Все полуфабрикаты из титановых сплавов подвергают механическим испытаниям. Методы испытаний различных полуфабрикатов, а также места отбора образцов для испытания предусматриваются в стандартах и технических условиях на поставку продукции; формы и размеры образцов и условии испытания предусматриваются ГОСТами.
При механических испытаниях в основном определяют следующие свойства:
а) предел прочности при растяжении в условиях комнатной и повышенных температур,
б) условный предел текучести;
в) относительное удлинение после разрыва;
г) относительное сужение после разрыва;
д) ударную вязкость;
е) твердость по Бринеллю.
В отдельных случаях определяют длительную прочность, усталость, твердость по Виккерсу и др.
Технологические испытания предусматривают определение максимальной деформации изделий без разрушения при сплющивании и раздаче (для труб), при изгибе (для листов и полос). В некоторых случаях проводят испытания листов и лент на вытяжку сферической лунки (по Эриксену), фольги на перегиб.
Предел прочности, предел текучести, относительное удлинение и относительное сужение после разрыва при нормальной температуре определяют методом испытания на растяжение по ГОСТ 1497—73. При повышенных температурах эти показатели определяют в соответствии с ГОСТ 9651—73. Другие характеристики определяют также по государственным стандартам; ударную вязкость при нормальной температуре — по ГОСТ 9454—60, твердость по Бринеллю — по ГОСТ 9012—59, испытания на длительную прочность — по ГОСТ 10145—62, на усталость — по ГОСТ 2860—65, твердость по Виккерсу — по ГОСТ 2999—59, технологические испытания на раздачу труб — по ГОСТ 8694—58, на сплющивание — по ГОСТ 8659—58, на изгиб листов и полос — по ГОСТ 14019—68, на вытяжку сферической лунки — по ГОСТ 10510--63, на перегиб — по ГОСТ 13813—68. Для испытании на растяжение и длительную прочность применяют плоские образцы с начальной расчетной длиной lо = 5,65VF0 или l0 = 11,3VF0 и цилиндрические диаметром 5 и 10 мм с начальной расчетной длиной l0 = 5d0.
Образцы обрабатывают на металлорежущих станках. При их изготовлении необходимо принимать меры предосторожности против возможного изменения свойств вследствие нагрева или наклепа. Поверхностный слой плоских образцов не обрабатывают, заусенцы на кромках зачищают.
Заготовки под образцы можно вырезать на металлорежущих станках, ножницах, пилах и т. п., но необходимо учитывать, что вследствие разогрева или наклепа изменяются свойства металла образцов. В этих случаях определяют необходимый припуск.
Испытания проводят на разрывных и универсальных машинах всех Систем при соответствии их требованиям ГОСТ 7855 -68.
При испытаниям должны соблюдаться следующие основные условия
а) надежное центрирование образца в захватах машины,
б) плавность нагружения;
в) скорость перемещения подвижного захвата при испытании до предела текучести — не более 0,1, за пределом текучести — не более 0.4 мм/мин;
г) возможность приостанавливать нагружение с точностью до одного наименьшего деления шкалы силоизмеритетя.
Следует отметить, что все эти условия оказывают большое влияние на правильность определения свойств полуфабрикатов из титановых сплавов. Титановые сплавы более чувствительны к скорости нагружения, чем, например, алюминиевые сплавы.
Для определения ударной вязкости применяют надрезанные по середине длины образцы различных типов, в качестве основною применяют образец длиной 55±0,6 мм, площадью поперечного сечения 10±0,10х10±0,10 мм; ширина надреза 2 мм, глубина 2 мм с радиусом закругления 1±0,10 мм. Испытания проводят на маятниковых копрах. Для получения истинных данных большое значение, особенно для высокопрочных сплавов, имеет качество выполнения надреза, на что нужно обращать особое внимание.
На определение усталостных характеристик большое влияние оказывает чистота поверхности рабочей части гладкою образца, она должна соответствовать 9—10 классу чистоты по ГОСТ 2789—59. Испытания на угол загиба проводят в соответствии с ГОСТ 14019—68. При этом необходимо строго соблюдать отношение ширины к толщине образна При толщине менее 5 мм ширина должна быть 10 мм. С увеличением отношения ширины к толщине угол загиба снижается. Испытания обычно ведут до появления трещины при плавном увеличении нагрузки. Скорость испытания не должна превышать 15 мм/мин.
В последнее время для оценки работоспособности металла с трещиной вводят характеристику вязкости разрушения при плоской деформации (K1c). Испытания заключаются в нахождении нагрузки, при которой начинается самопроизвольное распространение трещин в условиях плоской деформации. Предварительно на растяжных машинах с пульсаторами выращивают трещину заданной величины, а затем при внецентренном растяжении производят раскрытие трещин со снятием кривой нагрузка — смещение, по которой определяют величину нагрузки самопроизвольного распространения трещин, а следовательно, и К1с.
Главная