Рекомендации по методике определения относительного равномерного удлинения строительных сталей при испытании на растяжение

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ
ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ИНСТИТУТ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
им. В.А. КУЧЕРЕНКО ГОССТРОЯ СССР

РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО МЕТОДИКЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ОТНОСИТЕЛЬНОГО РАВНОМЕРНОГО
УДЛИНЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ
СТАЛЕЙ ПРИ ИСПЫТАНИИ
НА РАСТЯЖЕНИЕ

Утверждены директором ЦНИИСК
им. В.А. Кучеренко
27 апреля 1979 г.

МОСКВА - 1980

Рекомендации распространяются на стальной прокат для строительных металлических конструкций и устанавливают методы определения относительного равномерного удлинения как характеристики, нормируемой техническими условиями, так и необходимой при проведении научно-исследовательских работ.

Рекомендации предназначены для инженерно-технических работников заводских лабораторий (заводов строительных металлоконструкций) и научно-исследовательских организаций.

Рис. 2.

СОДЕРЖАНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ

При работе стали в конструкциях характеристика относительного равномерного удлинения играет важную роль для оценки способности металла пластически деформироваться. Эта характеристика имеет большее значение, чем нормируемое в настоящее время полное относительное удлинение согласно ГОСТ 1497-73. До настоящего времени для определения равномерного относительного удлинения в основном использовалась методика, описанная в стандарте на арматурные стали, где не предусмотрены плоские образцы.

Настоящее руководство распространяется на стальной толстолистовой, широкополосный универсальный и фасонный (уголок, швеллер, балка) прокат толщиной от 4 до 40 мм, независимо от его прочностных свойств, предназначенный для изготовления строительных металлических конструкций, и устанавливает методы определения относительного равномерного удлинения при статических испытаниях на растяжение при нормальных температурах .

Применение методов определения относительного равномерного удлинения предусматривается в стандартах и технических условиях на соответствующие виды проката, предназначенного для строительных металлических конструкций.

Термины и определения, принятые в настоящих рекомендациях, согласованы с ГОСТ 1497-73 «Металлы. Методы испытания на растяжение».

Относительное равномерное удлинение определяется одновременно с относительным удлинением после разрыва.

Настоящие рекомендации разработаны Отделением прочности и новых форм металлических конструкций и Отделением испытаний конструкций ЦНИИСК им. Кучеренко Госстроя СССР (составили кандидаты технических наук Потапов В.Н. и Жулев Ю.К.) на основании материалов исследований, выполненных в период 1976-78 гг.

Дирекция ЦНИИСК им. Кучеренко

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕРМИНОВ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

1.1. При испытании на растяжение по определению относительного равномерного удлинения принимаются следующие обозначения и определения:

l - рабочая длина в мм - часть образца с постоянной площадью поперечного сечения между его головкой или участком для захвата;

l₀ - начальная расчетная длина образца в мм, на которой определяется удлинение после разрыва;

l_пр - начальная расчетная длина участка образца в мм, на которой определяется равномерное удлинение;

l_кр - конечная расчетная длина участка образца в мм, не включающая место разрыва;

l_т - установочная база измерителя деформаций в мм;

d₀ - начальный диаметр рабочей части цилиндрического образца до разрыва в мм;

F₀ - начальная площадь поперечного сечения рабочей части образца в мм²;

F_кр - конечная площадь поперечного сечения рабочей части образца после разрыва, определяемая в расчетной части равномерного относительного удлинения в мм².

1.2. Характеристики механических свойств, получаемых при испытании на растяжение, имеют следующие обозначения и определения:

δ_р - относительное равномерное удлинение после разрыва в % - отношение приращения расчетной длины образца (l_кр - l_нр) на участке, не включающем место разрыва, к соответствующей первоначальной длине l_нр;

ψ_p - относительное равномерное сужение в % - отношение изменения площади поперечного сечения образца (F₀ - F_кр) после разрыва на участке, не включающем место разрыва, к начальной площади поперечного сечения;

P_вр - максимальная осевая растягивающая нагрузка в кГс, действующая на образец до образования шейки.

2. ФОРМА И РАЗМЕРЫ ОБРАЗЦА

2.1. Для определения относительного равномерного удлинения при испытании на растяжение применяют пропорциональные плоские образцы типов I и II с начальной расчетной длиной  а также пропорциональные цилиндрические образцы типов I - VII с l₀ = 10d₀ по ГОСТ 1497-73.

