Пластические деформации в строительстве
ГОСТ Р ИСО 10113-2014
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МАТЕРИАЛЫ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ. ЛИСТЫ И ПОЛОСЫ
Определение коэффициента пластической деформации
Metallic materials. Sheets and strips. Determination of plastic strain ratio
Дата введения 2015-01-01
1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием «Центральный научно-исследовательский институт им.И.П.Бардина» на основе аутентичного перевода на русский язык международного стандарта, указанного в пункте 4, выполненного ФГУП «Стандартинформ»
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 145 «Методы контроля металлопродукции»
4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 10113:2006* «Материалы металлические. Листы и полосы. Определение коэффициента пластической деформации» (ISO 10113:2006 «Metallic materials — Sheet and strip — Determination of plastic strain ratio»).
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. — Примечание изготовителя базы данных.
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации и межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (gost.ru)
Введение
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает метод определения коэффициента пластической деформации плоского проката (тонкого листа и полосы), изготовленного из металлических материалов.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
_______________
* Таблицу соответствия национальных стандартов международным см. по ссылке. — Примечание изготовителя базы данных.
ИСО 6892:1998 Материалы металлические. Испытание на растяжение при температуре окружающей среды (ISO 6892:1998, Metallic materials — Tensile testing at ambient temperature)
ИСО 9513:1999 Материалы металлические. Калибровка экстензометров, используемых при одноосных испытаниях (ISO 9513:1999, Metallic materials — Calibration of extensometers used in uniaxial testing)
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 коэффициент пластической деформации (plastic strain ratio), : Отношение истинной пластической деформации по ширине к истинной пластической деформации по толщине в образце для испытания, который подвергся одноосному растягивающему напряжению
где — истинная пластическая деформация по толщине;
— истинная пластическая деформация по ширине.
Примечания
1 Вышеприведенное выражение, использующее отдельную точку, действительно только в области, где пластическая деформация является однородной.
2 Поскольку легче и точнее определить изменения по толщине, чем по длине, следующее отношение, выведенное из закона постоянства объема, используется для пластического удлинения в процентах при максимальной силе, , для вычисления коэффициента пластической деформации, .
В отношении некоторых материалов, которые характеризуются фазовым изменением во время пластической деформации, объем измеренного профиля не всегда можно принять за постоянный. В таких случаях методика должна определяться и согласовываться заинтересованными сторонами.
Примечание — Поскольку значение зависит от ориентации образца для испытания относительно направления прокатки, а также от уровня деформации, символ может быть дополнен углом, который характеризует эту ориентацию и уровень деформации. Например, (таблица 1).
1 Если определяется , все испытания должны проводиться в одинаковом диапазоне деформация/деформация.
2 В отношении некоторых материалов могут быть выбраны другие ориентации образца, в этом случае должны использоваться уравнения, отличные от уравнения (3).
1 Если определяется , все испытания должны проводиться в одинаковом диапазоне деформация/деформация.
2 В отношении некоторых материалов могут быть выбраны другие ориентации образца, в этом случае должны использоваться уравнения, отличные от уравнения (4).
4 Условные обозначения
Условные обозначения и наименования, используемые в настоящем стандарте, приводятся в таблице 1.
Таблица 1 — Условные обозначения и наименования
Исходная толщина образца для испытания
Исходная базовая ширина образца для испытания
Исходная базовая длина
Базовая длина экстензометра
Мгновенное удлинение базы измерения
Мгновенное увеличение ширины
Базовая длина после деформации до заданного пластического удлинения/расширения
Толщина после деформации до заданного пластического удлинения/расширения
Базовая ширина образца для испытания после деформации до заданного удлинения/расширения
Заданная пластическая (техническая) деформация, при которой коэффициент пластической деформации должен быть определен (метод отдельных опорных точек)
Коэффициент пластической деформации
Коэффициент пластической деформации в -направлении (в градусах) относительно направления прокатки при пластической деформации /в диапазоне пластической деформации
Степень плоскостной анизотропии
Истинная пластическая деформации по толщине
Истинная пластическая деформации по ширине
Истинная пластическая деформации по длине
Начальная площадь поперечного сечения параллельной длины
Истинная площадь поперечного сечения
Наклон упругой части кривой напряжение/процентное удлинение, умноженный на 100%
Наклон соответствующей прямой линии кривой зависимости истинной пластической деформации по ширине от истинной пластической деформации по длине
Пластическое растяжение в процентах при максимальной силе
Переменные, используемые в качестве индексов
1 В справочной литературе могут приводиться другие условные обозначения. Относительно сравнения международных символов см. приложение А.
