Гост 12004-81. сталь арматурная. методы испытания на растяжение (с изменениями n 1, 2)

Алан-э-Дейл       20.10.2022 г.

АППАРАТУРА

2.1.
Применяют машины всех систем при условии их соответствия требованиям настоящего
стандарта и ГОСТ 1497.

2.2. При
проведении испытаний должны соблюдаться требования:

надежное
центрирование образца;

плавность
нагружения;

средняя
скорость нагружения при испытании до предела текучести не должна быть более 10
Н/мм2 (1 кгс/мм2) в секунду; за пределом текучести
скорость нагружения может быть увеличена так, чтобы скорость перемещения
подвижного захвата машины не превышала 0,1 рабочей длины испытуемого образца в
минуту; шкала силоизмерителя испытательной машины не должна превышать
пятикратного ожидаемого значения наибольшей нагрузки P
для испытуемого образца арматуры;

конструкция
захватов испытательной машины должна исключать возможность поворота концов
каната вокруг оси образца.

2.3.
Измерительные приборы должны соответствовать требованиям настоящего стандарта и
другой НТД.

2.4. При
определении условных пределов упругости и текучести с помощью тензометра
относительная длина деления шкалы тензометра не должна превышать:

0,005 % базы
тензометра при определении s0,02;

0,05 % базы
тензометра при определении s0,2.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством металлургии СССР

РАЗРАБОТЧИКИ: С.А. Мадатян, Т.И. Мамедов, И.Н. Суриков, В.М. Скубко, В.С. Гуменюк

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 15.12.81 № 5419

3. ВЗАМЕН ГОСТ 12004-66

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

Номер пункта, подпункта

ГОСТ 166-89

1.8

ГОСТ 427-75

1.9

ГОСТ 1497-84

1.1; 2.1; 3.1; 3.4; 3.7.3

ГОСТ 6507-90

1.8

ГОСТ 18957-73

2.3

ГОСТ 29329-92

1.9

5. Ограничение срока действия снято по решению Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 4-94)

Основные сведения

Испытания на растяжение являются основным и наиболее распространенным методом лабораторного исследования и контроля механических свойств материалов.

Эти испытания проводятся и на производстве для установления марки поставленной заводом стали или для разрешения конфликтов при расследовании аварий.

В таких случаях, кроме металлографических исследований, определяются главные механические характеристики на образцах, взятых из зоны разрушения конструкции. Образцы изготавливаются по ГОСТ 1497-84 и могут иметь различные размеры и форму (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Образцы для испытания на растяжение

Между расчетной длиной образца lо и размерами поперечного сечения Ао (или dо для круглых образцов) выдерживается определенное соотношение:

  • — у длинных образцов
  • — у коротких образцов

В испытательных машинах усилие создается либо вручную — механическим приводом, либо гидравлическим приводом, что присуще машинам с большей мощностью.

В данной работе используется универсальная испытательная машина УММ-20 с гидравлическим приводом и максимальным усилием 200 кН, либо учебная универсальная испытательная машина МИ-40КУ (усилие до 40 кН).

Порядок выполнения и обработка результатов

Образец, устанавливаемый в захватах машины, после включения насоса, создающего давление в рабочем цилиндре, будет испытывать деформацию растяжения. В измерительном блоке машины есть шкала с рабочей стрелкой, по которой мы наблюдаем рост передаваемого усилия F.

Зависимость удлинения рабочей части образца от действия растягивающей силы во время испытания отображается на миллиметровке диаграммного аппарата в осях F-Δl (рис. 1.2).

В начале нагружения деформации линейно зависят от сил, потому участок I диаграммы называют участком пропорциональности. После точки В начинается так называемый участок текучести II.

На этой стадии стрелка силоизмерителя как бы спотыкается, приостанавливается, от точки В на диаграмме вычерчивается либо прямая, параллельная горизонтальной оси, либо слегка извилистая линия — деформации растут без увеличения нагрузки. Происходит перестройка структуры материала, устраняются нерегулярности в атомных решетках.

