что такое ударная вязкость по шарпи

Что такое ударная вязкость по шарпи

ГОСТ 4647-80
(CT CЭB 1491-79)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Метод определения ударной вязкости по Шарпи

Plastics. Method for determination of Charpy’s impact strength

Дата введения 1981-06-01

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством химической промышленности СССР

Г.И.Файдель, Е.Л.Татевосян, И.И.Фарберова, Л.Д.Дерюгина

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета по стандартам от 25.12.80 N 5969

4. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 1491-79 и МС ИСО 179-82

6. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

7. Ограничение срока действия снято по протоколу N 3-93 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 5-6-93)

8. ПЕРЕИЗДАНИЕ (июнь 1998 г.) с Изменением N 1, утвержденным в декабре 1988 г. (ИУС 4-89)

ВНЕСЕНО Изменение N 2, принятое Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации по переписке (протокол N 28 от 23.03.2007). Государство-разработчик Россия. Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 19.06.2007 N 144-ст вводится в действие на территории РФ с 01.01.2008

Изменение N 2 внесено изготовителем базы данных по тексту ИУС N 9, 2007 год

Настоящий стандарт распространяется на пластмассы и устанавливает метод определения ударной вязкости по Шарпи на образцах с надрезом и без надреза.

Сущность метода заключается в испытании, при котором образец, лежащий на двух опорах, подвергается удару маятника, причем линия удара находится посередине между опорами и непосредственно напротив надреза у образцов с надрезом.

В настоящем стандарте дополнительно приведен метод определения ударной вязкости по Шарпи без регистрации силы при ударе (приложение 4). Приложение 4 представляет собой аутентичный текст международного стандарта ИСО 179-1-2000 «Пластмассы. Определение ударной вязкости по Шарпи. Часть 1. Не инструментальный метод испытания на ударную вязкость.

Перечень материалов, испытываемых по настоящему стандарту, приведен в приложении 1.

Пояснения к терминам, применяемым в настоящем стандарте, даны в приложении 2.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

1. ОТБОР ОБРАЗЦОВ

1.1. Для испытания применяют образцы трех типов, размеры которых приведены в табл.1.

Источник

Испытания на ударный изгиб по Шарпи — суть метода. Ударные испытания материалов.

Испытания на ударный изгиб по Шарпи — это один из часто используемых способов тестирования на прочность. Этот метод является важной частью многих комплексных программ для тестирования изделий. Кроме того, сам по себе он также дает много ценной информации об изделии и его прочности. Которая во многих случаях является исчерпывающей.

Испытание на ударный изгиб по Шарпи было изобретено в 1900 году Жоржем Августином Альбертом Шарпи (1865-1945). Однако этот способ ударных испытаний материалов до сих пор используется в качестве экономичного метода контроля качества и прочности материалов.

В чем суть ударных испытаний на изгиб по Шарпи?

С помощью таких ударных испытаний материалов специалисты могут получить представление о прочности изделия, а также опровергнуть или подтвердить заявленный уровень этой характеристики.

При помощи сильного и резкого механического воздействия на объект, исследователи определяют количества энергии, которое материал способен поглощать.

Ударные испытания материалов по Шарпи имеют свои рекомендации и нормы. Они описаны в ГОСТ Р ИСО 148-1-2013 для металлов и ГОСТ 4647-80 для пластмасс.

Как проводятся ударные испытания на ударный изгиб по Шарпи?

Для проведения испытаний на ударный изгиб по Шарпи помимо образца материала используется маятниковый копер.

uit ipt

Груз на рукаве конце маятника устанавливается немного выше над исследуемым материалом. Образец материала устанавливается у основания копера по центру. Таким образом, на исследуемый образец приходится максимальная сила удара груза маятника в данной конструкции.

Ударные испытания по Шарпи проводятся в условиях различных температур. Поскольку значения энергии необходимой для разрушения того или иного материала может отличаться в зависимости этого.

Затем данные, полученные при ударных испытаниях материалов по Шарпи, заносятся в график как функция температуры. Вычисляется переход пластичного хрупкого состояния.

Это важная информация для составления характеристики материала. Помимо прочего ее необходимо получить для определения минимальной рабочей температуры для исследуемого материала

Источник

Испытание на ударный изгиб («impact test»)

Ударная вязкость («impact elasticity») – одна из важнейших характеристик конструкционных сталей. Данная характеристика определяется при испытании на ударный изгиб и показывает величину работы, которую нужно потратить, чтобы 59291130.re8l3rimt5.W665разрушить стандартный образец с надрезом на специально разработанном для данного испытания оборудовании – маятниковом копре.

