Продажа черного и нержавеющего металлопроката в Санкт-Петербурге и Ленинградской области
Мы работаем: Пн - Пт с 9:00 до 18:00
Написать нам: info@mssz.spb.ru
+7 (812) 905-83-88
Заказать звонок
Связаться с нами

Методы испытаний изделий

Дата: 05.11.2021

Набор характеристик определяют назначение металлопроката. Если продукция не соответствуют нормативам, изделия направляют на переделку или бракуют.

О качестве проката судят по соответствию размерам, геометрии, микроструктуре, чистоте поверхности, численным значениям механических свойств. В стандартах указаны требования к изготовлению, визуальному контролю, отбору проб и проведению испытаний.

Прочность проката на сжатие

Правила проведения мероприятия перечислены в ГОСТ 25.503-97. По результатам испытаний строят график, который показывает зависимость между напряжением и характером деформации. Результат проверки используют в случаях:

  • применения железоуглеродистых спла́вов (это «проблемные» металлы);
  • оценки качества проката во время приемки партии;
  • расчета прочности машин и механизмов;
  • разработки чертежей и технологических процессов для сборных конструкций.

Чтобы провести испытания, отбирают призматические и цилиндрические образцы с гладкими или торцевыми выточками.

Стандарт содержит таблицу, в которой указаны формы и размеры четырех типов проб. Приведены численные значения высоты, диаметра цилиндра, толщины призмы. Перечислены характеристики, которые получают в результате испытаний:

  • модуль упругости;
  • предел пропорциональности;
  • условный и физический предел текучести.

В стандарте указаны параметры для построения кривой упрочнения.

Норматив определяет место, откуда вырезают образец, и дальнейшую обработку. Прокат требуемой формы получают на металлорежущем оборудовании. Указаны размеры и допуски.

Предельное отклонение поперечного сечения призмы размером до 10 мм — 0,01 мм, выше 10 мм — 0,05 мм. Если предусмотрен нагрев, операцию выполняют до механической обработки.

Чтобы провести испытания, используют машины для сжатия, тензометры, измерительные инструменты и приборы. В комплект входит самопишущее устройство, которое отмечает численные значения механических свойств и строит кривую упрочнений.

Наименьшее количество образцов при проверке прочности на сжатие — не менее пяти. Стандарт указывает на необходимость соблюдения правил безопасности и минимального эксцентриситета приложения нагрузки.

Результаты проверки каждого образца отмечают в журнале. После испытаний делают вывод о возможности дальнейшей эксплуатации. Экспертное заключение оформляют протоколом.

Испытание на ударный изгиб и склонность металла к старению

Требования к испытаниям изложены в ГОСТ 7268-82.

Старение металла — невидимое человеческому глазу изменение структуры проката во времени. Явление присуще низкоуглеродистым сталям с массовой долей «С» менее 0,025%.

Чтобы определить склонность металла к старению, проводят испытания на ударный изгиб. Об ухудшении свойств судят по изменению микроструктуры стали. Характерные признаки старения:

  • снижается ударная вязкость;
  • образуется избыточное количество нитридов (соединений «Fe» с «N») и карбидов («Fe» и «C»);
  • увеличивается хладноломкость и прочность проката. 

Ударная вязкость металлопроката

Второе название характеристики — внутреннее трение. Это способность сплава поглощать внешнюю энергию. Когда на образец действуют сторонние силы, металл деформируется или разрушается. Ударная вязкость зависит от величины касательной силы и площади приложения.

Работу, связанную с разрушением образца в точке надреза, вычисляют по формуле: KC = K/F, где K — энергия (кг·м/см2), F — см2. Существуют методы, которые учитывают дополнительные параметры.

В лабораториях используют специальные таблицы, где указана величина «KC» (в зависимости от угла отклонения копра). Параметр «F» имеет стандартное значение. При испытаниях учитывают массу и толщину образца, термическую обработку и другие показатели.

На численное значение ударной вязкости влияют параметры:

  • Температурные условия. При нагревании металл становится податливым. Если конструкция предназначена для работы при низких температурах, есть риск увеличения хрупкости.