Далее самописец рисует участок самоупрочнения III. При дальнейшем увеличении нагрузки в образце происходят необратимые, большие деформации, в основном концентрирующиеся в зоне с макронарушениями в структуре – там образуется местное сужение — «шейка».

На участке IV фиксируется максимальная нагрузка, затем идет снижение усилия, ибо в зоне «шейки» сечение резко уменьшается, образец разрывается.

При нагружении на участке I в образце возникают только упругие деформации, при дальнейшем нагружении появляются и пластические — остаточные деформации.

Если в стадии самоупрочнения начать разгружать образец (например, от т. С), то самописец будет вычерчивать прямую СО1. На диаграмме фиксируются как упругие деформации Δlу1О2), так и остаточные Δlост (ОО1). Теперь образец будет обладать иными характеристиками.

Так, при новом нагружении этого образца будет вычерчиваться диаграмма О1CDЕ, и практически это будет уже другой материал. Эту операцию, называемую наклеп, широко используют, например, в арматурных цехах для улучшения свойств проволоки или арматурных стержней.

Диаграмма растяжения (рис. 1.2) характеризует поведение конкретного образца, но отнюдь не обобщенные свойства материала. Для получения характеристик материала строится условная диаграмма напряжений, на которой откладываются относительные величины – напряжения σ=F/A и относительные деформации ε=Δl/l (рис. 1.3), где А, l – начальные параметры образца.

Рис. 1.2. Диаграмма растяжения образца из малоуглеродистой стали

Рис. 1.3. Условная диаграмма напряжений при растяжении

Условная диаграмма напряжений при растяжении позволяет определить следующие характеристики материала (рис. 1.3):

σпц – предел пропорциональности – напряжение, превышение которого приводит к отклонению от закона Гука. После наклепа σпц может быть увеличен на 50-80%;

σу – предел упругости – напряжение, при котором остаточное удлинение достигает 0,05%. Напряжение σу очень близко к σпц и обнаруживается при более тонких испытаниях. В данной работе σу не устанавливается;

σт – предел текучести – напряжение, при котором происходит рост деформаций при постоянной нагрузке.

Иногда явной площадки текучести на диаграмме не наблюдается, тогда определяется условный предел текучести, при котором остаточные деформации составляют ≈0,2% (рис. 1.4);

Рис. 1.4. Определение предела упругости и условного предела текучести

σпчв) – предел прочности (временное сопротивление) – напряжение, соответствующее максимальной нагрузке;

σр – напряжение разрыва. Определяется условное σур и истинное σир=Fрш, где Аш – площадь сечения «шейки» в месте разрыва.

Определяются также характеристики пластичности – относительное остаточное удлинение

δ = (l1 – l)∙100% / l,

где l1 – расчетная длина образца после разрыва,
и относительное остаточное сужение

ψ = (А — Аш)∙100% / А.

По диаграмме напряжений можно приближенно определить модуль упругости I рода

E=σпц/ε=tgα,

причем после операции наклепа σпц возрастает на 20-30%.

Работа, затраченная на разрушение образца W, графически изображается на рис. 1.2 площадью диаграммы OABDEO3. Приближенно эту площадь определяют по формуле:
W = 0,8∙Fmax∙Δlmax.

Удельная работа, затраченная на разрушение образца, говорит о мере сопротивляемости материала разрушению w = W/V, где V = A∙l – объем рабочей части образца.

По полученным прочностным и деформационным характеристикам и справочным таблицам делается вывод по испытуемому материалу о соответствующей марке стали

Схемы механических испытаний контрольных сварных образцов.

№ схемы

Тип соединения

Форма и размеры образца,
схемы испытаний

1

K1-Kт

2

К2-Кт

1,2 — стержни арматуры; 3 — приспособления (вкладыши) для сжатия стержней;
4 — упор, препятствующий отгибу конца стержня; 5 — граница закрепления в
захватах разрывной машины.

