе непзотермпческих испытаний получают данные о термическом расширении свободного образца в зависимости от температуры нагрева. 4.10.  Способы графического представления получаемых харак­теристик — по ГОСТ 25.502—79.

	ГОСТ 25.505—85 Стр.11
	ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Обязательное
	ПОЯСНЕНИЯ К ТЕРМИНАМ, ПРИМЕНЯЕМЫМ В СТАНДАРТЕ Малоцикловая усталость при термомеханнческом нагружении — разруше­ние в результате циклического упругопластнческого деформирования, сопро­вождаемого изменением температуры. Малоцикловая термическая усталость — частный случай малоцикловой термомеханической усталости, при котором нагружении обусловлено стеснени­ем тепловых деформаций при циклическом нагреве—охлаждении Длительное малоцикловое нагруженис — малоцикловое нагружение при длительностях цикла и суммарных временах, достаточных для проявлении темпер а ту рно- временных эффектов (ползучесть, достариванис материала и т. и.) Кратковременное малоцикловое ннгружеше — малоцикловое нагружение при длительностях цикла и суммарных временах, исключающих проявление темпоратурно-временных эффектов Г —температура обра.ща, X или К 7*тзх —максимальная температура цикла ^mfn — минимальная температура цикла AT —-размах температуры цикла ф — относительное сужение площади поперечного сечения обра.ща при ста­тическом растяжении, % 100 100—У О7)0>, — предел упругости, определяемый при комнатной температуре *(}_,!•> -- деформация, соответствующая пределу упругости а а —амплитуда напряжения цикла 2аа —размах напряжении цикла а1пзх ■ ^т1 п—максимальное и минимальное напряжения цикла; д('0 5'        - напряжении в Л'-ом полу цикле при отсчете соответственно от точек перехода через нуль и начала разгрузки; omax-L°min aV') : clk+] '■ <*m=- -----------------^----------------- -среднее напряжение цикла; °0,о-" "^о 02""" "редел упругости /;-го полуцнкла при отсчете соответственно ■от точек перехода через нуль и начала разгрузки; &о ==0"пИп/<Тша\—коэффициент асимметрии цикла но напряжениям; еа=»ря'^грa~^'':fa—амплитуда полной деформации цикла; ff,. p>Pa, eCa, eiril=^ePa-f-c(?a —амплитуда деформации         цикла         соот- ветственно упругой, пластической, ползучести и необратимой; "" ^я- *аРа ■ ^-сз1 '^г'га—размаха вышеуказанных деформаций цикли; е*'—полная деформация в А'-ом полуцикле нагруження; и). , t-p, ^ir ' соответственно деформация ползучести, пластическая и необ­ратимая деформации, накопленный после А-го .полуцикла нагружекия; XNA (Л'Л {N ) ес > ер > eir '—соогветственно деформация ползучести, пластическая и обратимая деформации, накопленные к моменту образования макротрещины; ^ma*. em in—соответственно максимальная и минимальная полная деформация цикла;

	Стр. 12 ГОСТ 15.505—S5
	ет	2	-средняя деформация цикла;
	$е = ети\/е max—коэффициент асимметрии цикла по деформациям: fe —число лолуциклов (ft = 0, 1, 2, 3, ...10, 20, 30, 100, 200, 300...); Л''/—число циклов до образования макротрещины; Л'—чисто циклов нагруженпя; / — общее время нагружения, ч; рЛ ■ — деформация в fe-м полуцикле при отсчете от начала разгрузки или точ­ки перехода через нуль по напряжениям; fi* —ширина петли гистерезиса fe-ro полуцккла: ^ц — время цикла; ^ =----— частота нагруженпя; 'и fn— время выдержки; t л — время нагрева; tax—время охлаждения; £ — модуль упругости. Принятая система координат диаграмм деформирования при статическом и циклическом нагружении показана на чертеже. Основные параметры диаграммы цилиндрического деформирования
	—*ii

	ГОСТ 25.505—85 Стр. 13
	ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Рекомендуемое
	ПРОТОКОЛ № ___________ испытания образца (приложение к сводному протоколу № Назначение испытания_________________________________________ Образец; шифр___________________,          поперечные размеры __ материал _________________________.          термообработка______ твердость ________________________,            микротвердостъ _____ Машина: тип _____________________,            Ns__________._______ Напряжения цикла: максимальное ____________________,            минимальное________ среднее        ._______________________,            амплитудное ________ Деформация цикла: максимальная_____________________,            минимальная________ средняя__________________________.            амплитудная________ температурный режим_______________________ Показания счетчика (дата и время): в начале испытания ______________________. в конце испытания _______________________ Масштаб регистрации: деформации (мм/%) _____________________ нагрузки (мм/мН) _______________________ Число пройденных циклов до образования макротрещины длиной __ ___________или падения нагрузки на 50% ______________________ Число пройденных циклов до разрушении___________ Частота нагружения ___________
	1 Юктакня счетчика Число циклон (время), прой­денное образном з;> смену Подпчс!» и дата n начале CM Ч lib] в конце смены едавшего смену принявшего смсиу Примечкннй
	Обработка петель гистерезиса
	ЧИСЛО ILIIK.'JOD Чл с .to ]ш.|уциклов V °; Мримсч(и:ие
	Испытания проводил ___________ подпись Начальник лаборатории __________ ПОДПИСЬ

	Стр. 14 ГОСТ 25.505—85 ПРИЛОЖЕНИИ 3 Рекомендуемое СВОДНЫЙ ПРОТОКОЛ №___________ Цел:> испытании__________________________________________________________. Материал: марка и состояние ________________________________________________________ направление волокна ______________________________________________________ тип заготовки (при сложной форме прилагается план вырезки образцов)
	Механические характеристики Условия испытаний: тип нагружегшя____________________________________ вид нагружашя _____________________________________ температурный режим испытания ._____________ частота нагружали я _________________________________ Образцы: тип образна и номинальные размеры поперечного сечения
	состояние поверхности __________ Испытательная машина: тиг._______________________, «Vj _ Дата 'испытании: начало испытаний первого образца
	коней испытаний последнего образца
	Шифр образ­на Чкс.ш цик­лоп до раз­рушения Чнсло пик.юн до образования макротрегинны •V °" ъ.л, ьт/ММ* ГГркмечанке
	Ответственный за испытание данной серии образцов_______ подпись Начальник лаборатории ___________ подпись

Категория: ОСТы Сборники РДС дом жилой строительство ремонт квартир

Поделитесь этой записью или добавьте в закладки