ГОСТ Р 50708-94

(ИСО 9649-90)

ПРОВОЛОКА

МЕТОД ИСПЫТАНИЯ НА ЗНАКОПЕРЕМЕННОЕ
СКРУЧИВАНИЕ

ГОССТАНДАРТ РОССИИ

Москва

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Техническим комитетом ТК 146 «Метизы»

2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 8.11.94 № 266

3 Настоящий стандарт содержит полный аутентичный текст международного стандарта ИСО 9649-90 «Материалы металлические. Проволока. Испытание на знакопеременное скручивание» с дополнительными требованиями, отражающими потребности народного хозяйства

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

ГОСТ Р 50708-94

(ИСО 9649-90)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ПРОВОЛОКА

Метод испытания на знакопеременное скручивание

Дата введения 1996-01-01

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий стандарт устанавливает метод определения способности металлической проволоки диаметром от 0,3 до 10 мм подвергаться пластической деформации при знакопеременном кручении. Данное испытание проводят с целью выявления поверхностных и внутренних дефектов проволоки.

Дополнительные требования, отражающие потребности народного хозяйства, набраны курсивом.

2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

ГОСТ 1545-80 Проволока. Метод испытания на скручивание

3 ОБОЗНАЧЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Обозначения проволоки приведены на рисунке 1 и в таблице 1.

4 СУЩНОСТЬ МЕТОДА

Образец проволоки скручивают определенное количество раз на 360° вокруг своей оси в одном направлении и такое же количество раз на 360° в противоположном направлении.

5 ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ

5.1 Захваты должны быть твердыми для обеспечения жесткости и стойкости к абразивному износу и должны быть установлены на машине таким образом, чтобы во время испытания они оставались на одной оси и не подвергали образец воздействию изгибающего усилия.

5.2 Машина должна быть сконструирована таким образом, чтобы не препятствовать изменению расстояния между захватами в процессе испытания.

5.3 Один из захватов машины должен вращаться вокруг оси, другой - не должен иметь угловых отклонений, за исключением случаев, когда такие отклонения необходимы для измерения крутящего момента.

5.4 Расстояние между захватами должно регулироваться в зависимости от длины образца.

5.5 Испытательная машина должна быть сконструирована таким образом, чтобы к испытуемому образцу можно было приложить необходимое растягивающее напряжение в соответствии с 7.2.

5.6 Машина должна обеспечивать возможность изменения направления кручения.

6 ПОРЯДОК ПОДГОТОВКИ ОБРАЗЦОВ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ

6.1 Отрезок проволоки, используемый в качестве образца, должен быть прямой.

6.2 При необходимости правка образца осуществляется вручную, или, если это невозможно, с помощью молотка из дерева, пластмассы или меди на ровной поверхности того же материала.

6.3 При правке поверхность проволоки не должна повреждаться и испытуемый образец не должен подвергаться кручению.

6.4 Проволока с резкой локальной кривизной не должна использоваться в качестве испытуемого образца.

6.5 Если в соответствующем стандарте нет особой оговорки, расстояние между захватами (номинальное) должно соответствовать указанному в таблице 2.

* 50d может применяться по специальному согласованию.

** 30d может применяться по специальному согласованию.

Может быть установлено фиксированное расстояние между захватами, которое указывается в соответствующем стандарте и заносится в протокол испытания.

7 ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЯ

7.1 Испытания должны проводить при температуре окружающей среды от 10 до 35 ?С.

Арбитражные испытания проводят при температуре (25 + 5) °С.

7.2 Образец закрепляется в захватах таким образом, чтобы его продольная ось совпадала с осью захватов и чтобы он оставался прямым в течение всего испытания. Если нет особой сговоренности в соответствующем стандарте, это может быть достигнуто путем приложения к образцу проволоки постоянного растягивающего напряжения, достаточного для выпрямления образца, величина которого не должна превышать 2 % от номинального значения временного сопротивления.

7.3 После закрепления испытуемого образца в машине один из захватов должен вращаться со скоростью, не превышающей одного оборота в секунду для диаметра проволоки менее 5 мм и 0,5 оборота в секунду для диаметра проволоки 5 мм и более. Число оборотов в одном и противоположном направлениях должно устанавливаться в соответствующем стандарте на проволоку.

За одно скручивание принимают оборот на 360°.

После окончания испытания поверхность образца между захватами проверяют визуально, если нет особой оговорки в соответствующем стандарте.

7.4 Отсутствие видимых дефектов является основанием считать, что образец выдержал испытание.

