Метод испытания.
Метод испытания различных материалов на ударный изгиб по Изоду широко используется в различных отраслях промышленности:
- Машиностроение;
- Энергетика;
- Судостроение;
- Строительство;
- Авиация и космонавтика.
Испытания позволяют правильно выбрать оптимальные материалы, обеспечивающие безопасность созданных из них конструкций, а также прогнозировать возможные аварийные ситуации, связанные с их разрушением.
Испытания на ударный изгиб применяются в заводской практике при операционном контроле и приемо-сдаточных операциях, а также при лабораторных исследованиях.
Одним из методов определения поведения различных материалов при воздействии на них ударных нагрузок является испытание на ударную вязкость. Он позволяет ученым и инженерам оценивать свойства разрушения детали, выделять их слабые места.
К основному испытательному оборудованию относится маятниковый копер. Исходя из предназначения копры имеют различные модификации. Основное различие заключается в максимальном запасе потенциальной энергии маятника, габаритных размерах и массе. Спектр исследуемых образцов обширный: пластмассы, металл, стекло, керамика и другие конструкционные материалы.
Динамический метод испытания на ударный изгиб позволяет достаточно точно выявить склонность материала к хрупкому разрушению. Стандартным методом измерения энергии удара, необходимым для разрушения испытываемого образца, является способ испытания по Изоду. Аналогично образцы испытываются методом Шарпи. Их разница заключается в расположении образца (по Шарпи он расположен горизонтально, по Изоду вертикально).
Аналогично проводятся испытания других материалов. Например, для проведения подобных испытаний образцов из порошковых композитов применяется ГОСТ 26528-98, а для изделий из металлов ГОСТ 9454-78. Методика проведения испытаний идентична требованиям ГОСТ 19109-84. Существенные отличия заключаются в подборе испытательного оборудования и образцов. Так, для испытания изделий из металлов выбираются маятниковые копры по ГОСТ 10708, метод отбора образцов (соответствие формам и линейным размерам, требования к концентраторам напряжений, температурному режиму, средствам контроля и ряду других) осуществляется в строгом соответствии требованиям ГОСТ 9454-78.
Рассмотрим процесс испытаний и подготовки образцов на примере ГОСТ 19109-84.
Подготовка образцов включает следующие мероприятия:
- Формирование. Подбираются однотипные образцы, изготовленные по ГОСТ 19109-84. Их окончательный вид должен соответствовать приведенному на чертеже. Линейные размеры L, S и b - из нормативно-технической документации на конкретную продукцию.
- Обработка. Образцы должны иметь ровную гладкую поверхность. Наличие видимых дефектов не допускается.
- Перед испытанием образцы кондиционируют при температуре 23±2°С и влажности 50±5%. Нормативно-техническая документация на конкретный вид продукции может изменять эти цифровые значения.
Требования ГОСТ 19109-84 к процессу испытания.
Испытания проводятся на маятниковых копрах. Боек маятника должен иметь цилиндрическую поверхность, а конструкция копра обеспечивать соприкосновение бойка по всей ширине образца в момент удара. Цифровые номиналы (расстояние от образца, отклонение от вертикальной осевой линии и другие) указанные в ГОСТ, должны неукоснительно соблюдаться.
Испытания проводятся при температуре 23±2°С и влажности 50±5%. Образец закрепляется в копре таким образом, чтобы его горизонтальная плоскость была на уровне верхней плоскости зажима. Надрез обращен в сторону маятника.
Маятник приводится в верхнее положение и фиксируется. После фиксации его плавно отпускают.
По шкале значений, затраченной на разрушение образца энергии, определяется вид разрушения.
Далее производится обработка полученных результатов. Вязкость испытываемого материала при ударном изгибе определяется по специальным формулам. После этого все полученные результаты оформляются протоколом.
Требования к содержанию протокола закреплены настоящим ГОСТ 19109-84, пункт 5.3. Протокол должен содержать следующие данные:
- Тип и обозначение испытуемого материала;
- Дату и метод изготовления образцов;
- Тип образца и надреза;
- Условия кондиционирования;
- Атмосферные условия в помещении испытания;
- Количество испытуемых образцов;
- Тип маятникового копра, максимальную энергию маятника;
- Положение надреза, направление удара относительно расположения слоев и ширину образца при изготовлении из слоистого материала;
- Место и направление вырезки образцов из анизотропных пластмасс;
- Значение определяемого показателя для каждого образца;
- Среднее арифметическое значение определяемого показателя и, если предусмотрено в нормально-технической документации на конкретную продукцию, стандартное отклонение;
- Дату испытания и обозначения настоящего стандарта.