№ схемы

Тип соединения

Форма и размеры образца,
схемы испытаний

3

С1-Ко

С2-Кн

С3-Км

С4-Кп

С14-Мп

С15-Рс

С17-Мп

019-Рм

С21-Рн

С23-Рэ

С24-Мф

С25-Мп

С26-Рс

С27-Мф

С28-Мп

С29-Рс

1,2 — стержни арматуры; 3 — неподвижные зажимные губки (вкладыши);
4 — накладки из стержней; 5 — граница закрепления в захватах разрывной машины.

№ схемы

Тип соединения

Форма и размеры образца, схемы
испытаний

4

Т1-Мф

Т2-Рф

Т8-Мв

Т9-Рв

Т10-Мс

Т11-Мц

Т12-Рз

5

Н1-Рш

1 — стержни арматуры; 2 — плоский элемент закладного изделия; 3 —
сферическая опора, 4 — сферический вкладыш; 5 — сменное опорное кольцо; 6 — упор,
препятствующий изгибу конца стержня; 7 — граница закрепления в захватах
разрывной машины.

Таблица П5

Размеры образцов для
механических испытаний по РТМ 393-94

Тип соединил по ГОСТ
14098-91
и ТСН
102-00

№ схемы

Вид испытания

Диаметр стержня, dн, мм

Размеры образцов, мм

L1

L2

L3

C1-Ko,
С2-Ко

3

растяжение

10-32

³600

3-10

15-25

80

³20dн

К1-Кт, К2-Кт

1,2

срез

12-25

25-40

80

³15dн

28-40

40-60

100

³10dн

T1-Мф,
Т2-Рф, Т8-Мн, Т9-Рв, Т10-Мс, Т11-Мц, Т12-Рз ,

4

отрыв

8-40

100

100

³10dн

С1-Ко, С2-Кн, С3-Км,
С4-Кп, С14-Мп, 15-Рс С17-Мп, С19-Рм, С21-Рн, С23-Рэ, С24-Мф, С25-Мп С26-Рс,
С27-Мф, С28-Мп, С29-Рс

3

растяжение

8-40

³600

Н1-Рш

5

срез

10-32

100

³5dH

³10 dн

Примечание

1. В таблице П5
приведены ориентировочные длины L3 сварных образцов для
механических испытаний, которые уточняются для конкретной разрывной машины.

2. Длина сварных образцов для механических испытаний
на разупрочнение после сварки для всех диаметров арматурных стержней составляет
600-650 мм (ориентировочно).

Наши события

16 ноября 2020, 15:47
RusCable Insider #198 от 16 ноября 2020 года — кабели «Ункомтех», атомный флот и сверхпроводники

9 ноября 2020, 13:28
Журнал RusCable Insider #197 от 9 ноября 2020 года — внутри ссылка на подкаст с #Метаклэй, человеческие батарейки и мечты об аэротакси

2 ноября 2020, 15:59
«Мы принципиально не хотели скрывать результаты»: как «Подольсккабель» и АЭК отреагировали на результаты проверки ВНИИКП

2 ноября 2020, 12:14
Журнал RusCable Insider #196 — МастерТока, история взлетов и падений Росската, электромобили и поезда будущего. Кабельный бизнес под прицелом

30 октября 2020, 11:34
«РОССКАТ»: история успеха и неудач

28 октября 2020, 16:19
Сергей Кислюк: «Фраза “арфы нет, возьмите бубен” становится отраслевой»

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 (рекомендуемое). ПРИМЕР ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСЛОВНОГО ПРЕДЕЛА УПРУГОСТИ И УСЛОВНОГО ПРЕДЕЛА ТЕКУЧЕСТИ ДЛЯ СТЕРЖНЕВОЙ АРМАТУРЫ И ПРОВОЛОКИ

ПРИЛОЖЕНИЕ 2Рекомендуемое

ПРИМЕР ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСЛОВНОГО ПРЕДЕЛА УПРУГОСТИ   И УСЛОВНОГО ПРЕДЕЛА ТЕКУЧЕСТИ ДЛЯ СТЕРЖНЕВОЙ АРМАТУРЫ И ПРОВОЛОКИ

1. Аналитический метод

1.1. Образец горячекатаной арматурной стали марки A-IV периодического профиля номинальным диаметром 14 мм. Полная длина образца 400 мм. Начальная площадь сечения 150 мм.