7.5 Если разрушение образца произошло в захвате машины или вблизи захватов (на расстоянии менее 2 d) и образец при этом не выдержал требуемое число скручиваний, то результат этого испытания не учитывается. Испытание должно быть повторено на другом образце, отобранном от того же мотка (катушки), образец которого разрушился.

8 ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЯ

8.1 Протокол испытания должен содержать.

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 16 мая 1980 г. № 2160 дата введения установлена

01.07.82

Настоящий стандарт устанавливает метод испытания на скручивание при температуре круглой проволоки из металлов и сплавов диаметром от 0,20 до 10 мм и фасонной проволоки с соответствующими этим диаметрам площадями поперечных сечений.

1. МЕТОД ОТБОРА ОБРАЗЦОВ

1.1. Метод отбора образцов для испытания па скручивание оговаривается в нормативно-технической документации на проволоку.

1.2. Длина испытуемой части образца, т.е. расстояние между захватами машины, должна соответствовать приведенной в табл. 1.

Таблица 1

Допускается применение проволоки с другой длиной образца в соответствии с нормативно-технической документацией на проволоку.

При испытании на скручивание фасонной проволоки длина образца должна быть равна длине образцов круглой проволоки, равновеликой по площади поперечного сечения.

Допускается проводить испытание проволоки диаметром менее 0,20 мм по условиям испытания для диаметра 0,20 мм.

(Измененная редакция, Изм. № 1)

2. ОБОРУДОВАНИЕ

2.1. В качестве испытательного оборудования применяются машины, удовлетворяющие следующим требованиям.

2.1.1. Губки захвата должны иметь твердость не менее 62 HRC э (61 HRC). На губках захватов допускается наличие насечки, не вызывающей разрушения образца в захватах машины.

2.1.2. Захваты машины должны быть соосны.

Отклонение от соосности не должно превышать 1 мм при расстоянии между захватами 100 мм.

2.1.1, 2.1.2. (Измененная редакция, Изм. № 1)

2.1.3. Один из захватов машины должен вращаться вокруг оси, не перемещаясь вдоль осевой линии, другой - иметь только продольное перемещение.

2.1.4. Захват, имеющий продольное перемещение по оси, должен иметь приспособление для натяжения испытуемого образца,

2.1.5. Машина должна иметь отсчетное устройство числа оборотов активного захвата и шкалу, позволяющую устанавливать нужное расстояние между захватами.

2.1.6. Машина должна обеспечивать возможность шестикратного изменения направления кручения при испытании образца на скручивание с заданной частотой вращения. Количество скручиваний первоначального направления должно быть не менее трех.

3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

3.1. Перед испытанием допускается проводить правку образцов, которая не должна оказывать влияния на состояние поверхности и форму сечения проволоки.

3.2. Образец должен быть закреплен в машине таким образом, чтобы его продольная ось совпала с осью захватов и чтобы в процессе испытания образец не проворачивался.

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

4.1. К образцу проволоки должно быть приложено предварительное натяжение, величина которого не должна превышать 2% от разрывного усилия.

4.2. При проведении испытания частота вращения захвата должна соответствовать требованиям табл. 2.

Таблица 2

4.3. За одно скручивание принимается один полный оборот активного захвата машины.

4.4. Если разрушение образца произошло в захватах машины или вблизи захватов (на расстоянии менее 2 d ) и образец при этом не выдержал требуемое число скручиваний, то испытание должно быть повторено на другом образце.

4.5. В соответствии с требованиями нормативно-технической документации на проволоку могут быть проведены следующие виды испытаний и контроля:

скручивание с переменой направления кручения;

скручивание двух рядом сложенных образцов (двойное скручивание);

скручивание с определением характера излома и состояния образцов после испытания на скручивание.

(Измененная редакция, Изм. № 2)

4.6. Допускается испытание проволоки в соответствии с требованиями табл. 3 до 01.07.98.

Таблица 3

Для других длин испытуемой части образца частота вращения изменяется прямо пропорционально изменению длины испытуемой части образца.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 3).