5 Сущность метода
Образец подвергается испытанию на растяжение до заданного уровня пластической деформации, и коэффициент пластической деформации, , вычисляют из измерений изменений в длине и ширине. Ориентация образца относительно направления прокатки и уровень пластической деформации, для которого значения определены, задаются в согласии соответствующему стандарту на изделие. Как правило, уровень деформации должен быть ниже пластического удлинения при максимальной силе.
6 Испытательное оборудование
Используемая разрывная испытательная машина должна соответствовать требованиям ISO 6892.
В отношении ручного метода устройство измерения изменений в базовой длине должно обладать точностью измерения с погрешностью ±0,01 мм. Устройство, используемое для измерения изменений в базовой ширине, должно обладать точностью измерения с погрешностью ±0,005 мм.
В отношении автоматического метода (раздел 
должны использоваться экстензометры, определенные в ISO 9513:1999, класса 1 или выше.
Примечание — Когда применяются большие базовые длины и значительные удлинения, максимальная относительная погрешность экстензометра класса 1 может быть больше, чем ±0,01 тт.
Метод захвата образца для испытания должен соответствовать ISO 6892.
7 Образец для испытания
7.1 Образец для испытания должен отбираться в соответствии с требованиями соответствующего стандарта на изделие или, если он отсутствует, по соглашению между заинтересованными сторонами.
Тип образца для испытания и его приготовление, включая допуски на изготовление, допуски на форму и маркировку исходной базовой длины, должны соответствовать определениям, приведенным в ISO 6892:1998, приложение А, однако в пределах базовой длины кромки должны быть достаточно параллельными, чтобы два измерения ширины не различались более чем на 0,1% среднего значения всех измерений ширины.
7.2 Толщина образца должна иметь толщину полного листа, если не оговорено иное.
7.3 Поверхность образца не должна быть повреждена, например, царапинами.
8 Методика
8.1 Испытание должно проводиться при температуре окружающей среды, т.е. между 10°С и 35°С. Испытания при контролируемых условиях, где это требуется, проводят при температуре (23±5)°С.
8.2 Если измерения проводят вручную, исходная базовая ширина образца должна определяться минимум в трех точках, распределенных по базовой длине, включая одно измерение в каждом конце базовой длины. Среднее значение этих измерений ширины должно использоваться при вычислении коэффициента пластической деформации.
8.3 Если измерения проводят в автоматическом режиме, протяженность и изменение ширины, по крайней мере в одной точке измерения, должны определяться с помощью экстензометра (раздел 6).
8.4 В пластическом диапазоне скорость деформации параллельной длины не должна превышать 0,008/с.
8.5 Закрепляют образец в зажимах испытательной машины и, выдерживая скорость испытания в пределах, заданных в 8.4, прилагают требуемую деформацию:
a) либо для достижения уровня пластической деформации, установленного в соответствующем стандарте на изделие (ручное определение);
b) либо для определения значений ширины при уровне пластической деформации, заданном в соответствующем стандарте на изделие (автоматическое определение).
8.6 В случае ручного определения после снятия нагрузки измеряют базовую длину и базовую ширину таким же образом и по тем же допускам, которые заданы для исходной базовой длины и ширины.
