2. ОБЪЕМ ИСПЫТАНИЙ
2. ОБЪЕМ ИСПЫТАНИЙ 
2.1. Условные обозначения:
t
сигма - предел прочности при температуре t, МПа;
в
с
дельта - суммарное удлинение при нагружении, %;
н
у сигма
дельта = ----- - упругое удлинение при нагружении (Е -
н Е Т
Т
модуль нормальной упругости металла при температуре испытания,
МПа), %;
с у
дельта = дельта - дельта - остаточное удлинение при
н н н
нагружении, %;
с
дельта - суммарное удлинение во время испытаний, %;
в
с у
дельта = дельта - дельта - остаточное удлинение во время
в в н
испытаний, %;
п с с
дельта = дельта - дельта - деформация ползучести, %;
в в н
тау - время измерения удлинения, ч;
в
тау - время, соответствующее заданному остаточному
дельта
з
удлинению дельта , ч;
з
тау - время до разрушения, ч;
к
t
i с у
t , сигма , тау , сигма , дельта , дельта , дельта ,
i i к в н н н
i i i i
с п
дельта , дельта , дельта , тау - параметры i-гo испытания.
в в в в
i i i i
Остальные условные обозначения - согласно разделу 1.1.
2.2. Все испытания на жаропрочность проводятся согласно действующим государственным стандартам.
2.3. Образцы для испытаний каждой партии стали (сплава) изготавливаются из металла, механические свойства которого по пределам прочности и текучести при температуре 20 °С различаются не более чем на +/- 50 МПа.
2.4. При каждом режиме испытывается не менее двух параллельных образцов. Если времена до разрушения параллельных образцов при любом режиме различаются между собой более чем в 2 раза, то проводятся дополнительные испытания на двух образцах при том же режиме.
При обработке учитываются все результаты, полученные при основных и дополнительных испытаниях.
2.5. Испытания на жаропрочность проводятся при температурах из следующего ряда:
- для углеродистых и малолегированных сталей - 400; 425; 450; 475; 500; 525 и 550 °С;
- для среднелегированных сталей - 400; 425; 450; 475; 500; 525; 550; 575; 600; 625 и 650 °С;
- для аустенитных и высокохромистых сталей - 400; 450; 500; 550; 600; 650; 700; 750 и 800 °С;
- для сплавов - 500; 550; 600; 650; 700; 750; 800; 850; 900; 950; 1000; 1050 и 1100 °С.
2.6. При испытаниях на жаропрочность температура испытаний t
1
должна соответствовать ближайшей по отношению к температуре t из
м
ряда, указанного в пункте 2.5 (t ~= t ).
1 м
2.7. Допустимо проводить испытания при большем числе режимов и большем времени до разрушения, чем указано в настоящем разделе.
2.8. План полных испытаний
2.8.1. Испытания должны быть проведены по режимам (напряжение,
температура):
сигма , сигма и сигма при t ~= t ;
1 2 3 1 м
сигма , сигма и сигма при t > t .
4 5 6 2 1
Значения t и t принимаются согласно пункту 2.5.
2 1
2.8.2. Среднее время до разрушения тау должно быть не менее:
к
0,005 тау для сигма ;
з 1
0,020 тау для сигма ;
з 2
0,060 тау для сигма ;
з 3
0,003 тау для сигма ;
з 4
0,010 тау для сигма ;
з 5
0,050 тау для сигма .
з 6
Разница между значениями напряжений испытаний сигма должна
i
составлять не менее 10%.
При выборе значений напряжений сигма , сигма , с которых
1 4
следует начинать испытания, ориентиром может служить значение
t
0,6 - 0,8 сигма .
в
Значения времени до разрушения, полученные при испытаниях, должны охватывать интервал не менее 1,3 порядка по логарифмической шкале времени.
2.8.3. Число испытанных образцов должно быть не менее 12.
2.8.4. Испытания проводятся с измерением деформации.
2.8.5. Результаты обрабатываются аналитическим методом для планируемых испытаний. При определении условных пределов длительной прочности и ползучести допустимо обрабатывать данные испытаний упрощенным аналитическим методом.
2.9. План длительных испытаний
2.9.1. Испытания должны быть проведены при температуре
t ~= t (см. пункты 2.5 и 2.6).
