ГОСТ 25.506-85
Скачать документ
Формат .docx · доступно зарегистрированным пользователям
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ (ВЯЗКОСТИ РАЗРУШЕНИЯ) ПРИ СТАТИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ
Москва
РАЗРАБОТАН Академией наук СССР, Государственным комитетом СССР по стандартам. Академией наук УССР, Министерством путей сообщения. Министерством авиационной промышленности, Государственным комитетом СССР по делам строительства. Министерством энергетического машиностроения. Министерством черной металлургии. Министерством строительства предприятий тяжелой индустрии. Министерством высшего и среднего специального образования СССР, Министерством высшего и среднего специального образования РСФСР
Н. А. Махутов, д-р техн. наук; В. В. Панасюк, акад. АН УССР; Е. М. Морозов, д-р техн. наук; В. С. Иванова, д-р техн. наук; П. Ф. Кошелев, канд. техн. наук; Е. И. Тавер, канд. техн. наук; А. М. Соковиков, канд. техн. наук; О. В. Букатин, канд. техн. наук; Л. К. Бозрова, канд. техн. наук; С. Я. Ярема, канд. техн. наук; С. Е, Ковчик, канд. техн. наук; М. Э. Чапля, канд. техн. наук; В. М. Маркочев, канд. техн. наук; М. Н. Георгиев, канд. техн. наук; Б. А. Дроздовский, канд. техн. наук; А. Я. Красовский, д-р физ.-мат. наук; В. П. Науменко, канд. техн. наук; Н. В. Новиков, чл.-корр. АН УССР; А. Л. Майстренко, канд. техн. наук; А. Г. Козлов, канд. техн. наук; П. Д. Одесский, канд. техн. наук; В. В. Москвичев, канд. техн. наук; А. Н. Васютин, канд. техн. наук; А. А. Попов, канд. техн. наук; А. Е. Андрейкив, д-р техн. наук; В. В. Аниковский, канд. техн. наук; Е. М. Баско, канд. техн. наук; Г. С. Васильченко, д-р техн. наук; О. Н. Винклер, канд. техн. наук; В. А. Волков, д-р техн. наук; В. С. Гиренко, канд. техн. наук; Я. А. Гохберг, канд. техн. наук; С. Е. Гуревич, канд. техн. наук; В. А. Зазуляк, канд. техн. наук; Г. П. Карзов, д-р техн. наук; И. И. Кокшаров; В. Г. Кудряшов, канд. техн. наук; Б. М. Овсянников, канд. техн. наук; М. В. Пирусский, канд. техн. наук; В. А. Раковский, канд. техн. наук; В. А. Ратов, канд. техн. наук; Е. Ю. Ривкин, канд. техн. наук; М. Н. Степнов, д-р техн. наук
ВНЕСЕН Академией наук СССР
Вице-президент АН СССР акад. Е. П. Велихов
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 27 марта 1985 г. № 902
Методы механических испытаний металлов.
Определение характеристик трещиностойкости
(вязкости разрушения) при статическом нагружении
Design, calculation and strength testing.
Methods of mechanical testing of metals.
Determination of fracture toughness characteristics
under the static loading ГОСТ
25.506-85
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 17 марта 1985 г. № 902 срок действия установлен
с 01.01.86
до 01.01.91
Настоящий стандарт устанавливает методы механических испытаний для определения характеристик трещиностойкости металлов при статическом кратковременном нагружении на образцах толщиной не менее 1 мм при температуре от минус 269 до плюс 600 °С.
1.1. Обозначения и единицы измерения величин, применяемые в настоящем стандарте, указаны в обязательном HYPERLINK "" \l "Приложение_1" приложении 1 .
Примечание. Пояснения к обозначениям приведены в справочном HYPERLINK "" \l "Приложение_2" приложении 2 .
1.2. Для определения характеристик трещиностойкости испытывают с записью диаграмм «нагрузка-смещение» («Р-(») или «нагрузка-прогиб» («Р-f») образцы с предварительно нанесенной усталостной трещиной.
1.3. По результатам испытаний определяют следующие основные характеристики трещиностойкости:
силовые - критические коэффициенты интенсивности напряжений К (или KI): KIC, K*C, KQT, KC;
деформационная - раскрытие в вершине трещины (C;
энергетические - критические значения J-интеграла JC или JIC.
1.4. Трещиностойкость металлов оценивают по одной или нескольким силовым, деформационным и энергетическим величинам KIC, K*C, KC, KQT, (C, JC (JIC).
При выполнении условий корректности определения характеристик трещиностойкости ( HYPERLINK "" \l "Пункт_5_1_3_2" п. 5.1.3.2 ; HYPERLINK "" \l "Пункт_5_1_5_1" 5.1.5.1 и HYPERLINK "" \l "Пункт_5_1_6" 5.1.6 ) основной является величина KIC.
В случае невыполнения условий корректности величин KIC, KC, KQT трещиностойкость металлов оценивают по величинам K*C, (C, JC (JIC).
Примечания:
1. Для определения трещиностойкости металлов в широком диапазоне длин трещин допускается использовать предел трещиностойкости IC (рекомендуемое HYPERLINK "" \l "Приложение_3" приложение 3 ).
2. Методы построения температурных зависимостей характеристик трещиностойкости и определение критических температур для малоуглеродистых и низколегированных сталей описаны в рекомендуемом HYPERLINK "" \l "Приложение_4" приложении 4 .
1.5. Определяемые по настоящему стандарту характеристики трещиностойкости (наряду с другими характеристиками механических свойств) могут быть использованы для:
сравнения различных вариантов химического состава, технологических процессов изготовления, обработки и контроля качества металлов и сплавов;
сопоставления материалов при обосновании их выбора для машин и конструкций;
расчетов на прочность несущих элементов конструкций с учетом их дефектности, геометрических форм и условий эксплуатации;
анализа причин аварий и разрушений конструкций.