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

5.1. За результат испытания принимается число скручиваний, которое выдерживает образец до разрушения или без разрушения до заданного числа скручиваний.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР

2 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 16.05.80 № 2160

Изменение № 3 принято Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 6 от 21.10.94)

Наименование государства	Наименование национального органа по стандартизации
Азербайджанская Республика	Азгосстандарт
Республика Армения	Армгосстандарт
Республика Белоруссия	Госстандарт Белоруссии
Грузия	Грузстандарт
Республика Казахстан	Госстандарт Республики Казахстан
Киргизская Республика	Киргизстандарт
Республика Молдова	Молдовостандарт
Российская Федерация	Госстандарт России
Республика Узбекистан	Узгосстандарт
Украина	Госстандарт Украины

3. ВЗАМЕН ГОСТ 1545-63

4. Ограничение срока действия снято по протоколу № 7-95 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11-95)

5. ИЗДАНИЕ с Изменениями № 1, 2, 3, утвержденными в январе 1987 г., ноябре 1990 г., июне 1996 г. (ИУС 5-87, 2-91, 9-96)

Испытание на скручивание проволоки производится для оценки способности проволоки к пластической деформации. Характеристикой пластичности является число скручиваний образца до его разрушения или до определенного числа скручиваний. При этом испытании выявляются неоднородность металла и наличие поверхностных и частично внутренних его дефектов, о чем судят по виду излома и поверхности скрученного образца.

В зависимости от требований скручивание может производиться при постоянном или переменном направлении вращения, т.е. в одну и ту же сторону или попеременно в разные стороны.

Испытания проводятся на машинах горизонтального (рис. 2.41, а) и вертикального (рис. 2.41, б) исполнений. Корпус 7 машины К-5 установлен на основании 8. К корпусу крепится двухскоростной двигатель 1. От двигателя через червячную пару движение передается на подвижной шпиндель, который получает 30 или 60 об/мин.

Скорости переключаются барабанным переключателем с помощью рукоятки 6. На шпинделях укреплены захваты 5, в которые зажимается образец. Верхний захват неподвижный.

На корпусе установлена стойка 2, по которой может перемещаться (в соответствии с длиной образца) верхняя бабка 11 с механизмом нагружения 12. Бабка перемещается при помощи маховика 4 и фиксируется поворотом рукоятки 10.

Шпиндель верхней бабки, на котором укреплен верхний захват, связан через подвеску 13 с механизмом нагружения. Для предварительного нагружения образца на подвеску механизма нагружения кладут грузы 9, вес которых зависит от разрывного усилия испытываемого образца.

Рис. 2.41. Машина для скручивания проволоки горизонтального исполнения (а) и машина К-5 вертикального исполнения (б)

Чтобы зажать образец в верхнем захвате, рукояткой 3 опускают шпиндель, после зажима образца рукоятку возвращают в исходное положение.

Машину включают нажатием кнопки «Левое» или «Правое» в зависимости от заданного направления вращения. При обрыве образца отключаются счетчик 14 и двигатель.

Если образец не нужно скручивать до обрыва, то по истечении заданного числа скручиваний нажимают на кнопку «Стоп».

На машине К-5 испытываются образцы из черных и цветных металлов диаметром от 1 до 5 мм и длиной от 100 до 500 мм, число скручиваний в минуту составляет 30 и 60, направление вращения активного захвата - реверсивное, постоянная предварительная растягивающая нагрузка составляет 11,8 Н. Пределы растягивающей нагрузки от 19,6 до 981 Н.

Расчетная длина образца, т. е. длина его между захватами должна быть 100/), где D - диаметр испытуемой проволоки, при максимальной длине 500 мм. Общая длина образца равна расчетной длине плюс 100 мм для захвата концов.

Образец должен быть предварительно выпрямлен на деревянной подкладке легкими ударами молотком из мягкого материала или плавным давлением на образец (например, в тисках с мягкими прокладками) и зажат таким образом, чтобы он не проворачивался в захватах и ими не надкусывался.

Перед испытанием по всей поверхности образца нужно нанести по линейке тонкий штрих мелом или чертилкой, подобрать захваты в соответствии с диаметром испытуемой проволоки, установить их в патроны и зажать в них оба конца образца, обеспечив при этом требуемую его расчетную длину (между концами захватов), установить стрелку счетчика оборотов на нуль, установить и закрепить защитный экран.

Для обеспечения безопасности установленный в захватах образец закрывают прозрачным экраном, защищающим лаборанта от отлетающих осколков металла или вырвавшегося из захватов конца проволоки.

Скручивание производят до разрушения проволоки с равномерной частотой вращения около 60 об/мин - для проволоки диаметром менее 3 мм и около 30 об/мин - для проволоки диаметром 3 мм и больше. Скручивание должно производиться без остановок. За одно скручивание принимается один полный оборот (оборот на 360°) вращающегося конца испытуемого образца проволоки.

