ГОСТ 25.506-85

Груши B09

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Расчеты и испытания на прочность
МЕТОДЫ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ МЕТАЛЛОВ

Определение характеристик трещиностойкости ГОСТ
(вязкости разрушения) при статическом нагруженни 25.506—85

Design, calculation and strength testing.
Methods of mechanical testing of metals,
Determination of fracture toughness characteristics
under the static loading

MKC 77,040.10
OKCTY 0809

Постановлением Государственного комитета CCCP по стандартам от 27 марта 1985 г. № 902 дата введения
установлена

01.01.86
Ограничение срока действия снято по протоколу № 5—94 Межгосударственного совета по стандартизации,
метрологии и сертификации (ИУС 11-12—94)

Настоящий стандарт устанавливает методы механических испытаний для определения харак-
теристик трещиностойкости металлов при статическом кратковременном нагружении на образцах
толщиной не менее | мм при температуре от минус 269 *С до плюс 600 °С.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Обозначения и единицы измерения величин, применяемые в настоящем стандарте,
указаны в приложении 1.

Примечание. Пояснения к обозначениям приведены в приложении 2.

1.2. Для определения характеристик трещиностойкости испытывают с записью диаграмм
«нагрузка — смещение» («Ру») или «нагрузка — прогиб» («Р-/№) образцы с предварительно нане-
сенной усталостной трещиной.

1.3. По результатам испытаний определяют следующие основные характеристики трещино-
стойкости:

силовые — критические коэффициенты интенсивности напряжений К (или К,): К, К р Kor
Кс

деформационная — раскрытие в вершине трещины 55

энергетические — критические значения /-интеграла / или Л.

14. Трешиностойкость металлов оценивают по одной или нескольким силовым, деформаци-
онным и энергетическим величинам Kye, Кё, Кс, Кот» 8с, de (Ло

При выполнении условий корректности определения характеристик трещиностойкости
(п. 5.1.3.2; 5.1.5.1 и 5.1.6) основной является величина К; с.
В случае невыполнения условий корректности величин Ajo, Кс, Кот трешиностойкость

металлов оценивают по величинам KC. бе, Ус (Ло.

Примечания:
1. Для определения трешиностойкости металлов в широком диапазоне длин трещин допускается исполь-
KITS предел трешиностойкости /.. (приложение 3).

Издание официальное Перепечатка воспрешена
*
Переиздание.

143

С. 2 ГОСТ 25.506—85

2. Методы построения температурных зависимостей характеристик трещиностойкости и определение
критических температур для малоуглеродистых и низколегированных сталей описаны в приложении 4.

1.5. Определяемые по настоящему стандарту характеристики трещиностойкости (наряду с
другими характеристиками механических свойств) могут быть использованы для:

сравнения различных вариантов химического состава, технологических процессов изготовле-
ния, обработки и контроля качества металлов и сплавов;

сопоставления материалов при обосновании их выбора для машин и конструкций;

расчетов на прочность несущих элементов конструкций с учетом их дефектности, геометри-
ческих форм и условий эксплуатации;

анализа причин аварий и разрушений конструкций.

1.6. Для металлов. предназначенных для использования в машинах и конструкциях с задан-
ными условиями эксплуатации, могут быть применены методы испытаний, типы образцов и
характеристики трещиностойкости металла в соответствии с отраслевыми нормативно-технически-
ми документами.

2. ОБРАЗЦЫ И ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЕ

2.1. Для определения характеристик трещиностойкости применяют слелующие образцы: тип
1 — плоский прямоугольный с центральной трещиной для испытаний на осевое растяжение
(черт. 1); тип 2 — цилиндрический с кольцевой трещиной для испытаний на осевое растяжение
(черт. 2); тип 3 — прямоугольный компактный образец с краевой трещиной для испытаний на
внецентренное растяжение (черт. 3); тип 4 — плоский прямоугольный образец с краевой трешиной
для испытаний на трехточечный изгиб (черт. 4).

Тип 1 Tan
R2ay
Ум 46
an a ps | 5 Ум
| H ney ee
а | | р 025
= || afr SS
H я В
Loe nope 5 | | ВИА x =
4 ry | od
| ne a3 {to od
wage |
- РА
| | Cxema нагружения
| !
Схема |
нагружения '
ПО et
|] тв центр BL OCT HES4-T6
iz ВАЛ 22

1 = расстояние между частями образца, служащими

1 — расстояние между частями образца, служащими
для крепления в захватах
В BF 2h = (0,25~0,35)5;
Lz 26; М = (0,3-0,5)6

Черт. |

для крепления в захватах;
L= 50. d= (0.6-0,7)D; 1270
1 - 0.50 - deht 15 мми без 7Аща
Dy -В-2,- (0.65-0,83)D

