ГОСТ Р ИСО 12986-2-2015
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МАТЕРИАЛЫ УГЛЕРОДНЫЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЯ. ОБОЖЖЕННЫЕ АНОДЫ И КАТОДНЫЕ БЛОКИ
Часть 2
Определение предела прочности на изгиб четырехточечным методом
Carbonaceous materials used in the production of aluminium. Prebaked anodes and cathode blocks. Part 2. Determination of flexural strength by the four-point method
ОКС 71.100.10
Дата введения 2016-07-01
Предисловие
1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом "Уральский электродный институт" (ОАО "Уралэлектродин") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 109 "Электродная продукция"
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 8 июня 2015 г. N 577-ст
4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 12986-2:2009* "Материалы углеродные для производства алюминия. Обожженные аноды и катодные блоки. Часть 2. Определение предела прочности на изгиб четырехточечным методом" (ISO 12986-2:2009 "Carbonaceous materials used in the production of aluminium - Prebaked anodes and cathode blocks - Part 2: Determination of flexural strength by the four-point method", IDT).
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - .
Международный стандарт разработан Техническим комитетом ISO/ТС 226 "Материалы для производства первичного алюминия".
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Апрель 2019 г.
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". 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 (www.gost.ru)
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает четырехточечный метод определения предела прочности на изгиб при комнатной температуре обожженных анодов и катодных блоков.
Примечание - ИСО 12986 основывается на стандарте [4].
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие международные стандарты:
ISO 4288, Geometrical Product Specifications (GPS) - Surface texture: Profile method - Rules and procedures for the assessment of surface texture (Геометрические характеристики изделий (GPS). Структура поверхности. Профильный метод. Определение и параметры структуры)
ISO 7500-1, Metallic materials - Verification of static uniaxial testing machines - Part 1: Tension/compression testing machines - Verification and calibration of the force-measuring system (Материалы металлические. Верификация машин для статических испытаний в условиях одноосного нагружения. Часть 1. Машины для испытания на растяжение/сжатие. Верификация и калибровка силоизмерительных систем)
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 предел прочности на изгиб (flexural strength): Максимальное напряжение в момент разрушения при испытании образца.
Примечания
1 Адаптировано со стандартом [1]. Определение как в стандарте [1], добавлено обозначение.
2 Предел прочности на изгиб рассчитывают как отношение изгибающего момента при разрушении образца в условиях четырехточечного метода к моменту сопротивления сечения по формуле
, (1)
где - изгибающий момент при разрушении, Н/мм;
- момент сопротивления сечения, мм.
3 Предел прочности на изгиб выражают в ньютонах на квадратный миллиметр.
4 Как правило, максимальная нагрузка отображается на шкале испытательной машины и совпадает с нагрузкой при разрушении, если они отличаются, термин относится к максимальной нагрузке.
3.2 Изгибающий момент (bending moment): Момент внешней силы, перпендикулярной к продольной оси балки или вала (стандарт [3]).
Примечание - - максимальный момент при разрушении, вычисляют, исходя из геометрии исследуемого образца и максимальной нагрузки. Как правило, максимальная нагрузка отображается на шкале испытательной машины и совпадает с нагрузкой при разрушении, если они отличаются, термин относится к максимальной нагрузке.
3.3 Момент сопротивления сечения, (section modulus): Отношение момента инерции относительно оси к расстоянию от нее до наиболее удаленной точки сечения.
Примечания
1 Момент сопротивления сечения может быть вычислен по формуле
, (2)
где - момент инерции сечения;
- максимальное радиальное расстояние от оси , относительно которой определяется.
2 Адаптировано со стандартом [3].
3 Расчеты момента сопротивления сечения для наиболее распространенных сечений приведены на рисунке 2.
4 Сущность метода
Образец помещают на две опоры и нагружают до его разрушения. Нагрузка равномерно распределяется на две нагружающие опоры.
Предел прочности на изгиб рассчитывают по нагрузке при разрушении, расстоянию между опорами и точками приложения нагрузки и размерами поперечного сечения образца.
5 Аппаратура
5.1 Испытательное оборудование для определения предела прочности на сжатие, удовлетворяющее требованиям класса 2 по ИСО 7500-1.
5.2 Устройство для испытания на изгиб, схема которого приведена на рисунке 1.
|
1 - карданная подвеска; 2 - нагружающие опоры; 3 - образец; 4 - нижние опоры; D - диаметр цилиндрического образца; F - нагрузка в ньютонах; h - высота прямоугольного образца; - расстояние между нагружающей и нижней опорами; - расстояние между нижними опорами
Рисунок 1 - Схема устройства для испытания на изгиб
Устройство обеспечивает симметричную нагрузку по длине в течение всего испытания за счет соответствующей саморегулировки.
Радиусы закругления поверхности опор должны быть в диапазоне от 2 до 5 мм.
Расстояния между опорами регулируют для настройки устройства при испытаниях образцов различной геометрии.
5.3 Измерительное оборудование
Штангенциркули с нониусом, обеспечивающие измерение линейных размеров испытуемого образца с точностью до 0,5% абс. (см. стандарт [2]).
5.4 Измерительный прибор для измерения шероховатости поверхности испытуемых образцов.