2.2. Рабочая длина плоского образца должна составлять

2.3. При испытании толстолистового широкополосного и уголкового проката применяют, как правило, плоские образцы. При испытании швеллерного и двутаврового проката применяют, в основном, цилиндрические образцы; допускается применение плоских образцов с одной прокатной и другой обработанной поверхностями.

Плоские образцы должны сохранять поверхностные слои проката. При толщине проката свыше 25 мм:

- испытания проводят на плоских образцах толщиной 25 мм с одной прокатной поверхностью;

- допускается применять плоские образцы с обеими прокатными поверхностями, принимая при этом ширину образца не менее 50 мм и расчетную длину .

2.4. Измерение начальной и конечной расчетных длин, размеров поперечного сечения образца производят с точностью до 0,1 мм.

2.5. На рабочей части образца рекомендуется наносить разметку - неглубокие керны, риски или иные метки через каждые 5 или 10 мм.

3. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ

3.1. Для испытаний применяют разрывные и универсальные машины всех систем, если они соответствуют требованиям ГОСТ 1497-73, ГОСТ 7855-74 и требованиям стандартов на стали для строительных металлических конструкций.

3.2. При проведении испытаний должны соблюдаться следующие основные условия:

а) надежное центрирование образца в захватах испытательной машины;

б) плавность нагружения;

в) скорость перемещения активного захвата при испытании до предела текучести долина быть не более 0,01, за пределом текучести не более 0,2 длины расчетной части образца, выраженной в мм/мин.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОГО РАВНОМЕРНОГО УДЛИНЕНИЯ

4.1. При текущих испытаниях определение относительного равномерного удлинения может производиться по одному из следующих методов:

Первый метод

Относительное равномерное удлинение δ_р определяют вне участка разрыва (предпочтительней на большей части разрушенного образца) на начальной расчетной длине, равной 50 мм.

При этом расстояние от места разрыва до ближайшей точки (риски) начальной расчетной длины l_пр должно быть не менее 3b₀^*) (с округлением до ближайшей удаленной разметочной риски от места разрыва образца где b₀ - начальная ширина образца (рис. 1).

______________

^*) В случае цилиндрических образцов вместо b₀ следует d₀.

Рис. 1

Относительное равномерное удлинение δ_р в процентах вычисляют по формуле

Второй метод

Относительное равномерное удлинение δ_р в % вычисляют по следующей формуле

где ψ_р - относительное равномерное сужение в %, вычисленное по формуле

Измерение площади F_кр производится на расстоянии от места разрыва не менее 4b₀.

Третий метод^*)

______________

^*) Этот метод допускает использование образцов с пятикратной расчетной длиной.

Относительное равномерное удлинение δ_р определяют графически по диаграмме растяжения (рис. 2), записываемой соответствующим измерителем деформаций, установленным непосредственно на образце.

Масштаб по оси деформаций должен быть не менее 50:1.

Примечание. Определение δ_р производится на участке диаграммы растяжения, заканчивающемся точкой В, которая соответствует началу достижения максимальной нагрузки Р_вр.

Рис. 2

4.2. Относительное равномерное удлинение вычисляют с округлением до 0,5 %. При этом доли до 0,25 % отбрасывают, а доли в 0,25 % и более принимают за 0,5 % (см. приложение).

4.3. Испытание считается недействительным:

- при разрыве образца по кернам (рискам), если при этом какая-либо характеристика механических свойств по своей величине не отвечает установленным требованиям;

- при разрыве образца в захватах испытательной машины или за пределами расчетной длины;

- при обнаружении ошибок в проведении испытаний или записи результатов испытаний.

В указанных случаях испытание на растяжение должно быть повторено на отобранных от той же партии или плавки новых образцах.

Приложение

Пример определения относительного равномерного удлинения

По первому методу (рис. 1)

Начальная расчетная длина l_нр = 50 мм;

Конечная расчетная длина  l_кр = 58,4 мм,

По второму методу

Начальная площадь поперечного сечения (10×30 мм) образца F₀ = 300 мм².

Конечная площадь поперечного сечения образца (замеренная на расстоянии 4b₀ от места разрыва) F_кр = 258 мм²