1 м
2.9.2. Испытания проводятся при пяти напряжениях, причем
среднее время до разрушения тау должно быть не менее:
к
0,005 тау для сигма ;
з 1
0,030 тау для сигма ;
з 2
0,070 тау для сигма ;
з 3
0,150 тау для сигма ;
з 4
0,250 тау для сигма .
з 5
Указания по выбору напряжения сигма по разнице между
1
значениями напряжений и значениями времени до разрушения даны
в пункте 2.8.2.
2.9.3. Число испытанных образцов должно быть не менее 10.
2.9.4. Испытания для получения условного предела ползучести проводятся с измерением деформации.
2.10. План сокращенных испытаний
2.10.1. Испытания должны быть проведены по режимам
(напряжение, температура):
сигма , сигма и сигма при t >= t (см. пункт 2.5);
1 2 3 1 м
сигма , сигма и сигма при t = t + 50 °С.
4 5 6 2 1
2.10.2. Среднее время до разрушения тау должно быть не менее:
к
0,004 тау для сигма ;
з 1
0,010 тау для сигма ;
з 2
0,015 тау для сигма ;
з 3
0,002 тау для сигма ;
з 4
0,005 тау для сигма ;
з 5
0,010 тау для сигма .
з 6
Указания по выбору напряжений сигма и сигма по разнице между
1 4
значениями напряжений и по значениям времени до разрушения даны
в пункте 2.8.2.
2.10.3. Число испытанных образцов должно быть не менее 12.
2.10.4. Испытания проводятся с измерением деформации.
2.10.5. Результаты обрабатываются аналитическим методом для планируемых испытаний. Допустимо определять условные пределы длительной прочности и ползучести упрощенным методом.
2.11. План оценочных испытаний
2.11.1. Испытания должны быть проведены по режимам
(напряжение, температура):
сигма при t >= t (см. пункт 2.5);
1 1 м
сигма при t = t + 50 °С.
2 2 1
2.11.2. Значения напряжений выбираются по нижней границе
допускаемой полосы разброса для условного предела длительной
прочности нормативных характеристик марки стали (сплава) при
времени до разрушения тау , равном 300 ч.
к
Для сталей, приведенных в НД Госгортехнадзора России, нижняя граница строится при напряжениях, меньших нормативных на 20%.
2.11.3. Число испытанных образцов должно быть не менее 4.
2.11.4. Испытания проводятся без измерения деформации.
2.11.5. Оценка длительной прочности стали (сплава) производится по ускоренному методу.
2.12. Лабораторные характеристики жаропрочности определяются на металле трех лабораторных партий стали (сплава), каждая из которых испытывается по плану сокращенных испытаний (см. раздел 2.10 настоящих Методических указаний).
Данные испытаний каждой партии обрабатываются согласно пункту 2.10.5. Совместная обработка характеристик жаропрочности обследованных партий производится аналитическим методом для планируемых испытаний.
2.13. Первичные характеристики жаропрочности определяются на металле трех опытно-промышленных партий. План испытаний и обработка результатов такие же, как и при определении лабораторных характеристик (см. пункт 2.12).
2.14. Предварительные нормативные характеристики определяются на металле четырех первых промышленных партий стали (сплава). Допустимо проводить испытания на металле первой партии, уточняя полученные характеристики данными испытаний последующих партий.
Испытания каждой партии металла выполняются по плану полных испытаний (см. раздел 2.8 настоящих Методических указаний), а обработка данных как по отдельной партии, так и по совокупности характеристик жаропрочности обследованных партий - аналитическим методом для планируемых испытаний.
Если испытания на жаропрочность были проведены и обработаны не по настоящим Методическим указаниям, то совокупность характеристик жаропрочности партий можно обрабатывать аналитическим методом для произвольных испытаний.
2.15. Нормативные характеристики жаропрочности определяются на металле промышленных партий, представляющих марку стали или сплава (см. пункт 1.2.4).
План испытаний и обработка результатов такие же, как и при определении предварительных нормативных характеристик (см. пункт 2.14).
2.16. Испытания для оценки жаропрочных свойств отдельных партий металла в исходном состоянии и металла изделий при эксплуатации проводятся по плану сокращенных испытаний. Допускается проведение испытаний без измерения деформации.