8.7 В случае автоматического определения измерения длины и ширины при заданном уровне пластической деформации должны проводиться с помощью экстензометра согласно разделу 6.
8.8 Если образец имеет поперечный изгиб (рисунок 1), который может влиять на результаты испытания, это испытание считают недействительным и проводят повторное.
Рисунок 1 — Схематическое изображение поперечного изгиба в поперечном сечении образца для испытания
1 — поперечный изгиб
Рисунок 1 — Схематическое изображение поперечного изгиба в поперечном сечении образца для испытания
8.9 Если пластическая деформация не является гомогенной, ручное определение -значения невозможно. Располагая непрерывно считываемыми данными изменения ширины относительно удлинения и используя статистические методы, приведенные в 9.2, можно определить воспроизводимое -значение.
8.10 В случае покрытого материала, например оцинкованных или органических покрытий, полученные r-значения могут отличаться от значений основного материала без покрытия
9 Выражение результатов
9.1 В отношении ручного определения вычисляют коэффициент пластической деформации, средневзвешенный коэффициент пластической деформации для различных ориентаций образца и степени плоскостной анизотропии, используя уравнения (2), (3) и (4). Когда используются уравнения, отличные от (3) и (4), это должно быть указано в протоколе испытания.
9.2 В отношении материалов с гомогенным характером деформации может использоваться метод отдельных опорных точек. С целью повышения воспроизводимости должен использоваться определенный диапазон.
В отношении материалов с негомогенным характером деформации может использоваться следующий метод с целью получения воспроизводимых результатов.
Истинная пластическая деформация по длине должна вычисляться по формуле
Истинная пластическая деформация по ширине должна вычисляться по формуле
где — коэффициент Пуассона (например, 0,30 для стали; 0,33 для алюминия).
Пластическая деформация (при заданном моменте во время испытания) должна вычисляться по формуле
Относительно пояснения см. рисунок 2.
Рисунок 2 — Отношение между истинной пластической деформацией по ширине и истинной пластической деформацией по длине
Примечание — Внимание! Верхние и нижние пределы выражаются в пластической (технической) деформации; — ось выражает истинную пластическую деформацию по длине.
— истинная пластическая деформация по длине, ;
— истинная пластическая деформация по ширине, ;
1 — нижний предел: например, 8%-ная пластическая (техническая) деформация (эквивалентная истинной пластической деформации 0,077);
2 — верхний предел: например, 12%-ная пластическая (техническая) деформация (эквивалентная истинной пластической деформации 0,113);
Рисунок 2 — Отношение между истинной пластической деформацией по ширине и истинной пластической деформацией по длине
Если используется автоматический метод, в уравнениях (5) и (7) подлежит замене на .
При строгом физическом подходе, чтобы вычислить истинную пластическую деформацию по длине , истинную пластическую деформацию по ширине и пластическую деформацию , в уравнениях (5), (6) и (7) должна использоваться истинная площадь поперечного сечения , рассчитанная по формуле
вместо исходной площади поперечного сечения . Однако практика показывает, что результаты, полученные с или , отличаются незначительно. Следовательно, исходная площадь поперечного сечения может использоваться в уравнениях (5), (6) и (7).
Линейная регрессия уравнения (6) относительно уравнения (5) должна быть аппроксимирована в заданной области через начало. Наклон этой линейной регрессии равен , — значение определяется с помощью уравнения
9.3 Вычисленные значения коэффициента пластической деформации должны регистрироваться с точностью до 0,05.
10 Протокол испытаний
Протокол испытаний должен включать следующую информацию:
a) ссылку на настоящий стандарт;
b) идентификацию испытанного материала;
c) используемый метод (ручной или автоматический);
d) тип использованного образца для испытания;
e) ориентацию образца для испытания относительно направления прокатки;
f) диапазон пластической деформации/пластической деформации, в котором проводились измерения, например:
(линейную регрессию между 8%-ной и 12%-ной пластической деформацией),
(метод отдельных опорных точек при 10%-ной пластической деформации);