ГОСТ Р ИСО 22826-2012

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ИСПЫТАНИЯ РАЗРУШАЮЩИЕ СВАРНЫХ ШВОВ В МАТЕРИАЛАХ С МЕТАЛЛИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ

Испытание на прочность узких сварных соединений, полученных лазерной сваркой и электронно-лучевой сваркой (Определение твердости по Виккерсу и Кнупу)

Destructive tests on welds in metallic materials. Hardness testing of narrow joints welded by laser and electron beam (Vickers and Knoop hardness test)

ОКС 25.160.40

Дата введения 2014-01-01

     
   

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН ФГУП "ЦНИИчермет им.И.П.Бардина" на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 145 "Методы контроля металлопродукции"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 ноября 2012 г. N 886-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 22826:2005* "Испытания разрушающие сварных швов в материалах с металлическими свойствами. Испытание на прочность узких сварных соединений, полученных лазерной сваркой и электронно-лучевой сваркой (Определение твердости по Виккерсу и Кнупу)" [ISO 22826:2005 "Destructive tests on welds in metallic materials - Hardness testing of narrow joints welded by laser and electron beam (Vickers and Knoop hardness test)", IDT].

________________

* 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, сведение о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Март 2020 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 требования к определению твердости поперечных сечений узких сварных соединений на металлических материалах, полученных лазерной и электронно-лучевой сваркой.

Настоящий стандарт распространяется на методы измерения твердости по шкалам Виккерса и Кнупа в соответствии с требованиями ИСО 6507-1 и ИСО 4545 при нагрузках от 0,098 до 98 Н (от HV 0,01 до HV 10) для испытания твердости по Виккерсу и при нагрузке до 9,8 Н (только до НК 1) для испытания твердости по Кнупу.

Настоящий стандарт распространяется на сварные швы, сделаные с/без присадочной проволоки.

Настоящий стандарт не применим к испытаниям сварных соединений, полученных с помощью гибридной лазерно-дуговой сварки.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения).     

ISO 4545, Metallic materials - Hardness test - Knoop test (Материалы металлические. Испытание на твердость. Определение твердости по Кнупу)

________________

Заменен на ISO 4545-1:2017.

ISO 4546, Metallic materials - Hardness test - Verification of Knoop hardness testing machines (Материалы металлические. Испытание на твердость. Проверка приборов для определения твердости по Кнупу)

________________

Заменен на ISO 4545-2:2017.

ISO 4547, Metallic materials - Hardness test - Calibration of standardized blocks to be used for Knoop hardness testing machines (Материалы металлические. Испытание на твердость. Калибрование аттестованных образцов, используемых для определения твердости по Кнупу)

________________

Заменен на ISO 4545-3:2017.

ISO 6507-1, Metallic materials - Vickers hardness test - Part 1: Test method (Металлы и сплавы. Измерение твердости по Виккерсу. Часть 1. Метод измерения)

ISO 6507-2, Metallic materials - Vickers hardness test - Part 2: Verification and calibration of testing machines (Материалы металлические. Определение твердости по Виккерсу. Часть 2. Поверка и калибровка испытательных машин)

ISO 6507-3, Metallic materials - Vickers hardness test - Part 3: Calibration of reference blocks (Металлические материалы. Определение твердости по Виккерсу. Часть 3. Калибровка контрольных образцов)

ISO 10250, Metallic materials - Hardness testing - Tables of Knoop hardness values for use in tests made on flat surfaces (Материалы металлические. Определение твердости. Таблицы значений твердости по Кнупу для испытаний на плоских поверхностях)

________________

Заменен на ISO 4545-4:2017.

ISO/TR 16060, Destructive tests on welds in metallic materials - Etchants for macroscopic and microscopic examination (Испытания с разрушением образца сварных швов в металлических материалах. Реактивы для травления при макро- и микроскопическом исследовании)

     3 Методы измерения

Измерение твердости по Виккерсу проводят в соответствии с требованиями ИСО 6507-1, ИСО 6507-2 и ИСО 6507-3. Измерение твердости по Кнупу проводят по ИСО 4545, ИСО 4546 и ИСО 4547.

Измерение твердости проводят с целью определения диапазона значений твердости в основном металле (или в двух основных металлах в случае соединения различных металлов), в зоне термического влияния и в металле сварного шва. Измеряют твердость или по отдельным отпечаткам, или группам отпечатков (испытания типа Е), или ряду расположенных по линии отпечатков (испытания типа R).

Измерения проводят при температуре (23±5)°С. Если испытание проводят при температуре за пределами этого диапазона, то это должно быть оговорено в протоколе.

На результаты измерения микротвердости влияет вибрация, поэтому измерения следует проводить в месте, свободном от вибрации.

     4 Определения и обозначения

Символы, определения и единицы измерения, применяемые в настоящем стандарте, приведены в таблице 1.

Таблица 1

     
     

     5 Подготовка образцов для измерений

Образцы для измерения твердости должны быть подготовлены в соответствии с требованиями ИСО 6507-1 или ИСО 4545.

