55

лет работы

45 000 м2

площадь цехов

30 000 тонн
в год

мощность производства

Виды испытания стали

Виды испытания стали

Чтобы строительные и иные металлоконструкции смогли прослужить ожидаемый срок, используемая при их изготовлении сталь должна соответствовать основным параметрам. Выяснить устойчивость металла к различным нагрузкам, в том числе на растяжение и сжатие, можно в специализированных лабораториях, обычно функционирующих на базе производства по выпуску металлопроката.

Для оценки механических свойств стали используют нагрузки двух типов:

  • статические — длительное, но практически неизменяемое влияние;
  • динамические — оказывается кратковременное усиленное воздействие.

2.jpg

Статическое испытание на растяжение

Для исследования используют испытательную машину на базе ручного или гидравлического привода. Во втором случае удастся достичь более мощного воздействия.

Механические статические испытания на растяжение проводятся по ГОСТу 1497-84. Они подразумевают создание однородного напряженного состояния по сечению образца. Для таких испытаний обычно используют круглые или плоские заготовки, оснащенные рабочей частью и головкой для захвата в разрывной машине.

Растяжение создает в испытуемом образце напряжение, в результате чего он удлиняется. В момент, когда напряжение превышает показатель прочности, металл разрывается. Исследование завершается составлением диаграммы растяжения. По итогам испытания удается определить различные показатели, в том числе прочность, пластичность (относительное удлинение, сужение, модуль) и др.

72ec2c7723fcc0cba53e1609f9b1d436.jpg

О характеристиках прочности

В рамках испытания на растяжение определяется прочность металла (также называется разрывной прочностью) — свойство стали выдерживать нагрузку, прилагаемую из внешней среды (при этом данный процесс не сопровождается ее разрушением). Эта характеристика показывает максимальное растягивающее напряжение, которое можно применять для нагрузки образца. Показатель прочности определяется по:

  • Пределу пропорциональности (бп) — показывает напряжение, выше которого прекращает действовать закон Гука. Наклеп металла при холодном деформировании сопровождается возрастанием бп в 1,8 раз.
  • Пределу текучести (бт) — при постоянном напряжении происходит стабильное повышение деформации. На диаграмме может не определяться горизонтальная прямая. В таком случае речь идет о назначении условного бт, при котором остаточная деформация равна 0,2%.
  • Пределу текучести (временное сопротивление разрыву, бв) — показывает, при каком максимальном усилии образец не разрушается. В случае превышения этого показателя происходит разрыв стержня.
  • Напряжению разрыва (бр) — может быть условным и истинным.

DSC05308-74_800-tverdost.jpg

Что показывает характеристика упругости

Упругим материалом называют такой, который после внешнего воздействия способен восстановить свою изначальную форму. Внутри стального изделия по всей площади поперечного сечения наблюдается равномерное распределение внутренних сил. Они имеют свою интенсивность, называемую внутренним напряжением.

Предел упругости (бу) соответствует нагрузке, при которой остаточное удлинение равно 0,05%. На диаграмме можно наблюдать рядом расположенные значения бу и бп, по этой причине бу определяют при исследовании тонких материалов.

Характеристики пластичности

Если взять показатель начальной и конечной длины растягиваемого образца, то разница между ними покажет, насколько металл способен подвергаться пластической деформации до момента разрушения (относительное удлинение). Металлы с одинаковым пределом прочности могут иметь разные значения относительного удлинения. К примеру, ковковый чугун КЧ50-5 имеет показатель относительного удлинения не выше 5%. В то же время у конструкционной стали 09Г2С он составляет 20%. При этом у обоих материалов предел прочности равен 490 МПа. Для определения остаточного удлинения используют формулу Δ=(L1-L0)*100% / L0 (с помощью L0 обозначают исходную длину металла, L1 — данные после завершения исследований).

Также пластичность характеризуют по относительному остаточному сужению, которое измеряется по формуле Ψ=(А0-Аш)*100% / А0, где под А0 подразумевается площадь сечения стержня до испытаний, Аш – площадь сечения шейки.

О нормативных образцах для проведения статических исследований на растяжение

Образцы для испытаний должны иметь круглое или прямоугольное сечение. Основной тип образца — цилиндрический с рабочим диаметром 10 мм (могут использоваться и другие диаметры). При выборе плоских изделий их толщина может составлять 0,5 мм и выше.

К установке образцов для растяжения предъявляют требования:

  • при закреплении изделий в захватах следует исключить риск проскальзывания;
  • нельзя допускать смятия опорных поверхностей, деформации головок и разрушение образца в местах перехода от рабочей части к головкам;
  • разметка расчетной длины выполняется с точностью до 1%.

Измеряют образцы до испытания не менее чем в трех местах (в середине и по краям рабочей части). Для вычисления площади поперечного сечения используют наименьшие размеры. Во время процедуры соблюдают надежное центрирование образца в захватах испытательной машины и плавность нагрузок. Подвижный захват должен перемещаться со скоростью, не превышающей 0,1 мм/ при испытании до предела текучести и за пределом текучести не менее 0,4 мм/с длины расчетной части образца (не исключается выбор и других скоростей).

Определяя предел упругости и текучести с помощью тензометров, следят за делениями шкалы приборов, которые не должна превышать 0,002 и 0,02 мм соответственно. Точность отсчета нагрузки при испытании — одно наименьшее деление шкалы силоизмерителя. Порядок проведения исследовательских процедур и расчет показателей механических свойств определяет ГОСТ 1497—84.

obrazets.jpg

Особенности динамических исследований

Распространенной разновидностью динамических испытаний является исследование на изгиб, которое проводится в соответствии с ГОСТом 9454-78. Для него подбирают образцы не согласно закону подобия, а с размерами и формой надреза для конкретного норматива. Основному образцу придают квадратное сечение 10Ч10 мм и надрезы:

  • U-образные (образцы Шарпи) — находятся в центре стержня. С их помощью устанавливают нормы для стержней, на которые нанесут V-образный надрез.
  • V-образные (образцы Менаже) — основной тип изделий, которые используют при исследовании металлов в конструкциях ответственного назначения.
  • Оснащенные Т-образным концентратором — стержни могут иметь несколько размеров. Их используют для исследования сплавов, которые будут применять в конструкциях, зависящих от способности сопротивляться росту трещин.
Динамические исследования позволяют определить ударную вязкость — эта величина определяется в результате сочетания таких характеристик материала как прочность и пластичность. Ударную вязкость рассчитывают по усилиям, затрачиваемым на ударный излом образца в соотношении с площадью поперечного сечения образца в месте надреза. Для исследований используют маятниковый копр — маятник определенного веса поднимают на высоту, далее отпускают. При падении он ударяет образец, вызывая его разрушение и продолжает двигаться по инерции вверх.

ЕСТЬ ВОПРОСЫ

по особенностям производства вашего заказа?заказать

Оставьте заявку, и наши инженеры проконсультируют по всем вопросам.

Оставить заявку

виды испытания стали