2.17. Контроль жаропрочных свойств отдельных партий металла или металла изделий после окончательных технологических операций проводится на основании результатов испытаний по оценочному плану (см. раздел 2.11 настоящих Методических указаний).
2.18. По данным испытаний на жаропрочность строятся кривые деформирования (первичные кривые ползучести) в координатах тау - дельта (рисунок 1 - здесь и далее рисунки не приводятся). Кривые деформирования рекомендуется получать с помощью компьютера по программам Б.1.1 и Б.1.2 Приложения Б.
2.19. По кривым деформирования для каждого испытания можно
определить время тау , соответствующее заданному остаточному
дельта
з
удлинению дельта (см. рисунок 1).
з
2.20. В результате испытаний образцов на жаропрочность с
измерением деформации должны быть получены значения:
- температуры t;
- напряжения сигма;
- времени тау и тау ;
в к
с у н с п
- удлинения дельта ; дельта ; дельта ; дельта ; дельта ;
н н н в в
дельта ;
к
- сужения пси .
к
2.21. Испытания для определения кратковременных механических
свойств стали (сплава) проводятся на девяти образцах от каждой
партии металла. Для определения характеристик стали (сплава)
образцы испытываются при температурах t , t (принимаемых по
1 2
пунктам 2.8.1; 2.9.1; 2.10.1 и 2.11.1) и t = 20 °С.
3
Количество партий для определения лабораторных, первичных,
предварительных нормативных и нормативных характеристик
принимаются согласно пунктам 2.12; 2.13; 2.14 и 2.15 настоящих
Методических указаний.
Рекомендуется для каждой партии и совокупности партий строить
температурную зависимость в интервале от t до t на основании
3 1
проведения дополнительных испытаний не менее чем при двух
значениях температуры из следующего ряда:
- для углеродистых и малолегированных сталей - 100; 150; 200;
250; 300; 350; 400; 450 и 500 °С;
- для среднелегированных сталей - 100; 150; 200; 250; 300;
350; 400; 450; 500; 550 и 600 °С;
- для аустенитных и высокохромистых сталей - 100; 150; 200;
250; 300; 350; 400; 450; 500; 550; 600; 650; 700; 750 и 800 °С;
- для сплавов - 100; 150; 200; 250; 300; 350; 400; 450; 500;
550; 600; 650; 700; 750; 800; 850; 900; 950; 1000; 1050 и 1100 °С.
Испытания при температурах t , t и t следует считать
1 2 3
основными.
2.22. Результаты проведенных испытаний образцов на жаропрочность и кратковременные механические свойства стали (сплава) помещаются в таблицу 1, которая служит основанием для последующего определения необходимых характеристик.
2.23. Данные испытаний (время тау и удлинения дельта
в н
с
и дельта ) помещаются в таблицу Б.1 Приложения Б.
в
Таблица 1
РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ОБРАЗЦОВ
И ДАННЫЕ ИХ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ
┌────────────────────────────────────────────────────────────────┬───┬────────────────────────────────┬─────────┐ │ │ 1 │ Индекс карты │ Лист 1 │ ├────┬─────────────────────────┬───┬─────────────────────────────┴─┬─┴─┬────────────────────────┬─────┴─────────┤ │ 2 │ Марка стали (сплава) │ 3 │ Организация-испытатель │ 4 │ Категория испытания │ Примечание │ ├───┬┴────────────────┬───┬────┴───┴────────────────┬───┬──────────┴─┬─┴─┬────────────┬───┬─────┴────┬──────────┤ │ 5 │ Индекс партии │ 6 │ Предприятие- │ 7 │ Способ │ 8 │Масса партии│ 9 │Режимы │Примечание│ │ │ │ │ изготовитель │ │ плавки │ │или размеры │ │термообра-│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ изделия │ │ботки │ │ ├───┴┬────────────────┴───┴─┬──────┬──────┬──────┬──┴───┼───────┬────┴─┬─┴────┬──────┬┴───┴─┬─────┬──┴───┬──────┤ │ 10 │ Химический состав, % │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ ├────┼──────────────────────┴──────┴──────┴──────┴──────┴───────┴──────┴──────┴──────┴──────┴─────┴──────┴──────┤ │ 11 │ Результаты механических испытаний │ ├────┴─┬──────┬─────────┬─────────┬─────────┬───────┬─────────┬─────┬──────┬──────┬──────┬──────┬────────┬──────┤ │Клеймо│Темпе-│ Предел │ Предел │Относи- │Относи-│Твердость│ Балл│Микро-│Струк-│Клеймо│Темпе-│Ударная │Приме-│ │образ-│ратура│прочности│текучести│тельное │тельное│ по │зерна│твер- │тура │образ-│ратура│вязкость│чание │ │ца │испы- │ сигма , │сигма ,│удлинение│сужение│Бринеллю │ │дость │ │ца │испы- │ альфа ,│ │ │ │таний │ в │ 0,2 │дельта, %│пси, % │ НВ │ │ │ │ │таний │ н │ │ │ │t, °С │ МПа │ МПа │ │ │ │ │ │ │ │t, °С │Дж/кв. м│ │ ├──────┼──────┼─────────┼─────────┼─────────┼───────┼─────────┼─────┼──────┼──────┼──────┼──────┼────────┼──────┤ │ 12 │ 13 │ 14 │ 15 │ 16 │ 17 │ 18 │ 19 │ 20 │ 21 │ 22 │ 23 │ 24 │ │ ├──────┼──────┼─────────┼─────────┼─────────┼───────┼─────────┼─────┼──────┼──────┼──────┼──────┼────────┼──────┤ ├──────┼──────┼─────────┼─────────┼─────────┼───────┼─────────┼─────┼──────┼──────┼──────┼──────┼────────┼──────┤ ├──────┼──────┼─────────┼─────────┼─────────┼───────┼─────────┼─────┼──────┼──────┼──────┼──────┼────────┼──────┤ └──────┴──────┴─────────┴─────────┴─────────┴───────┴─────────┴─────┴──────┴──────┴──────┴──────┴────────┴──────┘
┌────────────────────────────────────────────────────────────────┬───┬────────────────────────────────┬─────────┐ │ │ 1 │ Индекс карты │ Лист 2 │ ├────┬───────────────────────────────────────────────────────────┴───┴────────────────────────────────┴─────────┤ │ 25 │ Результаты длительных испытаний │ ├────┴───┬───────────┬────────────┬────────────┬───────────────────┬───────────────┬──────────────┬─────────────┤ │ Клеймо │Температура│ Номинальное│ Время до │Суммарное удлинение│ Остаточное │ Остаточное │ Примечание │ │ образца│ испытания │ напряжение │ разрушения │ при нагружении │удлинение после│сужение после │ │ │ │ t, °С │ сигма , МПа│ тау , ч │ с │ разрушения │ разрушения │ │ │ │ │ в │ к │ дельта , % │ дельта , % │ пси , % │ │ │ │ │ │ │ н │ к │ к │ │ ├────────┼───────────┼────────────┼────────────┼───────────────────┼───────────────┼──────────────┼─────────────┤ │ 26 │ 27 │ 28 │ 29 │ 30 │ 31 │ 32 │ │ ├────────┼───────────┼────────────┼────────────┼───────────────────┼───────────────┼──────────────┼─────────────┤ ├────────┼───────────┼────────────┼────────────┼───────────────────┼───────────────┼──────────────┼─────────────┤ ├────────┼───────────┼────────────┼────────────┼───────────────────┼───────────────┼──────────────┼─────────────┤ └────────┴───────────┴────────────┴────────────┴───────────────────┴───────────────┴──────────────┴─────────────┘
┌──────────────────────────────────────────────────────────────┬───┬─────────────────────────────────┬──────────┐ │ │ 1 │ Индекс карты │ Лист 3 │ ├───────┬──────────────────────────────────────────────────────┴───┴─────────────────────────────────┴──────────┤ │ 33 │ Данные первичной обработки результатов длительных испытаний │ ├───────┼─────────┬─────────────────┬──────────────────────────────────┬───────────┬─────────────┬──────────────┤ │ Клеймо│ Модуль │Суммарное удлине-│ Время тау , соответствующее│ Время │ Равномерное │ Примечание │ │образца│упругости│ние при нагруже- │ дельта │равномерной│ остаточное │ │ │ │ Е , МПа │ у │ з │ деформации│ удлинение │ │ │ │ т │нии дельта , % │ заданному удлинению дельта , ч │ тау , ч │ дельта , % │ │ │ │ │ н │ з │ р │ р │ │ │ │ │ ├──────┬──────┬──────┬──────┬──────┤ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ ├───────┼─────────┼─────────────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼───────────┼─────────────┼──────────────┤ │ 34 │ 35 │ 36 │ 37 │ 38 │ 39 │ 40 │ 41 │ 42 │ 43 │ │ ├───────┼─────────┼─────────────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼───────────┼─────────────┼──────────────┤ ├───────┼─────────┼─────────────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼───────────┼─────────────┼──────────────┤ ├───────┼─────────┼─────────────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼───────────┼─────────────┼──────────────┤ └───────┴─────────┴─────────────────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴───────────┴─────────────┴──────────────┘