Черт. 2

ГОСТ 25.506—85 С. 3

Тип 3 ‘Tun 4

é Rady
| & им тт wage] УМ)
= Е wl
= = aL 22h x
pina т ae oe re \ Па
я paneer dex |
6489 ie $ ae
г 7
Zone. 7. tisl2 be
Схема нагрутения Схема негрутения
5
| С] ИИ
A by

1. = расстовние между опорами
= 1,256: H 1.25; 2a = 0,558; 254 - (0.45-0,55)8; © = 0,068;
{9,45—0,55)55 € = 0,066; Я - (0,35—0,50)6 Lm Ab; Ly = 4b 9,55 f= (0,356—0,50)6

Черт. 3 Черт. 4

2.2. Соотношение размеров и схемы натружения образцов показаны на черт. |—4. При этом
рекомендуются слелующие размеры образцов:

тип | ширина 6 не менее 50 мм;

тип 2 диаметр D He менее 12 мм;

тип 3 толщина г не менее 20 мм;

тип 4 толщина {не менее 10 мм.

В образцах типов | и 2 форму и размеры частей, служащих для крепления и нагружения,
определяют после выбора конструкции захватов. Размер Я назначают в зависимости от способа
изготовления надреза и крепления образца так, чтобы он не разрушился в захватах.

Примечания:

1. Для образцов типов 1, 3, 4 шероховатость их боковой поверхности вблизи вершины надреза и исходной
усталостной трещины должна соответствовать 8-му классу.

2. Рекомендации по выбору образцов приведены в приложении 5.

2.3. Инициирующий надрез в образце типа 2 показан на черт. 2, а в остальных — на черт. 5.
Ориентация надреза в случае анизотропии механических свойств должна быть одинаковой для всех
образцов при данных испытаниях.

Для образцов типа 1 применяют надрезы вариантов la, 2а, 3 (черт. 5), для образцов типов 3 и
4 вариантов 1би 26.

Надрез изготовляют с помощью специальных фрез (см. черт. 5, варианты la и 26) или
шлифовального круга {вариант 26), пропиливанием от центрального отверстия (вариант 2a) или
электроискровым способом (вариант 3). В отдельных случаях допускается комбинировать различные
способы. Инициирующий надрез для образца типа 2 изготовляют на токарном станке с последующей
шлифовкой.

Примечание. Для уменьшения нагрузки и времени, необходимых для зарождения трещин, можно
применять лазерную. электронно-лучевую и другие обработки вершины надреза при условии. что область
нарушенного состояния исходного материала у вершины надреза будет меныше длины созлаваемой исходной
усталостной трешины.

145

С. 4 ГОСТ 25.506—85

295317° Д:=425

= Вариант 2
25° 2028”
339° AY RSG)
т my
> = a
ar
48.
а
Вариант 5

25 0,066, |, — #2 1,5 мм
Черт. $

2.4. При вырезке и изготовлении образцов необходимо обеспечить минимальные наклеп,
остаточные напряжения, а также изменения структуры и фазового состава в зоне разрушения
образца. Окончательную механическую обработку образцов и нанесение исходной усталостной
трещины проводят после термической обработки образцов.

2.5. Усталостную трешину наносят таким образом, чтобы контур надреза находился между
прямыми, пересекающимися под углом 20 20`—30° в вершине трещины (черт. 5), а разность (/, —
A) была не меньше 1,5 мм.

2.6. Усталостные трещины в плоских образцах типов 1, Зи 4 (черт. 1, 3, 4) наносят при
переменном растяжении с коэффициентом асимметрии цикла А = 0,1—0,2, а в образцах Tuna 2 —
при круговом изгибе (А = —1). При этом регистрируют минимальные и максимальные усилия цикла
и число циклов. Номинальные напряжения с, при максимальном усилии цикла (лолжны быть не
больше 0,5 6,, (6, определяют при температуре, при которой наносят усталостные трещины), а
рекомендуемое число циклов нагружения при нанесении усталостной трещины — не меньше 5-10+.

Примечания:

1. В образцах типа 4 допускается нанесение усталостных трешин при знакопеременном консольном
изгибе с соблюдением требований настоящего пункта.

2. При нанесении усталостной трещины на образцах. предназначенных для испытаний с целью опреде-
ления Kye, Кс. Кёи Кот, максимальный коэффициент интенсивности напряжений цикла А„„„„, рассчитанный

для надреза как для трещины длиной A, не должен превышать 0,75 Aye, где Aye — предполагаемое значение
Ас. а на конечном участке трешины длиной не менее 1.5 мм — не превосходить 0,6 Ау. Если трешину наносят
при температуре 7", а испытывают образец при температуре 7?) 10 К, не должен превышать 0,6 А.

970$, где величины с индексом (1) относятся к температуре 7", а с индексом (2) к 7?) (см. приложение 6).

146