6 Отбор и подготовка образцов
6.1 Отбор образцов
Пользователи настоящего стандарта согласовывают Программу выборочного контроля и отбора образцов. Испытывают пять просушенных образцов, если не оговорено другое.
Все образцы испытывают на воздухе, если не оговорено другое.
Шероховатость поверхности боковых граней образцов, измеренная в соответствии с ИСО 4288, должна быть не более 15 мкм по высоте . Углубления поверхностных пор не учитываются.
|
где - момент сопротивления сечения, в кубических миллиметрах;
- высота прямоугольного поперечного сечения, в миллиметрах;
- ширина прямоугольного поперечного сечения, в миллиметрах;
- наружный диаметр круглого сечения, в миллиметрах;
- внутренний диаметр кольцевого сечения, в миллиметрах..
Рисунок 2 - Расчеты момента сопротивления сечения для наиболее распространенных сечений
6.2 Подготовка образцов
Изготовляют для испытаний цилиндрические или призматические образцы. Наименьший размер образца должен не менее чем в два раза превышать диаметр самой крупной структурной составляющей (например, максимального размера структурных частиц в материале для испытаний), но должен быть не менее 4 мм. Длина образцов должна быть не менее чем в 3,5 раза больше их ширины или диаметра.
7 Проведение испытаний
7.1 Все испытания выполняют при комнатной температуре, т.е. в диапазоне от 10°С до 35°С.
7.2 Выбирают и регулируют диапазон измерения испытательного оборудования так, чтобы ожидаемая нагрузка - усилие при разрушении, составляла 1/10 от диапазона измерений.
Помещают образец на середину опор так, чтобы его продольная ось была перпендикулярна к опорам.
Расстояние между нижними опорами должно быть в три раза больше ширины или диаметра образца. Расстояние между нагружающими опорами должно быть равно ширине или диаметру образца.
При испытании призматического образца следует убедиться в том, что он установлен симметрично относительно нижних и нагружающих опор, и при необходимости отрегулировать соответствующую опору.
При испытании цилиндрических образцов рекомендуется использовать нижние опоры диаметром на 2 мм больше, чем диаметр образцов для испытаний, чтобы предотвратить их скатывание.
Приложение нагрузки должно быть перпендикулярно к продольной оси образца. Увеличивают нагрузку постепенно и непрерывно со скоростью 5 мм/мин или 0,5 Н/мм/с до разрушения образца.
Записывают нагрузку при разрушении.
8 Обработка результатов
8.1 Изгибающий момент
Изгибающий момент рассчитывают по формуле
, (3)
где - расстояние между нагружающей и нижней опорами, м, (см. рисунок 1);
- максимальная нагрузка, Н.
8.2 Предел прочности на изгиб
Предел прочности на изгиб , Н/мм, рассчитывают с использованием формул (1) и (3)
, (4)
где - момент сопротивления сечения, мм (см. рисунок 2);
и - см. формулу (3).
В случае испытания образцов квадратного сечения 
. Предел прочности на изгиб рассчитывают по формуле
. (5)
В случае цилиндрических образцов для испытаний 
. Предел прочности на изгиб рассчитывают по формуле
. (6)
9 Прецизионность
Средние значения, измеренные данным методом на образцах 30х100 мм, в условиях повторных испытаний отличаются не более чем на 5% при доверительной вероятности 95%.
10 Протокол испытаний
Протокол испытаний должен содержать:
a) тип блока, положение и ориентацию образцов, отобранных от блоков;
b) наименование образцов для испытаний;
c) количество образцов для испытаний;
d) размеры образцов для испытаний (мм);
e) расстояние между нагружающей и нижней опорами и расстояние между нижними опорами (мм);
f) предел прочности при изгибе (Н/мм) с округлением до 0,1 Н/мм, индивидуальные и среднее значения;
g) дополнительные согласованные условия, отличающиеся от настоящего стандарта;
h) дату проведения испытания.
Приложение ДА
(справочное)
Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов национальным стандартам
Таблица ДА.1
Обозначение ссылочного международного стандарта | Степень соответствия | Обозначение и наименование соответствующего национального стандарта |
ИСО 4288 | - | * |
ИСО 7500-1 | - | * |
* Соответствующий национальный стандарт отсутствует. До его принятия рекомендуется использовать перевод на русский язык данного международного стандарта. Перевод данного международного стандарта находится в Федеральном информационном фонде стандартов. | ||
Библиография
[1] | ISO 472:1999, Plastics - Vocabulary |
[2] | ISO 13385-1:2011, Geometrical product specifications (GPS) - Dimensional measuring equipment - Part 1: Callipers; Design and metrological characteristics |
[3] | ISO 80000-4:2006, Quantities and units - Part 4: Mechanics (ИСО 80000-4:2006 Величины и единицы. Часть 4. Механика) |
[4] | DIN 51944, Testing of carbonaceous materials - Determination of flexural strength by four point method - Solid materials |
_______________
Действует ISO 472:2013 "Plastics - Vocabulary".
Официальный перевод этого стандарта находится в Федеральном информационном фонде технических регламентов и стандартов.
УДК 621.3.035:006.354 | ОКС 71.100.10 |
Ключевые слова: углеродные материалы, производство алюминия, обожженные аноды, катодные блоки, предел прочности на изгиб, четырехточечный метод | |
Электронный текст документа
и сверен по:
, 2019