2015-10-16
13017
(ГОСТ 9454-78)
Метод основан на разрушении образца с надрезом посередине (концентратом) одним ударом маятникого копра, когда концы образца свободно лежат на опорах копра (рис. 3). В результате испытаний определяют полную работу (К), затраченную на разрушение образца (работу удара), или удельную работу, т.е. ударную вязкость (КС).
Образцы для испытаний на ударный изгиб имеют квадратное сечение и надрезы (концентраторы) следующих видов:
U-образный (образец Менаже, рис. 4, а);
V-образный (образец Шарпи, рис. 4, б);
Т-образный (надрез V-образный с заранее нанесенной усталостной трещиной, рис. 4, в).
Образцы с U-образным концентратором используют при выборе или приемо-сдаточных испытаниях металлов и сплавов. Образцы с V-образным концентратором – при оценке возможности использования или приемо-сдаточных испытаниях материалов конструкций повышенной степени надежности: транспортных средств, трубопроводов, сосудов под давлением, летательных аппаратов и т.п. При испытаниях материалов для особо ответственных конструкций, при эксплуатации которых первостепенное значение имеет оценка сопротивления развитию трещины, а также при исследовании причин разрушения ответственных конструкций используют образцы с Т-образным концентратором. Его получают в вершине начального надреза при циклическом изгибе образца в одной плоскости с числом циклов изгиба не менее 3000.
|
|
|
| Рис. 3. Схема испытания на ударный изгиб на маятниковом копре | |
| 1 – нож маятника 2 – образец 3 – опора | |
Для испытания используют маятниковые копры с максимальной энергией удара маятника от 4,9 (0,5) до 294 (30) Дж (кгс×м). Образец устанавливают горизонтально в специальный шаблон (рис. 3), обеспечивающий установку надреза в середине пролета между опорами. Удар маятника наносят со стороны, противоположной надрезу, в плоскости его симметрии, и перпендикулярно продольной оси образца. Маятник закрепляется в исходном верхнем положении с высотой Н и углом подъема a. Затем маятник отпускают, он свободно падает, ударяет по образцу, изгибает и разрушает его, поднимаясь после этого на высоту h и угол b. Чем больше энергии затрачено на разрушение образца, тем меньше h и b. Величина работы удара (энергии разрушения) К определяется как разность потенциальной энергии, запасенной при подъеме маятника К П и остаточной энергии К ОСТ, которой обладает маятник после разрушения образца:
К = К П – К ОСТ.
Значения К П и К ОСТ определяют по шкале копра, проградуированной в кгс×м (Дж).
Работу удара обозначают двумя буквами и цифрами: первая буква (К) – символ работы удара, вторая буква (U, V или T) – вид концентратора; последующие цифры обозначают максимальную энергию удара маятника, глубину концентратора и ширину образца. Индекс указывает температуру испытаний, отличную от комнатной. Эти цифры не вносят в обозначение работы удара, если испытание проведено в "стандартных" условиях: копер имеет максимальную энергию удара маятника 294 Дж, глубина концентратора (U или V) 2 мм и 3 мм (Т) и ширина образца 10 мм.
|
|
|
| 
|
| а | б |
| Рис. 4. Типы образцов для динамических испытаний металлов на ударный изгиб: а – образец с U-образным надрезом; б – образец с V-образным надрезом; в – образец с Т-образным надрезом |
| в |
Например:
– символы КV-40 50/2/5 обозначают работу удара, определенную на образце шириной 5 мм с концентратором вида V глубиной 2 мм при температуре –40 °С при максимальной энергии удара маятника 50 Дж.
Ударная вязкость – это работа удара, отнесенная к начальной площади поперечного сечения образца в месте концентратора. Ее обозначают путем прибавления к символу работы удара буквы С, причем "стандартные условия" так же не вводят в обозначение.
Например:
– КСТ+100 450/3/7,5 – ударная вязкость, определенная на образце шириной 7,5 мм с концентратором типа Т, глубиной 3 мм при температуре +100 °С и максимальной энергией удара маятника 450 Дж;
– КСU – ударная вязкость, определенная на образце шириной 10 мм с концентратором типа U, глубиной 2 мм при комнатной температуре и максимальной энергией удара маятника 294 Дж.
Ударную вязкость в Дж/см2 (кгс×м/см2) вычисляют по формуле:
КС = К / S 0,
где К – работа удара, Дж (кгс×м);
S 0 – начальная площадь поперечного сечения образца в месте концентратора, см2.