Измеряется ударная вязкость в кгc/см2 или в Дж/см2, данная размерность показывает отношение работы, потраченной на разрушение испытываемого образца, к площади его поперечного сечения.54827553.46zhtnjosr.W665

Одним из основных критерием качества сталей является способность сопротивления хрупкому разрушению, эта способность качественно выражена в величине ударной вязкости.

Хрупкое разрушение – наиболее опасный вид разрушения конструкции. Его опасность заключается в том, что оно происходит без каких-либо предвестников (например, без пластической деформации). А рост трещины происходит практически мгновенно, скорость распространения трещины при хрупком разрушении приблизительно равна скорости звука в металле. Более подробно о механизме хрупкого разрушения будет рассказано в других статьях.

Теперь, когда вы поняли насколько важна такая характеристика как ударная вязкость, поговорим об образцах для испытания. Так как трещина в металле начинает расти от места скопления микротрещин (когда размер скопления достигает критического уровня), которые обязательно присутствуют в реальных конструкциях, то на образцах для испытания делают искусственный дефект – надрез. Существует два основных типа образцов для испытания на ударную вязкость, которые различаются типом надреза.

Читайте также:  компьютер включается и сразу выключается и так бесконечно после чистки

Первый тип – образец с полукруглым надрезом, который обозначают латинской буквой «U» и называют образцом «Менаже» в честь ученого, предложившего данный тип образца. Радиус у основания надреза 1 мм.54828688.8d1j7sv6l3.W665

Второй тип – образец с острым надрезом, который обозначается латинской буквой «V» и называют образцом «Шарпи», также назван в честь ученого, который его предложил и впервые использовал. Радиус у основания надреза 0,25 мм. Тип образца во время экспертизы металла выбирается, исходя из нормативных документов.

Ударная вязкость состоит из двух составляющих – из работы зарождения и работы распространения трещины. Отсюда вытекает логичное умозаключение, что ударная вязкость на образцах «Шарпи» существенно меньше, чем на образцах «Менаже», за счет меньшей работы зарождения трещины.

Кроме типа надреза на величину ударной вязкости прямое влияние оказывает температура испытания. С понижением температуры испытания ударная вязкость снижается, как и меняется характер разрушения образца с вязкого (со значительно степенью пластической деформации), на хрупкий (с практически полным отсутствием пластической деформации). Переход от вязкого к хрупкому разрушению с понижением температуры обусловлен таким явлением, как хладноломкость. Хладноломкость выражена в существенном увеличении предела текучести и снижении относительного удлинении с понижением температуры и характерна для металлов с объемноцентрированной кристаллической решеткой (Fe, Cr, Mo и другие).

Внешний вид образцов после испытания на ударный изгиб, проведенного нашей компанией, представлен на фото. 54827648.s7viudfm8c.W665Хорошо видно различие между образцами, разрушенными по разным механизмам. Вязкий излом с матовой поверхностью и следами пластической деформации в зоне разрушении. И хрупкий излом с блестящей поверхностью и без следов деформации – ровный скол, будто бы образец был разделен острым ножом. Есть еще и промежуточный вид – смешанное разрушение, в котором присутствует и вязкая, и хрупкая составляющая.

Доля вязкой составляющей является второй характеристикой, после ударной вязкости, которая определяется при испытании на ударный изгиб. Долю вязкой составляющей определяют визуально, изучая строение излома образца после испытания, измеряют ее в %.

Критическая температура хрупкости – очень важный критерий при оценке качества сталей, который показывает до какого момента сталь разрушается преимущественно по вязкому механизму. Использование стали при температурах ниже критической температуры хрупкости нежелательно.

Россия в значительной степени северная страна, где отрицательные температуры сохраняются в течение длительного времени. Освоение полярных и при полярных территорий, богатых природными ресурсами, с одновременным усложнением архитектурной конфигурации возводимых сооружений, ставит задачу по разработкам сталей с высоким уровнем сопротивления хрупкому разрушению. О способах повышения ударной вязкости в сталях я расскажу в следующих статьях.