Во время испытаний необходимо следить за числом скручивании образца, равномерностью шага скручивания образца по длине, а также за возможным расслоением образца в виде трещин или заусенцев, идущих по винтовой линии или вдоль образца.

Разрушение проволоки происходит без образования шейки, по сечению, перпендикулярному к оси образца. Поверхность сечения в месте разрушения имеет, как правило, блестящий вид. Излом может быть гладкий, перпендикулярный к оси образца, ступенчатый, косой, веерообразный, с трещиной, раковиной, расслоением, надрывом и другими подобными дефектами.

Испытание на кручение используется для оценки металла валов или проволоки, а также для определения механических характеристик прочности и пластичности высокопрочных металлов.

Суть метода: один конец образца закрепляют неподвижно, а к другому концу прикладывают пару сил в плоскости, перпендикулярной к оси образца, что вызывает крутящий момент М = F /d , где F - действующая сила, МПа (кгс/мм), d - диаметр образца, мм.

При кручении все поперечные сечения образца сдвигаются (поворачиваются) вокруг общей оси по отношению к закрепленному сечению. Этот сдвиг увеличивается с увеличением расстояния от места закрепления, причем линии, параллельные оси образца, переходят в винтовые.

По результатам испытания образцов на кручение определяют следующие характеристики:

Модуль сдвига G , МПа (кгс/мм 2);

Предел текучести при кручении t 0,3 , МПа (кгс/мм 2);

Условный предел прочности при кручении t пч , МПа (кгс/мм 2);

Истинный предел прочности при кручении t к , МПа (кгс/мм 2);

Максимальный остаточный сдвиг при кручении g max , рад;

Характер разрушения при кручении: срез или отрыв.

Модуль сдвига – отношение касательного напряжения к вызванной им условной деформации.

Предел текучести при кручении - касательное напряжение, при котором образец получает остаточный сдвиг, равный 0,3 %.

Условный предел прочности при кручении - касательное напряжение, равное отношению наибольшего момента при кручении, предшествующего разрушению, к полярному моменту сопротивления сечения образца.

Истинный предел прочности при кручении - наибольшее истинное касательное напряжение при разрушении образца.

Максимальный остаточный сдвиг при кручении - максимальная угловая деформация в точке на поверхности образца в момент разрушения.

Характер разрушения при кручении: срез - разрушение от касательных напряжений, отрыв – разрушение от растягивающих напряжений.

Для испытаний на кручение может быть использована испытательная машина, которая обеспечивает:

Свободное кручение образцов;

Плавность статического нагружения;

Свободное перемещение одного из захватов вдоль оси образца;

Измерение нагрузки с помощью силоизмерителя;

Измерение угла закручивания.

Требования к испытательному оборудованию, образцам, подготовке и проведению испытаний металлов при комнатной температуре приведены в ГОСТ 3565-80.

Для испытаний на кручение используют цилиндрические образцы с диаметром рабочей части 10 мм и длиной рабочей части 50 и 100 мм с головками на концах для закрепления в захватах испытательной машины. Допускаются испытания образцов и изделий, пропорциональных стандартным, а также трубчатых образцов. Форма и размеры головок образцов зависят от способа крепления образцов в захватах испытательной машины.

Для испытания на кручение металлов при низких и высоких температурах используются специальные приспособления, позволяющие осуществлять нагрев или охлаждение образцов. При нагреве образцов необходимо давать выдержку при температуре испытания, обеспечивающую стабильность структуры.

24.12. Измерение твёрдости

Определение твёрдости относится к наиболее часто используемым методам механических испытаний металлов, поскольку они являются относительно простыми и нетрудоемкими. Большинство методов основывается на вдавливании в испытуемый металл индентора, и образующуюся при этом пластическую или упругую деформацию рассматривают как меру твёрдости металла. Широко используемые в практике методы определения твёрдости различаются по типу нагружения (статические и динамические) и форме индентора, вдавливаемого в металл.

Измерение твёрдости при статическом нагружении

Эти методы различаются формой индентора (шарик, пирамида), его материалом (высокопрочные стали, твердые сплавы, алмаз) и величиной прилагаемой нагрузки.

При большом размере отпечатка (определение твёрдости по Бринеллю, Роквеллу, Виккерсу) получают усредненные значения твердости для макрообъёмов металла. При малых размерах отпечатка, соизмеримых со структурными составляющими (метод измерения микротвёрдости), выявляется твёрдость отдельных структурных составляющих.

