О статической вязкости и требования к ударной вязкости изгиба и растяжения в стандартах

В работе автора [1] рассматривается вопрос о введении в практику определения статической вязкости металла при испытании металла статическим растяжением. Необходимость введения этой характеристики диктуется тем, что требование к величине ударной вязкости в стандартах слабо обоснованы. Чаще всего требования к величине ударной вязкости определяются по эмпирическим формулам [2, 3] .

Проведенные эксперименты по определению величины ударной вязкости изгиба и растяжения показали, что величина статической вязкости всегда меньше величины ударной вязкости изгиба и растяжения. Данное утверждение справедливо при испытании низкоуглеродистых сталей при температуре ±20⁰C и пластичности металла более 15% - этот диапазон требований характерен для сталей, широко используемых в промышленности.

В таблицах 1 и 2 приведены требования к ударной вязкости изгиба и статической вязкости металла. Из таблиц видно, что требования к ударной вязкости изгиба в стандартах при температурах ±20⁰C практически всегда ниже величин минимальной статической вязкости. Отсюда следует вывод, что все или почти все требования к ударной вязкости изгиба закладывали в стандарты существенно ниже фактических величин ударной вязкости металла.

Исходя из вывода предлагается определять:

во-первых, статическую вязкость АС_min (Дж/см³). [AC_vmin = σ_Tmin·δ]и вносить её значения в таблицы механических характеристик, приводимых в стандартах;
во-вторых, тогда, когда требования по ударной вязкости в стандартах меньше, чем величина статической вязкости, то можно: сократить количество испытаний на удар, оставлять только испытания образцов металла от плавки, а не от партии. В этом случае при проведении испытаний величина ударной вязкости должна быть больше величины статической вязкости;
в-третьих, когда величина требований по ударной вязкости в стандарте больше, чем величина статической вязкости, то испытание проводят так, как указано в стандарте.

В дальнейшем можно внести в национальные стандарты требования к ударной вязкости, записав, что величина ударной вязкости не должна быть ниже величины статической вязкости, а испытания на удар проводить только для образцов от плавки.

Литература:

Ю.И. Блинов «Вязкость металла – новые характеристики». Труды Юбилейной научно-технической конференции. г.Сочи 2012г. часть 2 стр. 100.
ГОСТ ИСО 3183 – 2012 «Трубы стальные для трубопроводов нефтяной и газовой промышленности» Таб. 8.
АPI Spec 5 CT « Трубы стальные обсадные и насосно-компрессорные для скважин»

ISO 11960 : 2004
ГОСТ ИСО 11960 : 2004
ГОСТ Р 53366 : 2009
ГОСТ 31446 : 2012

Таблица 1 - Статическая вязкость растяжения и требования к ударной вязкости изгиба (ISO 3183:2012)

№ п/п	Требования стандарта				Статическая вязкость $А С_{m i n} = σ_{T m i n} \cdot δ$ $(Д ж / с м^{3})$
№ п/п	Минимальный предел текучести σ_Tmin, $Н / м м^{2}$	Относительное удлинение δ/%	Энергия разрушения стандартного образца* А, Дж	Ударная вязкость KCV, $Д ж / с м^{2}$ ,* $(Д ж / с м^{3})$
1	245	0,225/22,5	27-40*	34-50*	55,2
2	290	0,225/22,5	27-40	34-50	55,2
3	320	0,217/21,7	27-40	34-50	69,5
4	360	0,205/20,5	27-40	34-50	73,8
5	390	0,194/19,4	27-40	34-50	75,6
6	415	0,184/18,4	27-40	34-50	76,3
7	450	0,179/17,9	27-58	39-67	80,5
8	485	0,169/16,9	27-68	39-85	82,0
9	555	0,156/15,6	40-68	50-85	86,5

*Требования в зависимости от диаметра 508 – 1422 и выше.

Таблица 2 - Статическая вязкость растяжения и ударная вязкость изгиба КСV при 0^oC (табл. 6 ГОСТ 19281)

№ п/п	Требования стандарта			Статическая вязкость $А С_{m i n} = σ_{T m i n} \cdot δ$ $(Д ж / с м^{3})$
№ п/п	Минимальный предел текучести σ_Tmin, Н/мм²	Относительное удлинение δ/%	Ударная вязкость KCV, $Д ж / с м^{2}$ , * $(Дж / с м^{3})$
1	265	0,21/21,0	34	55
2	295	0,21/21,0	34	62
3	315	0,21/21,0	34	66
4	345	0,21/21,0	40	72
5	355	0,21/21,0	34	74
6	390	0,19/19,0	40	82

Published on October 6th, 2015