1.6. Для металлов, предназначенных для использования в машинах и конструкциях с заданными условиями эксплуатации, могут быть применены методы испытаний, типы образцов и характеристики трещиностойкости металла в соответствии с отраслевыми нормативно-техническими документами.
2.1. Для определения характеристик трещиностойкости применяют следующие образцы: тип 1 - плоский прямоугольный с центральной трещиной для испытаний на осевое растяжение ( HYPERLINK "" \l "Черт_1" черт. 1 ); тип 2 - цилиндрический с кольцевой трещиной для .испытаний на осевое растяжение ( HYPERLINK "" \l "Черт_2" черт. 2 ); тип 3 - прямоугольный компактный образец с краевой трещиной для испытаний на внецентренное растяжение ( HYPERLINK "" \l "Черт_3" черт. 3 ); тип 4 - плоский прямоугольный образец с краевой трещиной для испытаний на трехточечный изгиб ( HYPERLINK "" \l "Черт_4" черт. 4 ).
Тип 1
L - расстояние между частями образца служащими для крепления в захватах
b ( 8t; 2h((0,25 - 0,35)b;
L ( 2b; 2l((0,3 - 0,5)b;
Черт. 1
Тип 2
L - расстояние между частями образца, служащими для крепления в захватах;
L = 5D; d = (0,6 - 0,7)D; L1 ( 7D
l0 = 0,5(D - d) ( h + l,5 мм и l0 ( 3,7h tg(
DK = D - 2h(0,65 - 0,85)D
Черт. 2
Тип 3
b = 2t; b1 = 1,25b; H = 1,2b; 2a = 0,55b; d = 0,25b; l0 = (0,45 - 0,55)b; e ( 0,06b; h((0,35 - 0,50)b
Черт. 3
Тип 4
L - расстояние между опорами
b = 2t; l0 = (0,45 - 0,55)b; e ( 0,06b; L = 4b; L1 = 4b + 0,5b; h((0,35 - 0,50)b
Черт. 4
e ( 0,06b; l0 – h ( 1,5 мм
Черт. 5
2.2. Соотношение размеров и схемы нагружения образцов показаны на HYPERLINK "" \l "Черт_1" черт. 1 - HYPERLINK "" \l "Черт_4" 4 . При этом рекомендуются следующие размеры образцов:
тип 1 ширина b не менее 50 мм;
тип 2 диаметр D не менее 12 мм;
тип 3 толщина t не менее 20 мм;
тип 4 толщина t не менее 10 мм.
В образцах типов 1 и 2 форму и размеры частей, служащих для крепления и нагружения, определяют после выбора конструкции захватов. Размер h назначают в зависимости от способа изготовления надреза и крепления образца так, чтобы он не разрушился в захватах.
Примечания:
1. Для образцов типов 1, 3, 4 шероховатость их боковой поверхности вблизи вершины надреза и исходной усталостной трещины должна соответствовать 8-му классу.
2. Рекомендации по выбору образцов приведены в рекомендуемом HYPERLINK "" \l "Приложение_5" приложении 5 .
2.3. Инициирующий надрез в образце типа 2 показан на HYPERLINK "" \l "Черт_2" черт. 2 , а в остальных - на HYPERLINK "" \l "Черт_5" черт. 5 . Ориентация надреза в случае анизотропии механических свойств должна быть одинаковой для всех образцов при данных испытаниях.
Для образцов типа 1 применяют надрезы вариантов 1а, 2а, 3 ( HYPERLINK "" \l "Черт_5" черт. 5 ), для образцов типов 3 и 4 вариантов 1а и 2b.
Надрез изготовляют с помощью специальных фрез (см. HYPERLINK "..\\..\\..\\..\\Snipmaster\\Сделано\\гост_25_506-85.doc" \l "Черт_5" черт. 5 , варианты 1а и 2b) или шлифовального круга (вариант 2b), пропиливанием от центрального отверстия (вариант 2а) или электроискровым способом (вариант 3). В отдельных случаях допускается комбинировать различные способы. Инициирующий надрез для образца типа 2 изготовляют на токарном станке с последующей шлифовкой.
Примечание. Для уменьшения нагрузки и времени, необходимых для зарождения трещин, можно применять лазерную, электронно-лучевую и другие обработки вершины надреза при условии, что область нарушенного состояния исходного материала у вершины надреза будет меньше длины создаваемой исходной усталостной трещины.
2.4. При вырезке и изготовлении образцов необходимо обеспечить минимальные наклеп, остаточные напряжения, а также изменения структуры и фазового состава в зоне разрушения образца. Окончательную механическую обработку образцов и нанесение исходной усталостной трещины проводят после термической обработки образцов.
2.5. Усталостную трещину наносят таким образом, чтобы контур надреза находился между прямыми, пересекающимися под углом 2( 20 - 30° в вершине трещины ( HYPERLINK "" \l "Черт_5" черт. 5 ), а разность (l0 - h) была не меньше 1,5 мм.
2.6. Усталостные трещины в плоских образцах типов 1, 3 и 4 ( HYPERLINK "" \l "Черт_1" черт. 1 , HYPERLINK "" \l "Черт_3" 3 , HYPERLINK "" \l "Черт_4" 4 ) наносят при переменном растяжении с коэффициентом асимметрии цикла R = 0,1 - 0,2, а в образцах типа 2 - при круговом изгибе (R = -1). При этом регистрируют минимальные и максимальные усилия цикла и число циклов. Номинальные напряжения (0 при максимальном усилии цикла должны быть не больше 0,5(0,2 ((0,2 определяют при температуре, при которой наносят усталостные трещины), а рекомендуемое число циклов нагру