Во время испытаний изменяют «T» и повторяют процедуру. Когда есть несколько показаний, строят график изменения параметров: прочности, хладоемкости, пластичности. Цель мероприятия — указать оптимальный режим эксплуатации с лучшим набором характеристик.

  • Изменение структуры металла. У сварных конструкций наблюдается образование мартенситных зерен. Явление связано с перенасыщением раствора соединениями «Fe» и «C», под микроскопом видна пластинчатая структура. Испытания образца под нагрузкой свидетельствуют об уменьшении прочности в околосварной области.
  • Характер деформаций. Величина ударной вязкости прямо пропорциональна скорости и времени действия напряжений.

Регламент устанавливает размеры проб и методы испытаний сортового и фасонного проката. Норматив распространяется на листовую и полосовую сталь толщиной более 5 мм.

Цель мероприятия — определить ударную вязкость металла в условиях пластической деформации или искусственного старения. Метод проверки основан на сравнении результатов до и после нагрузки. Существенная разность параметров свидетельствует об ухудшении механических свойств, то есть, о старении металла.

Работу начинают с подготовки образцов. Размер брусков зависит от габаритов профиля. Для проката толщиной более 12 мм вырезают образец 12х12х250 мм. Если в нормативно-технической документации не указано количество, подготавливают не менее трех проб.

Для тестирования используют устройства:

  • испытательные машины, универсальные и разрывные пресса;
  • нагревательные приборы, которые обеспечивают равномерное поднятие температуры;
  • термопары;
  • регулирующие и измерительные устройства;
  • маятниковый копер.

Старение металла

Чтобы выявить тенденцию ухудшения механических свойств, концы заготовки зажимают в фиксирующих приспособлениях. На поверхности металла делают отметки.

Различают несколько форм надрезов. Разновидности обозначений:

  • KCU — со скруглением в виде «U»;
  • KCT — с трещиной (параллельными гранями) — «T»;
  • KCV — с острыми краями — «V».

Заготовку кладут надрезом вниз. Когда установку включают, маятниковый копер ударяет участок, который находится напротив отметки. Температура проведения испытания — +20 0C.

Работу маятникового копра определяют по шкале. Согласно стандарту, степень деформации на растяжение составляет 10±0,5% остаточного удлинения.

Чтобы выявить склонность металла к старению, применяют формулу:

  • в числителе указывают проката разницу между «КС» и «КСА»;
  • результат делят на «КС»;
  • сумму умножают на 100%.

Под аббревиатурой «KC» и «KCA» понимают среднеарифметические показатели до и после испытаний. Результат измеряют в Дж/см2

Численные значения параметров используют для построения графика. Нисходящая или восходящая кривая показывает тенденцию к старению.

Если испытывают деформированную конструкцию, контрольный образец подвергают искусственному старению. Технология включает этапы:

  • нагрев до температуры 250 0C;
  • выдержка металла в камере — 60 минут;
  • охлаждение образца на воздухе.

Методы отбора проб

Правила подготовки образцов перечислены в ГОСТ 7564-97. Отдельные пункты продублированы в стандартах, которые регламентируют испытания на изгиб, растяжение, усадку, старение.

В общих требованиях (приложениях к нормативу Б, В и Г) перечислены параметры:

  • Место вырезания контрольного образца, в зависимости от направления прокатывания (вдоль или поперек). Критерий определяется размерами, формой поставки и типом проката (листовой, сортовой или фасонный).
  • Схема отбора проб у конструкций круглого, квадратного, прямоугольного и других профилей. Регламент распространяется на широкополосный и листовой прокат.
  • Минимальное расстояние от концов изделия до места взятия пробы.

Перед работой контрольные образцы маркируют. Минимальное количество проб указано в регламентах на соответствующий вид испытаний.

Положительные и отрицательные результаты записывают в журнале и протоколах.

Уточняйте актуальные цены у наших менеджеров
info@mssz.spb.ru