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 16 мая 1980 г. № 2160 дата введения установлена

01.07.82

Настоящий стандарт устанавливает метод испытания на скручивание при температуре круглой проволоки из металлов и сплавов диаметром от 0,20 до 10 мм и фасонной проволоки с соответствующими этим диаметрам площадями поперечных сечений.

1. МЕТОД ОТБОРА ОБРАЗЦОВ

1.1. Метод отбора образцов для испытания па скручивание оговаривается в нормативно-технической документации на проволоку.

1.2. Длина испытуемой части образца, т.е. расстояние между захватами машины, должна соответствовать приведенной в табл. 1.

Таблица 1

Допускается применение проволоки с другой длиной образца в соответствии с нормативно-технической документацией на проволоку.

При испытании на скручивание фасонной проволоки длина образца должна быть равна длине образцов круглой проволоки, равновеликой по площади поперечного сечения.

Допускается проводить испытание проволоки диаметром менее 0,20 мм по условиям испытания для диаметра 0,20 мм.

(Измененная редакция, Изм. № 1)

2. ОБОРУДОВАНИЕ

2.1. В качестве испытательного оборудования применяются машины, удовлетворяющие следующим требованиям.

2.1.1. Губки захвата должны иметь твердость не менее 62 HRC э (61 HRC). На губках захватов допускается наличие насечки, не вызывающей разрушения образца в захватах машины.

2.1.2. Захваты машины должны быть соосны.

Отклонение от соосности не должно превышать 1 мм при расстоянии между захватами 100 мм.

2.1.1.-2.1.2. (Измененная редакция, Изм. № 1)

2.1.3. Один из захватов машины должен вращаться вокруг оси, не перемещаясь вдоль осевой линии, другой - иметь только продольное перемещение.

2.1.4. Захват, имеющий продольное перемещение по оси, должен иметь приспособление для натяжения испытуемого образца,

2.1.5. Машина должна иметь отсчетное устройство числа оборотов активного захвата и шкалу, позволяющую устанавливать нужное расстояние между захватами.

2.1.6. Машина должна обеспечивать возможность шестикратного изменения направления кручения при испытании образца на скручивание с заданной частотой вращения. Количество скручиваний первоначального направления должно быть не менее трех.

3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

3.1. Перед испытанием допускается проводить правку образцов, которая не должна оказывать влияния на состояние поверхности и форму сечения проволоки.

3.2. Образец должен быть закреплен в машине таким образом, чтобы его продольная ось совпала с осью захватов и чтобы в процессе испытания образец не проворачивался.

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

4.1. К образцу проволоки должно быть приложено предварительное натяжение, величина которого не должна превышать 2% от разрывного усилия.

4.2. При проведении испытания частота вращения захвата должна соответствовать требованиям табл. 2.

Таблица 2

4.3. За одно скручивание принимается один полный оборот активного захвата машины.

4.4. Если разрушение образца произошло в захватах машины или вблизи захватов (на расстоянии менее 2 d ) и образец при этом не выдержал требуемое число скручиваний, то испытание должно быть повторено на другом образце.

4.5. В соответствии с требованиями нормативно-технической документации на проволоку могут быть проведены следующие виды испытаний и контроля:

скручивание с переменой направления кручения;

скручивание двух рядом сложенных образцов (двойное скручивание);

скручивание с определением характера излома и состояния образцов после испытания на скручивание.

(Измененная редакция, Изм. № 2)

4.6. Допускается испытание проволоки в соответствии с требованиями табл. 3 до 01.07.98.

Таблица 3

Для других длин испытуемой части образца частота вращения изменяется прямо пропорционально изменению длины испытуемой части образца.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 3).

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

5.1. За результат испытания принимается число скручиваний, которое выдерживает образец до разрушения или без разрушения до заданного числа скручиваний.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР

2 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 16.05.80 № 2160

Изменение № 3 принято Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 6 от 21.10.94)

Наименование государства	Наименование национального органа по стандартизации
Азербайджанская Республика	Азгосстандарт
Республика Армения	Армгосстандарт
Республика Белоруссия	Госстандарт Белоруссии
	Грузстандарт
Республика Казахстан	Госстандарт Республики Казахстан
Киргизская Республика	Киргизстандарт
Республика Молдова	Молдовостандарт
Российская Федерация	Госстандарт России
Республика Узбекистан	Узгосстандарт
	Госстандарт Украины

4. Ограничение срока действия снято по протоколу № 7-95 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11-95)

5. ИЗДАНИЕ с Изменениями № 1, 2, 3, утвержденными в январе 1987 г., ноябре 1990 г., июне 1996 г. (ИУС 5-87, 2-91, 9-96)