Способ определения пластических свойств резьбовых крепежных изделий
Изобретение относится к испытаниям материалов. Цель изобретения - повышение достоверности за счет моделирования условий развития пластической деформации в зоне разрушения крепежного изделия, а также повышение точности измерений. Образец в виде болта 1 с навинченной на него гайкой 2 растягивают до разрушения, определяют относительные удлинения резьбовой части и расчетного участка после разрыва, с учетом соотношения которых судят о пластических свойствах изделия. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ.
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН (51> 4 G 01 И 3/28
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
rlPH ГКНТ СССР (21) 4147100/25-28 (22) 30. 07. 86 (46) 30. 09 ° 89. Бюл. 11- 36 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт метизной промышленности (72) А.Г.Роговсий, Т.А.Вержбицкая, А.Н.Шугуров и P À.Âûïðÿæêèíà (53) 620.17 (088.8) (56) ГОСТ 22356-77 "Болты и гайки высокопрочные. !Чайбы". (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛАСТИЧЕСКИХ
СВОЙСТВ РЕЗЬБОВЫХ КРЕПЕЖНЫХ ИЗДЕЛИЙ
„„SU„„1511631 А 1
2 (57) Изобретение относится к испытаниям материалов. Цель изобретения повышение достоверности эа счет моделирования условий развития пластической деформации в зоне разрушения крепежного иэделия, а также повышение точности измерений. Обравец в виде болта 1 с навинченной на него гайкой 2 растягивают до разрушения, определяют относительные удлинения резьбовой части и расчетного участка после разрыва, с учетом соотношения которых судят о пластических свойствах изделия. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
1511631
Изобретение относится к испытаниям материалов, а именно к способам определения пластических свойств резьбовых крепежных иэделий.
Цель изобретения — повышение достоверности за счет моделирования условий развития пластической деформации в зоне разрушения крепежного изделия при действии осевого усилия, а также повышение точности измерений.
На фиг.1 изображен образец для испытания; на фиг.2 — результаты испытания стальных болтов в зависимости от температуры отпуска. 15
Устройством для осуществления предлагаемого способа является машина для растяжения болтовых соединений, снабженная измерителем линейных размеров. 20
Образец состоит из болта 1 и гайки 2.
Способ осуществляют следующим образом.
Берут болт 1 с навинченной на него гайкой 2 и замеряют беэ нанесения поперечных рисок и кернов начальную длину 1 стержня до гайки, т.е. расстояние между опорной йоверхностью головки болта и опорной поверхностью гайки, и начальную длину lp резьбовой части болта до гайки, т.е. расстояние от опорной поверхности гайки до конца сбега резьбы.
Начальная длина гладкой части рав- 35
1 на
1 1 1
Таким образом, расчетный участок между головкой болта 1 и ближайшей к: 40 ней поверхностью гайки 2 состоит из двух частей: резьбовой и гладкой.
Затем болт подвергают растяжению до разрушения, Разрушенные части болта с головкой и с гайкой складывают 45 так, чтобы их оси образовали прямую
I линию и э амеряют параметры: 1, — конечную длину стержня болта до гайки;
1 вЂ,конечную длину реэьбовой части
P болта до гайки.
Конечная длина гладкой части равна
Следует учесть, что для определения относительного удлинения в резьбовой части болта необходимо иметь определенную минимальную длину от конца сбега резьбы до опорной поверхности гайки, которая по крайней мере не должна быть меньше двух шагов резьбы. Максимальная длина от конца сбега резьбы до опорной поверхности гайки не требует специальных ограничений.
Анализ ГОСТ 22353-77 и ГОСТ 779877 показывает, что отношение длины резьбовой части болта к номинальному размеру наружного диаметра болта находится обычно в пределах 2-4. Учитывая, что при испытаниях на растяжение на резьбовую часть навинчивается испытательная гайка, то начальную длину резьбовой части до навинченной на него гайки в этом случае выбирают в пределах от 0,6 до 1,6 от номинального размера наружного диаметра болта.