┌────────────────────────────────────────────────────────────────┬───┬────────────────────────────────┬─────────┐ │ │ 1 │ Индекс карты │ Лист 4 │ ├───────┬────────────────────────────────────────────────────────┴───┴────────────────────────────────┴─────────┤ │ 44 │ Данные первичной обработки деформации ползучести │ ├───────┼────────────────────────────┬────────────────────────────┬─────────────────────────────────────────────┤ │ Клеймо│ Переходная стадия │ Квазиравномерная стадия │ п │ │образца│ деформирования │ деформирования │ Деформация ползучести дельта , % │ │ │ │ │ в │ │ ├────────────┬───────────────┼────────────┬───────────────┼──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──────┤ │ │ Отрезок │ Количество │ Отрезок │ Количество │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │Приме-│ │ │ времени │ отрезков │ времени │ отрезков │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │чание │ │ │ДЕЛЬТА тау ,│ДЕЛЬТА тау (u )│ДЕЛЬТА тау ,│ДЕЛЬТА тау (u )│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ 1 │ 1 1 │ 2 │ 2 2 │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ ч │ │ ч │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ ├───────┼────────────┼───────────────┼────────────┼───────────────┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──────┤ │ 45 │ 46 │ 47 │ 48 │ 49 │50│51│52│53│54│55│56│57│58│59│60│61│62│ │ ├───────┼────────────┼───────────────┼────────────┼───────────────┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──────┤ ├───────┼────────────┼───────────────┼────────────┼───────────────┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──────┤ ├───────┼────────────┼───────────────┼────────────┼───────────────┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──────┤ ├───────┴────────────┴───────────────┴────────────┴───────────────┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──────┤ │Примечания. │ │1. В графу 1 помещается индекс карты, одинаковый для всех листов. Желательно все 4 листа выполнять в виде│ │единой карты. │ │2. В графы 2, 5 - 9 заносятся сертификатные данные металла. │ │3. В графе 4 указывается категория определяемой характеристики (см. пункты 1.2.10 - 1.2.13 настоящих│ │Методических указаний). │ │4. В графу 10 заносятся поэлементно данные химического состава. │ │5. В разделы 11, 25, 33 и 44 таблицы 1 помещаются данные проведенных испытаний. │ │6. В графы 19 - 21 заносятся данные металлографических исследований. │ │7. Данные для графы 35 берутся из справочников или из банка данных по материалам. │ │8. Графы 22 - 24 заполняются по результатам испытаний образцов на ударную вязкость. │ │9. В графы 26 - 32 помещаются результаты испытаний, проведенных по разделу 2 настоящих Методических указаний. │ │10. В графы 34 и 45 заносятся клейма образцов из графы 26. │ │ у сигма │ │11. Данные графы 36 подсчитываются по формуле дельта = ----- (см. пункт 2.1 настоящих Методических указаний). │ │ н Е │ │ Т │ │12. В графы 37 - 41 заносятся данные, полученные согласно пункту 2.19 настоящих Методических указаний. │ │13. Данные граф 42 и 43 определяются из рисунка 3 (см. пункт 3.2.2.1 настоящих Методических указаний). │ │14. Данные граф 46 - 49 определяются из рисунка 4 (см. пункт 3.2.3.2 настоящих Методических указаний). │ │15. В графы 50 - 62 помещаются данные, определенные согласно пункту 3.2.3.3 настоящих Методических указаний. │ │16. В графе "Примечание" приводятся дополнительные сведения, необходимые для более полной характеристики│ │испытываемых образцов и режимов испытаний. │ └───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
