Металлы и сплавы. Методы испытаний на климатических испытательных станциях

2.1. Сущность методов заключается в экспонировании образцов в условиях, сочетающих воздействие климатических факторов и внешних растягивающих напряжений.

2.2. Метод испытаний при постоянной деформации

2.2.1. Отбор образцов - по пп. 1.2.2 — 1.2.11.

Для испытаний применяют плоские и кольцевые образцы. Допускается применять образцы в виде петель.

2.2.2. Аппаратура - по п. 1.3.

Скоба для создания напряжения растяжения в плоских образцах толщиной не более 10 мм путем их изгиба. При изготовлении скобы из металла между образцом и опорами скобы и вкладыша помещают электроизоляционные прокладки. Конструкция скобы приведена в приложении 4.

Шпилька стяжная, проходящая через диаметрально противоположные отверстия в образцах, для создания напряжения растяжения в кольцевых образцах путем их сжатия. Конструкция шпильки приведена в приложении 4.

2.2.3. Подготовка к испытаниям - по п. 1.4.

При этом для плоских образцов стрелу прогиба (f), мм, вычисляют по формуле

,                                      (1)

где s' — напряжение при нагрузке, МПа;

Е - модуль упругости, МПа;

δ — толщина образца, мм;

l1 и l2 — расстояния между опорами скобы и вкладыша, мм.

Для кольцевых образцов величину деформации (f1), мм, вычисляют по формуле

,                                                          (2)

где D - исходный внешний диаметр кольца, мм;

δ — толщина кольца, мм.

Значение (s') в формулах (1) и (2) в МПа вычисляют по формуле

,                                                   (3)

где; s = s0,2∙K

(s0,2 — предел текучести испытуемого материала при растяжении, МПа;

K — коэффициент, показывающий отношение задаваемых напряжений к пределу текучести материала).

2.2.4. Проведение испытаний - по п. 1.5.

При этом образцы размещают на стендах таким образом, чтобы поверхность, находящаяся под растягивающим напряжением, была обращена вверх.

Испытания образцов проводят при напряжении, равном 0,9 предела текучести испытуемого металла.

При высокой скорости разрушения образцов испытания повторяют на нескольких уровнях напряжения, достаточных для построения характеристической кривой (время до разрушения — напряжение). При испытании сварных образцов построение характеристических кривых обязательно.

При испытании сварных образцов напряжение выбирают в зависимости от предела текучести основного металла, а при сваривании разнородных металлов — от предела текучести менее прочного металла. Если предел прочности сварного соединения меньше предела текучести свариваемых металлов, напряжение выбирают, исходя из прочности сварного соединения. Плоские сварные образцы испытывают без снятия и (или) со снятием усилия как с лицевой, так и с оборотной стороны.

При испытаниях образцы периодически перегружают (образец полностью разгружают и вновь нагружают в соответствии с первоначальным расчетом величины деформации). Перегружение образцов проводят через 3, 6, 12 мес и в дальнейшем — 1 раз в год.

2.2.5. Обработка результатов испытаний

Стойкость к коррозии под напряжением оценивают по среднему арифметическому значению времени до появления трещин или до разрушения образцов.

Если более половины из испытуемых параллельно образцов не подверглись растрескиванию или разрушению, испытания повторяют и за критерий принимают среднее арифметическое значение времени, вычисленное из всех значений времени для треснувших или разрушившихся образцов. При этом указывают, что время до появления трещин или разрушения испытуемого металла или сплава больше вычисленного среднего арифметического значения для всех треснувших или разрушившихся образцов.

При отсутствии разрушения образцов для установления влияния механической нагрузки на скорость коррозии определяют в процентах изменение предела прочности (Q) испытуемого металла по сравнению с исходным по формуле

,                                                   (4)

где sв — предел прочности до испытаний, МПа;

sвк — предел прочности после испытаний, МПа.

Кроме указанной оценки, коррозионную стойкость образцов определяют по ГОСТ 9.908–85.

2.3. Метод испытаний при постоянной осевой растягивающей нагрузке

2.3.1. Отбор образцов - по пп. 1.2.2 — 1.2.11.

При этом применяют образцы прямоугольного или круглого сечения. Форма и размеры образцов приведены в рекомендуемом приложении 4.

2.3.2. Аппаратура — по п. 1.3.

Специальные установки пружинной или рычажной конструкции для нагружения образцов.

2.3.3. Подготовка к испытаниям - по п. 2.2.3.

2.3.4. Проведение испытаний - по п. 2.2.4.

При этом испытания образцов проводят при напряжении, равном 0,75 предела текучести испытуемого металла.

2.3.5. Обработка результатов испытаний - по п. 2.2.5.