1.2. Испытание проводят с измерением тензометрами деформаций по двум диаметрально противоположным ребрам образца. База одного тензометра 100 мм, а сумма баз двух тензометров 2200 мм.

1.3. Величина остаточной деформации при определении условного предела текучести равна 0,2% от суммарной базы тензометров или 0,4 мм при длине 200 мм. Величина остаточной деформации при определении предела упругости равна 0,02% от суммарной базы тензометров или 0,04 мм при длине 200 мм.

1.4. На образец после его установки в захваты испытательной машины прикладывается начальная нагрузка, равная 1000 кг, которая составляет примерно 0,08. Устанавливают тензометры и проводят дальнейшее нагружение образца этапами по 1000 кг до 7000 кг, что составляет 0,7, и далее по 500 кг до общего удлинения образца порядка 1,0%, что в данном случае соответствует нагрузке 11500 кг. Результаты измерений нагрузок и деформаций записывают в таблице испытаний (см. таблицу).Kaк видно из таблицы, в диапазоне от 1000 до 4000 кг одному этапу нагрузки в 1000 кг соответствует суммарная деформация 6х10 мм. Определение условных пределов упругости и условного предела текучести аналитическим способом проводится с помощью данных, приведенных в таблице.

Номер п/п

Нагрузка , Н (кгс)

Отсчет по шкале тензометра, мм

Суммарная деформация , мм

Приращение деформации на одном этапе 10, мм

Упругая деформация , мм

Условно-мгновенная деформация , мм

левый

правый

1

9800 (1000)

2

19600 (2000)

2,5

3,0

5,5

5,5

6,0

0,5

3

29400 (3000)

6,0

6,0

12,0

6,5

12,0

4

39200 (4000)

9,0

9,0

18,0

6,0

18,0

5

49000 (5000)

12,0

12,0

24,0

6,0

24,0

6

58800 (6000)

15,0

15,0

30,0

6,0

30,0

7

68600 (7000)

18,0

18,0

36,0

6,0

36,0

8

73500 (7500)

20,0

19,0

39,0

3,0

39,0

9

78400 (8000)

22,0

21,0

43,0

4,0

42,0

1,0

10

83300 (8500)

24,0

23,5

47,5

4,5

45,0

2,5

11

88200 (9000)

26,5

25,5

52,0

4,5

48,0

4,0

12

93100 (9500)

28,0

29,0

57,0

5,0

51,0

6,0

13

98000 (10000)

37,0

40,0

77,0

20,0

54,0

23,0

14

102900 (10500)

52,0

55,0

107,0

30,0

57,0

50,0

15

107800 (11000)

74,0

77,0

151,0

44,0

60,0

91,0

16

112700 (11500)

98,0

102,0

200,0

49,0

63,0

137,0

17

117600 (12000)

По данным опыта величина остаточной деформации 0,04 мм соответствует нагрузке, равной 9000 кгс, т.е. 9000 кгс. Следовательно, условный предел упругости равен:

кгс/мм.

Величина остаточной деформации, соответствующая условному пределу текучести, в данном случае составляет 0,4 или 40·10 мм.Как видно из таблицы, величина остаточной деформации 0,4 мм несколько больше величины деформации при нагрузке 10000 кгс и меньше, чем при нагрузке 10500 кгс. Поэтому определяем по интерполяции

кгс;

кгс/мм.

2. Графический метод

2.1. По данным измерений деформаций, приведенным в таблице, строим график . По оси ординат откладываем нагрузку, а по оси абсцисс — соответствующее удлинение (см. черт.4). На графике проводим прямые, параллельные участку пропорциональной зависимости диаграммы , на расстоянии от прямой части диаграммы в направлении оси абсцисс, равном для условного предела текучести 0,4 мм и для предела упругости 0,04 мм. В точках пересечения этих линий диаграммой растяжения определяем нагрузки и , соответствующие условным пределам текучести и упругости .

10300 кгс;68,7 кгс/мм69,0 кгс/мм;9000 кгс;60,0 кгс/мм.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.