Испытание металла различных участков сварного соединения и наплавленного металла на статическое (кратковременное) растяжение

При испытании металла на статическое (кратковременное) растяжение определяют следующие характеристики механических свойств:

- предел текучести физический s_Т, МПа (кгс/мм²) или предел текучести условный s_0,2, МПа (кгс/мм²);

- временное сопротивление s_В, МПа (кгс/мм²);

- относительное удлинение после разрыва (на пятикратных образцах) s₅, %;

- относительное сужение после разрыва, j, %.

Испытания проводят для металла шва, металла различных участков зоны термического влияния наплавленного металла при всех видах сварки плавлением.

Форма и размеры образцов, применяемых для испытания, должны соответствовать Рис. 15.1 или Рис. 15.2 и Табл. 15.1.

Допускается увеличение размера диаметра образца и его высоты.

Рис. 15.1. Чертеж образца для испытания на растяжение

Рис. 15.2. Чертеж образца для испытания на растяжение

Таблица 15.1

Размеры образцов для испытание на растяжение

Тип образца	d 0	d	К	D	h	h 1	R	l 0	l	L ± 1
I	3 ± 0,1	-	0,03
II	6 ± 0,1	-	0,03			2,5	1,5
III	10 ± 0,2	-	0,04
IV	6 ± 0,1		0,03	М12
V	10 ± 0,2		0,04	М16

Примечание: Размеры в мм

Рабочее сечение образцов всех типов должно полностью состоять из металла испытуемого участка. В головках образца допускается наличие металла других участков сварного соединения. Форма и размер образцов для испытаний сварных соединений на растяжение должны соответствовать данным рис. 15.3 и табл. 15.2.

Рис. 15.3. Эскиз образцов для механических испытаний сварных соединений на растяжение (ГОСТ 6996)

Таблица 15.2

Размеры образцов для механических испытаний сварных соединений на растяжение

Усиление шва должно быть снято механическим способом до уровня основного металла. При удалении усиления разре­шается снимать основной металл по всей поверхности образца на глубину до 15% толщины образца, но не более 4 мм. Удале­ние производится только с той стороны, с которой снимают усиление шва. Острые кромки плоских образцов должны быть закруглены (радиус закругления не более 1 мм) с помощью на­пильника, сглаживание которым производится вдоль кромки.

По требованиям, оговоренным в технической документа­ции, разрешается производить испытания образцов типа XII и XIII без снятия усиления. В этом случае в формулу расчета временного сопротивления вводят значение площади сечения образца вне шва (рис.15.3).

Для определения прочностных характеристик сварных труб образцы вырезают таким обра­зом, чтобы их продольная ось совпадала с направлением про­ката. Схема вырезки трубных образцов приведена на рис. 15.4.

Ударная вязкость - один из показателей сопротивления металла разрушению, определяемый при динамических испы­таниях на ударный изгиб. Призматические образцы с кон­центратором (надрезом) посередине разрушают одним ударом маятникового копра, наносимого со стороны, противополож­ной надрезу. Значения ударной вязкости определяют как от­ношение работы, затраченной на разрушение образца, к пло­щади поперечного сечения в плоскости надреза до испытаний.

В зависимости от остроты надреза, согласно ГОСТ 9454, приняты следующие обозначения ударной вязкости:

KCU - образец с U-образным надрезом (типа Менаже), ра­диусом R = 1±0,07 мм;

KCV - образец с V-образным надрезом типа Шарпи ради­усом надреза R = 0,25±0,025 мм (рис. 1.20);

КСТ - образец с V-образным надрезом типа Шарпи, кото­рый продолжен трещиной длиной не более 1 мм;

В зависимости от цели испытаний надрез в образце распо­лагают по основному металлу, металлу шва или околошовно­му участку. Разметку для изготовления образца и нанесения надреза следует производить по макрошлифам, изготовлен­ным из боковых граней заготовки в интересующем участке зо­ны термического влияния (ЗТВ) (t) и в соответствии со схема­ми, приведенными на рис. 15.5 и в табл. 15.3.

Рис. 15.5. Схема расположения надреза для оценки ударной вязкости различных зон сварного соединения

Таблица 15.3

Схема расположения образца для испытаний на ударный изгиб для различных типов сварных соединений

Если материал должен работать в условиях низких темпе­ратур, то испытания на ударный изгиб проводятся при отрица­тельных температурах.С этой целью образцы предварительно охлаждаются до температуры на 2—6 °С ниже температуры ис­пытания, например в смеси жидкого азота и эфира в криокамере. Температуры переохлаждения образцов указаны в ГОСТ 9454 и приведены в таблице 15.4.

Таблица 15.4

Температура переохлаждения образцов в зависимости от температуры испытания

Температура испытания, ºС	Температура переохлаждения, ºС
От -100 до -60	4-6
От -60 до -40	3-4
От -40 до +10	2-3

На основе опытных данных строят сериальные кривые и получают возможность оценить зависимость сопротивления разрушению металлов и сварных соединений от температуры эксплуатации конструкции.

Дата добавления: 2015-07-13