Подготовку образца проводят механической резкой, как правило, поперек сварного шва. Эту операцию и последующую подготовку поверхности осуществляют без нагрева до температуры, достаточно высокой, чтобы вызывать размягчение или упрочнение поверхности.

Поверхность образцов, подвергаемых испытанию, должна быть тщательно подготовлена и предпочтительно протравлена в соответствии с ИСО/ТО 16060 таким образом, чтобы измерения длины диагоналей отпечатков могли быть получены с достаточной точностью для различных зон сварного соединения.

     6 Проведение измерений

6.1 Общие требования

На рисунке 1 приведены типичные области для размещения групп отпечатков. Номера 1 и 2 относятся к металлу сварного шва, цифры от 3 до 6 - к HAZ и цифры 7 и 8 - к основному металлу.

В случае, когда тип сварного соединения отличается от приведенного в примерах, процедура измерений должна соответствовать этому типу.

     
1, 2 - металл сварного шва; 3, 4, 5, 6 - зоны термического влияния (HAZ); 7, 8 - основной металл; - центр металла сварного шва; - линия сплавления

     
Рисунок 1 - Расположение групп отпечатков для определения твердости по Виккерсу и Кнупу

           

6.2 Тип измерений

Измерение твердости по типу Е или R следует проводить по отпечаткам, расположенным в зонах 2 и 3 для испытания по типу Е, 4 и 5 - для испытания по типу R. Тип испытания выбирается по усмотрению оператора, если не указано иное. Тип испытания должен быть отражен в протоколе об испытаниях.

6.3 Подготовка к испытанию

Если толщина основного металла или глубина сварного шва не более 4 мм, то отпечатки на металле сварного шва и зоны HAZ должны быть расположены в линию по центру толщины, т.е. , или на средней точке глубины отпечатка, т.е. в , как показано на рисунках 2а) и 2с).

Если или больше 4 мм, то отпечатки следует располагать в ряд на расстоянии в пределах 2 мм от верхнего и нижнего участков сварного шва, как показано на рисунках 2b) и 2d). В том случае, когда свариваемые образцы и сварные соединения имеют вид, представленный на рисунке 2d), отпечатки следует располагать в местах, полностью отвечающих указанным на рисунке 2d).

     

а) Расположение отпечатков при глубине сварного шва менее 4 мм

     
    

      

b) Расположение отпечатков при глубине сварного шва более 4 мм

     
    

     

с) Расположение отпечатков при толщине основного металла и глубине сварного шва или не более 4 мм

Рисунок 2, лист 1 - Расположение отпечатков для тонких и толстых плит (испытание типа Е)

     

    

     

d) Расположение отпечатков при толщине основного металла и глубине сварного шва или не менее 4 мм

     
1, 2 - металл сварного шва; 3, 4, 5, 6 - зона термического влияния (HAZ); 7, 8 - основной металл; - центр металла сварного шва; - линия сплавления

     
Рисунок 2, лист 2

           

Для черных металлов, подвергаемых закалке, расстояние между центром любого отпечатка и краем образца должно быть:

- не менее 2,5 длин средней диагонали отпечатка для измерения по Виккерсу;

- равно длине короткой диагонали отпечатка для измерения твердости по Кнупу.

Для незакаленных черных и цветных металлов расстояние между центром любого отпечатка и краем образца должно быть:

- не менее трех длин диагонали отпечатка при измерении твердости по Виккерсу;

- равно длине короткой диагонали отпечатка для измерения твердости по Кнупу.

Расстояние между центрами двух соседних отпечатков должно соответствовать данным, приведенным в таблице 2 для испытания типа Е и приведенным в таблице 4 - для испытания типа R.

                     

Примечание - Рекомендуется использовать одну и ту же нагрузку как для проведения испытаний металла сварного шва, так и для всего испытания в целом.

6.4 Индивидуальные отпечатки (испытание типа Е)

6.4.1 Измерение твердости металла сварного шва

Измерение твердости металла сварного шва следует проводить не менее чем в трех точках: в центре и на верхней и нижней областях и/или на левой и правой сторонах, как показано на рисунке 3. Твердость измеряют по всем отпечаткам. Для больших значений нагрузки при проведении испытаний по Виккерсу, например 49 Н (HV 5) и 98 Н (HV 10), число отпечатков может быть уменьшено.

     

а) Измерение твердости по Виккерсу ()

     
    

     

b) Измерение твердости по Кнупу ()

     

1 - металл сварного шва; 3 - зона термического влияния (HAZ); 7 - основной металл; - центр металла сварного шва; - линия сплавления

     
Рисунок 3 - Расположение отпечатков в металле сварного шва и в HAZ (испытание типа Е)

           

Длина диагонали отпечатка или при определении твердости металла сварного шва должна составлять не более 1/10 ширины металла шва, твердость которого измеряют. Рекомендуемые номинальные испытательные нагрузки и шкалы значений твердости приведены в таблице 3.

                     

Примечание - Приблизительная длина диагонали отпечатков для каждой испытательной нагрузки и твердости материала приведена в таблице А.1 (приложение А) для испытания по Виккерсу и таблице А.2 (приложение А) - для испытания твердости по Кнупу.