Источник

Ударная вязкость стали и металлов: что это такое, испытание, с какой целью определяют удельное обозначение

lazy placeholder

Иногда самый прочный материал, например, чугун, становится хрупким при воздействии определенных механических внешних нагрузок, в то время как мягкий алюминий (все мы гнули алюминиевые ложки в детском саду) в ряде случаев оказывается более приспособленным, не крошится и не ломается. В статье мы расскажем, почему так происходит, а также поговорим про испытания металлов на ударную вязкость – что это такое, характеристика для стали, в каких единицах измеряется и на что влияет.

lazy placeholder

Что такое ударопрочность и как её измеряют

Представим ситуацию. По дороге с быстрой скоростью едет автомобиль. Он постоянно на протяжении всего пути испытывает вибрации и осевую нагрузку на ряд деталей, подвеску. При этом все хорошо, все узлы работают правильно. Затем водитель не справляется с управлением и попадает в яму. Запчасти выходят из строя, так как внутренние напряжения и силы, во-первых, увеличиваются, во-вторых, получаются разнонаправленными.

Прочность в данной ситуации оказалась низкой, так как она деформировалась, вышла из строя. Так как разные сплавы неодинаково переносят механические и химические влияния, то для различных целей (автомобилестроение, станкостроение, обыкновенные штамповочные детали, гвозди и пр.) необходимо применять различные металлы.

lazy placeholder

Обозначение ударной вязкости – какую способность материала характеризует: что так называют

Определимся с терминологией. это способность воспринимать и поглощать кинетическую энергию. Часто такая приложенная сила ведем к разрушениям, но по отношению к этому веществу – только к пластичным или непластичным деформациям.

Обычно испытания проводятся в лаборатории опытным путем. Заготовки одинаковых размеров в нейтральных условиях (чтобы больше не оказывалось ни температурного, ни иного влияния) подвергают нагрузкам, увеличивая их. Затем наблюдают за поведением металла. Проверяют подверженность противодействию, поэтому последней проверкой является та, от которой на опытном образце появились трещины, отломалась часть.

Второй вариант – математические вычисления. Это более точный процесс, то при этом необходимо руководствоваться многочисленными нюансами – от размеров, угла приложения силы, до воздействий извне.

В чем измеряется и как обозначается

Физическое обозначение КС. Этими буквами подписывается параметр на схемах и чертежах, а также подставляется в формулы ударной вязкости. Единица измерения ударной вязкости в системе интернациональных – кДж/м2, но чаще используется значение, выраженное в Дж/см2.

Читайте также:  смайлик в очках с усами что значит

Сейчас будет уместно привести формулу, по которой производится математический расчет.

Это упрощенный алгоритм вычисления, в то время как в лабораторных условиях учитываются толщину и массу, степень термической обработки, а также экспериментируют с другими показателями.

lazy placeholder

От чего зависит ударная вязкость и испытание материалов на удельное значение: зависимость от температуры

Первый параметр, который сильно меняет результаты исследований – это температурные условия. Еще раньше было известно, что при нагреве сплавы становятся более мягкими, податливыми к деформированию, именно по этой причине при ковке используют термообработку. А вот при очень низких градусах или при большом перепаде повышается хрупкость.

В связи с этим обычно определяется оптимальный температурный режим – те максимальные и минимальные значения эксплуатации, во время которых можно достичь лучших показателей. Затем постепенно исследователи снижают градусы вплоть до минуса 80 или 100. В каждый из этапов остывания заготовки подвергают проверке.

Получается диаграмма, согласно которой можно определить хладноломкость, ломкость, прочность, температуру пластичных деформаций. Второе значение – это химический состав компонентов – наличие легирующих веществ и величина углерода. согласно этому всю сталь разделяют на марки.

Если деталь подвергалась сварочному присоединению, то велика вероятность образования мартенсита. Такая металлическая микроструктура игольчатого типа может привести к снижению прочности. И последний показатель, который исследователи меняют, – это скорость проведения деформаций. От быстроты напряжений и их последовательности также зависит результат.

lazy placeholder

Испытание материалов на ударную вязкость: что это за процедура

Не все предметы можно подвергать тестированию. Так как есть идеально выверенный до тысячной эталон килограмма, так и в лабораторию поставляются только одинаковые, созданные по ГОСТ подопытные экземпляры. Они могут быть трех типов:

Есть несколько разновидностей процедур. Ее выбор зависит от того, с какой целью определяют ударную вязкость материала. От этого будет выбрано тестирование:

lazy placeholder

Маятниковый копер

Это один из наиболее регулярных экспериментов, поэтому мы опишем его начиная с подготовительного этапа, заканчивая оценкой. Первое и важное правило – все экспериментальные бруски должны быть полностью идентичны по размерам, а также следует их изготавливать одновременно, при одинаковых условиях – как с точки зрения химического состава сплава, так и со стороны металлообработки. Результативность может быть оценена по одной из характеристик:

Отбор образцов

Вся технология изготовления заготовок для опытов прописана в соответствующем нормативном документе – ГОСТ 7565. Следует полностью ориентироваться на нормативы в нем, но иногда поступает особый технический заказ, например, когда предопределены особые условия эксплуатации детали. Тогда можно проделать процедуру по требованиям, однако, важно, чтобы температурный режим оставался в границах неизменности кристаллической решетки.

lazy placeholder

Определение: в чем измеряется ударная вязкость металла

Первые испытания с маятником были предложены Жоржем Шарпи, именно по этой причине его метод используется до сих пор и назван его именем. Его мысль заключалась в следующем: надрез увеличивает чувствительность. Проверка сопровождается охлаждением окружающих условий, а вместе с тем переходом металла от пластичного состояния в хрупкое.

Метод Шарпи

Он заключается в двух последовательных действиях:

Соответственно приведем формулу по Шарпи КС = К / F, где:

Алгоритм проведения (схема) испытания на ударную вязкость

lazy placeholder

Методы определения ударной вязкости

Важны следующие нюансы:

Определение ударной вязкости и размерности металла при пониженных температурах

Мы уже объяснили, что после проведения ряда тестов, образуется определенная диаграмма. Кривая имеет два порога – минимум, хрупкость, которая наступает из-за переохлаждения, и максимум – когда нагрев изменяет кристаллическую решетку сплава.

lazy placeholder

Другие испытания

Вместо маятника может использоваться молот. Помимо ударной прочности заготовки из стали и металла требуется проверить на растяжку и кручение, на излом. Все это дает полную комплексную картину о том или ином материале для строительства.

Таблица с показателями

Каждый раз проводить эксперименты не требуется, так как большинство из них уже произведено. Достаточно только пользоваться предложенными ГОСТами. Вот показатели различных наиболее распространенных марок:

Сталь Толщина проката Ударная вязкость, Дж/см2, не менее
KCU KCV
Ст3пс 3,0 — 5,0 49 9,8
Ст3сп 5,1 — 10,0 108 34
Ст3Гпс 10,1 — 26,0 98 29
Ст3Гсп 26,1 — 40,0 88
Для Ст3кс — не нормируется

Определение порога хладноломкости

Для этого требуется продолжить проверки по методу Шарпи и зафиксировать ту отрицательную температуру, при которой увеличивается хрупкость. Порог не является моментальным, обычно он состоит из двух температурных точек – максимальной и минимальной.

Обработка полученных результатов

После тестирования будут получены либо разрушение, либо деформация. В первом случае это требуется зафиксировать, а затем продолжить тесты, но с использованием небольших усилий. А во втором следует подвергнуть итоги математическим вычислениям по указанной выше формуле.

В статье мы рассказали, как обозначается ударная вязкость и как ее узнать. В качестве завершения темы посмотрим видео:

На сайте компании «Рокта» вы сможете узнать о других свойствах металлов, а также найти широкий перечень оборудования для ленточного пиления. Переходите в наш каталог, чтобы узнать больше.

Чтобы уточнить интересующую вас информацию, свяжитесь с нашими менеджерами по телефонам 8 (908) 135-59-82; (473) 239-65-79; 8 (800) 707-53-38. Они ответят на все ваши вопросы.

Читайте также:  что такое справедливость философия

Источник

Что такое ударная вязкость по шарпи

Метод определения ударной вязкости по Шарпи

Plastics. Method for determination of Charpy impact strength

Дата введения 2017-01-01

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации материалов и технологий» (ФГУП «ВНИИ СМТ») совместно с Открытым акционерным обществом «НПО Стеклопластик»; Автономной некоммерческой организацией «Центр нормирования, стандартизации и классификации композитов» и Открытым акционерным обществом «Институт пластмасс имени Г.С.Петрова» при участии Объединения юридических лиц «Союз производителей композитов» на основе аутентичного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 5

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 230 «Пластмассы, полимерные материалы и методы их испытаний»

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 12 ноября 2015 г. N 82-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Минэкономики Республики Армения

Госстандарт Республики Беларусь

Госстандарт Республики Казахстан

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 20 ноября 2015 г. N 1915-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 4647-2015 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2017 г.

