ГОСТ 10145-81 Металлы. Метод испытания на длительную прочность.

ГОСТ 10145-81 и длительная прочность.

Длительная прочность – это напряжение, которое выдерживает материал без разрушения в течение заданного времени при определенной температуре.

Испытания на длительную прочность проводятся аналогично испытаниям на ползучесть. Единственным отличием является определяемая характеристика – предел длительной прочности.

Пределом длительной прочности называется наибольшее напряжение, при котором материал разрушается не ранее заданного срока.

Главной целью испытания материалов на длительную прочность является изучение поведения конструкций и изделий под постоянной нагрузкой при заданных температуре и времени.

Прочность материалов в современном мире.

Практически все окружающие нас конструкции подвергаются различным видам нагружения. Нагрузки с течением времени приводят к накоплению повреждений в материале. В результате создаются условия для разрушения конструкции либо изделия. В конечном счете это приводит к большим материальным потерям, а не редко представляет угрозу здоровью и даже жизни человека.

Зарождению и концентрации слабых мест в материале способствуют микроскопические области пластических деформаций, неоднородность структуры, микротрещины, которые образуются на стадии изготовления. Постепенно дефекты достигают значения, при котором происходит разрушение материала.

Критерии прочности материала подбираются экспериментальным путем. Так, например, повышенной прочностью должны обладать элементы конструкций, подверженные вибрациям и изменяемым нагрузкам:

• Детали турбин;
• Узлы самолетов;
• Мосты;
• Подъемные краны.

После предварительных расчетов производятся испытания соответствующих характеристик.

Испытания металла на длительную прочность.

Рассмотрим методику испытаний на длительную прочность согласно требованиям ГОСТ 10145-81. Стандарт актуален при испытании черных и цветных металлов и их сплавов при температуре до 1200 °С.

Образцы для испытаний должны быть цилиндрической (ø 10 или 7 мм) или плоской формы и выбираются по таблице 1:

Таблица 1.

По формам головок образцы изготавливаются в соответствии с захватами испытательной машины. При изготовлении образцов должны сохраняться структура и свойства испытываемого металла.

Испытательные машины должны соответствовать ГОСТ 28845-90 и удовлетворять следующим требованиям (см. табл. 2):

Таблица 2.

Кроме того, машины должны автоматически поддерживать заданные температуру и нагрузки, а также соосность приложения нагрузки к образцу.

Проведение испытаний. Образец фиксируется в захватах испытательной машины и нагревается до заданной температуры не более 8 часов.

Температура измеряется посредством двух (для образцов длиной до 100 мм) или трех (для образцов длиной свыше 100 мм) термопар, установленных так, чтобы горячие спаи плотно соприкасались с измеряемой поверхностью.

Термопары подлежат обязательной поверке в соответствии с таблицей 3:

Таблица 3.

После нагрева образца к нему плавно прикладывается нагрузка до его разрушения.

Время проведения испытания 50, 100, 500, 1000, 3000, 5000 или 10000 часов (определяется НТД).

После окончания испытаний полученные числовые значения обрабатываются математическим путем с использованием специальных формул. Окончательный результат испытаний оформляется протоколом, в котором отражаются сведения об испытываемом материале (марка, хим. состав, вид полуфабриката и его размеры, виды и режимы его термической обработки, микроструктура, величина зерна и излом), данные об образцах (место изъятия из изделия, направление вырезки, форма) и характеристика испытательной аппаратуры (тип испытательной машины, точность измерения температуры, точность прилагаемой нагрузки). В завершении оформления протокола заполняется рекомендуемая таблица:

Таблица условий и результатов испытаний.