6.4.2 Измерение твердости в зоне термического влияния (HAZ)

Измерение твердости в зоне HAZ следует проводить в трех точках вдоль линии сплавления, как показано на рисунках 3а) и 3b).

Используемая испытательная нагрузка при определении твердости в зоне HAZ должна быть такой же, как и для измерения твердости металла сварного шва. В случае определения твердости HAZ расстояние между линией, соединяющей центры отпечатков, и линией сплавления не должно быть меньше, чем 0,5 или 0,5 , и не должно превышать длину отпечатка или 2 , как показано на рисунках 3а) и 3b).

6.4.3 Измерение твердости основного металла

Измерения твердости основного металла следует проводить не менее чем в трех точках. Местоположение точек должно быть отражено в протоколе испытания.

При измерении твердости на отдельных участках эти области измерения должны быть пронумерованы, как показано на рисунке 1.

Таблица 2 - Расстояние между центрами отпечатков при испытаниях типа Е

Таблица 3 - Номинальные нагрузки и шкалы твердости

   

6.5 Ряды (линии) отпечатков (испытания типа R)

На рисунке 4 приведены примеры расположения ряда отпечатков при проведении испытаний по типу R. Допускается определение и дополнительных рядов и/или местонахождения отпечатков, если это оговорено в нормативном документе. Местонахождение всех отпечатков должно быть отражено в протоколе испытаний.

        Для незакаленных черных и цветных металлов, таких как аустенитная нержавеющая сталь, медь, легкие металлы, свинец, олово и их сплавы, наносить линии или ряды отпечатков на верхнюю поверхность сварного шва необязательно.

Количество и расположение отпечатков должно быть достаточным для определения закаленной или размягченной области в результате сварки. Рекомендуемое расстояние между центральными точками отпечатков на металле сварного шва и в зоне HAZ приведено в таблице 4.

     
1, 2 - металл сварного шва; 3, 4, 5, 6 - зона термического влияния (HAZ); 7, 8 - основной металл; - центр металла сварного шва; - линия сплавления

     
Рисунок 4 - Расположение отпечатков (испытание типа R)

        Для металлов, твердость которых повысилась в зоне HAZ в результате сварки, выполняют два дополнительных измерения твердости на расстоянии в пределах для определения твердости по Виккерсу и - по Кнупу, как показано на рисунке 5.   

Таблица 4 - Рекомендуемое расстояние М, мм, между центральными точками отпечатков на металле сварного шва и в зоне HAZ - испытание типа R

               

     

а) Твердость по Виккерсу ()

     
    

     

b) Твердость по Кнупу ()

     

1 - металл сварного шва; 3 - зона термического влияния (HAZ); 7 - основной металл; - линия сплавления

     
Рисунок 5 - Расположение дополнительных отпечатков в зоне HAZ для закаливаемых материалов - испытание типа R

     7 Результаты измерений

Значения твердости регистрируют с указанием местоположения отпечатка.

     8 Протокол испытаний

В протоколе испытаний должны быть указаны:

a) температура проведения испытаний;

b) основной металл (или металлы), толщина и размеры сварного шва;

c) тип сварки - лазерная или электронно-лучевая, тип аппарата и условия сварки;

d) тип измерения твердости Е или R (по Виккерсу или Кнупу) и символ обозначения твердости;

e) идентификация испытательной машины (твердомера), включая результаты калибровки и дату калибровки;

f) местоположение отпечатков;

g) единичные значения измеренной твердости и среднее значение;

h) дата проведения измерений;

i) идентификация лица, проводящего испытания;

j) идентификация или описание испытуемого образца.

Приложение А
(справочное)

     
Выбор нагрузки для проведения испытаний

В таблицах А.1 и А.2 приведены значения длин отпечатков, которые могут быть оценены из твердости и прилагаемой нагрузки для обоих видов испытаний - по Виккерсу и Кнупу. Эти длины вычислены по формулам (А.1) по Виккерсу и (А.2) для Кнупу.

Таблица А.1 - Приблизительная длина диагонали , мм, как функция от твердости металла и прилагаемой нагрузки при проведении определения твердости по Виккерсу

           

Соотношение между твердостью по Виккерсу и длиной отпечатка:

,                                            (А.1)

где - прилагаемая нагрузка, Н;

- среднее значение длины диагонали отпечатка, мм.

Таблица А.2 - Приблизительная длина длинной диагонали , мм, как функция от твердости металла и прилагаемой нагрузки при проведении определения твердости по Кнупу

           

Соотношение между твердостью по Кнупу и длиной отпечатка:

,                                          (А.2)

где - прилагаемая нагрузка, Н;

- среднее значение длины диагонали отпечатка, мм.

Приложение В
(справочное)

     
Пример формы отчета измерения твердости по типу Е

     
     

Приложение С
(справочное)

     
Пример формы отчета измерения твердости по типу R

Центр сварного шва

Расстояние от центра шва, мм

_______________

Определение испытательной нагрузки в соответствии с ИСО 6501-1 или ИСО 4545.

Приложение ДА
(справочное)

     
Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов национальным стандартам

Таблица ДА.1