7 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Июль 2017 г.

ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 5, 2019 год

Поправка внесена изготовителем базы данных

1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт распространяется на пластмассы и устанавливает метод определения ударной вязкости по Шарпи на образцах с надрезом и бeз надреза.

Данный метод применяют для оценки поведения образцов для испытания, предусмотренных настоящим стандартом, под действием ударных напряжений и для оценки хрупкости или вязкости образцов в пределах, установленных условиями испытания.

1.2 Ударную вязкость по Шарпи определяют для следующих материалов:

— жестких термопластов для литья и экструзии, включая наполненные и упрочненные композиции;

— жестких листов из термопластов и реактопластов;

— жестких формовочных peaктопластов, включая наполненные и упрочненные композиции и слоистые пластики;

— термо- и реактопластов, упрочненных волокном, включая материалы с однонаправленными или разнонаправленными упрочняющими компонентами, такими как маты, ткани, стеклянные ткани из ровинга, рубленные комплексные нити с комбинированными и гибридными упрочняющими компонентами, ровинги и дробленые волокна);

— листов из предварительно пропитанных материалов (препреги), включая наполненные и упрочненные композиции;

— термотропных жидкокристаллических полимеров;

1.3 Настоящий стандарт предусматривает использование образцов для испытания, которые могут быть изготовлены методами прессования, литья под давлением или экструзии, механической обработкой из готовых изделий, полуфабрикатов, слоистых пластиков и листов, полученных экструзией или литьем.

1.4 В настоящем стандарте установлены рекомендуемые размеры образца для испытания. Испытания, проведенные на образцах разных размеров или с разными надрезами или на образцах, изготовленных при разных условиях, например на образцах специально изготовленных и полученных из готовых изделий, могут дать несопоставимые результаты. Другие факторы, такие как энергия маятника, скорость нанесения удара и условия кондиционирования образцов, также влияют на результаты испытания.

1.5 Результаты испытаний используют для контроля качества пластмасс и готовых изделий из пластмасс, для сравнения свойств пластмасс, а также при проведении исследовательских работ (см. раздел 10).

1.6 Данный метод не рекомендуется применять для конструкторских расчетов.

Более полную информацию о поведении материала можно получить, испытывая его при различных температурах, скоростях удара маятника, путем изменения радиуса надреза (см. раздел 10) и/или толщины образца, а также испытывая образцы, изготовленные в различных условиях.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 6507-90 Микрометры. Технические условия

ГОСТ 10708-82 Копры маятниковые. Технические условия

ГОСТ 12015-66 Пластмассы. Изготовление образцов для испытания из реактопластов. Общие требования

ГОСТ 12019-66 Пластмассы. Изготовление образцов для испытания из термопластов. Общие требования

ГОСТ 12423-2013 (ISO 291:2008) Пластмассы. Условия кондиционирования и испытания образцов (проб)

ГОСТ 14359-69 Пластмассы. Методы механических испытаний. Общие требования

ГОСТ 26277-84 Пластмассы. Общие требования к изготовлению образцов способом механической обработки

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 ударная вязкость по Шарпи образца без надреза а , кДж/м : Энергия удара, поглощенная при разрушении испытуемого образца без надреза, отнесенная к площади первоначального поперечного сечения образца.

3.2 ударная вязкость по Шарпи образца с надрезом а , кДж/м : Энергия удара, поглощенная при разрушении испытуемого образца с надрезом, отнесенная к площади первоначального поперечного сечения образца под надрезом.

3.3 удар в ребро (параллельно ширине образца) е: Направление удара параллельно размеру b, с ударом по узкой продольной поверхности образца h l (см. рисунки 1 и 3).

3.4 удар плашмя (параллельно толщине образца) f: Направление удара параллельно размеру h, с ударом по широкой продольной поверхности образца b l (см. рисунки 2 и 3).

3.5 перпендикулярный удар n: Направление удара перпендикулярно к плоскости упрочняющего материала (ориентации слоев) (см. рисунок 3).

3.6 параллельный удар р: Направление удара параллельно плоскости упрочняющего материала (см. рисунок 3).

P004700000000

P004C00000000

4 Сущность метода

P005500000000

Источник

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Праздники по дням и их значения
Adblock
detector