При увеличении отношения длины резьбовой части к номинальному размеру наружного диаметра болта более
I четырех начальная длина резьбовой части до навинченной на болт гайки может быть выбрана более 1,6 от номинального размера наружного диаметра болта.
Для повышения точности измерений могут быть использованы нанесенные на гладкую часть расчетного участка делительную сетку.
Достоверность результатов достигается за счет того, что в образце в зоне разрушения пластическая деформация развивается в таких же условиях, что и в резьбовом крепежном изделии °
Для определения пластических свойств в любой точке по окружности в резьбовой части болта можно использовать продольную линию 3, нанесенную параллельно оси вращения на стержень болта краской, карандашом или другим способом, тогда расстояние до любой точки определится длиной от места пересечения продольной риски с реэьбовой частью болта до опорной поверхности гайки. Следует замерять это расстояние по направлению вдоль нанесенной риски до разрушения и после разрушения болта.
В случае необходимости определе— ния пластических свойств одновременно в нескольких точках по окружности в реэьбовой части крепежного изделия следует наносить несколько рисок и проводить замеры в направлении каждой из них.
5 15
Конец сбега резьбы в крепежном из делии хорошо виден, определяется без особых затруднений и обычно наносить продольные риски через место окончания сбега резьбы не требуется. Нанесение продольной риски, проходящей через место окончания сбега резьбы может потребоваться в случае проведения специальных исследований, например, при определении лластичности в реэьбовой части болта эа исключением одного или нескольких шагов от конца сбега резьбы или на нескольких шагах резьбы, т.е. на меньшей длине резьбовой части.
Преимуществом и особенностью использования конца сбега резьбы при определении пластичности реэьбовых крепежных изделий является то, что только в этом случае пластичность оценивается полностью на всей рабочей резьбовой части изделия от опорной поверхности гайки до конца сбега резьбы и замеряется при этом максимальная длина, в то время, как использование любых других точек на реэьбовой поверхности, образующихся, например, в результате пересечения продольной вспомогательной риски с реэьбовой частью, не позволяет оценить всю рабочую длину резьбовой части.
Относительное удлинение в стержне болта определяют по формуле
E = — — т- — — <- 100
1с 1с ст е ° ст а о тно сит ель но е удли некие в р еэ ьб овой части болта определяют по формуле
1p 1р
8 = — — — — — 100
Р 1
Р
0 °
При проведении испытаний может оказаться, что в отдельных случаях начальная длина резьбовой части крепежного изделия от конца сбега резьбы до спорной поверхности гайки окажется очень малой и будет составлять всего несколько миллиметров (например, меньше трех миллиметров) . В этом частном случае относительная погрешность измерения начальной и конечной длин реэьбовой части и определения относительного удлинения в резьбовой части может резко возрасти.
В этом случае при условии, что начальная длина стержня значительно превосходит длину начальной резьбовой части, целесообразно для уменьшеI
I (1 т 1 ) (1д 1 ) 100У
1cr измеряя длины гладкой части до и после разрушения независимо.
0 пластических свойствах испытуемого изделия судят по величине относительного удлинения расчетного участка и соотношению относительных удлинений расчетного участка и реэьбовой его частей °
Пластические свойства, определенные укаэанным образом, могут быть использованы для определения склонности болтов к хрупкому разрушению.
Пример. Испытанию на разрыв были подвергнуты термообработанные болты М 24 100 из стали марок 40Х и
20Х2НМТРБ. Режим термообработки: эа25 калка в масло при 900 С, отпуск в интервале температур 200-600 С, продолжительность 90 мин с последующим охлаждением на воздухе. На фиг.2 представлены для сравнения результаты испытаний временного сопротивления (э болтов, относительного удлинения 8с в стержне относительного удлинения
8< в резьбовой части болта:
4 — для стали 40Х;
5 — для стали 20Х2НМТРБ.
Сравнение ре зуль татов механических испытаний показывает, что . болты иэ стали 200Х2НМРТРБ превосходит бол40 ты из cTGJIH 40Х Во пластичности в резьбе и в стержне при более высоком уровне прочности.
Анализ средних арифметических значений по механическим свойствам позволяет сделать вывод о надежности работы болтов из стали 20Х2НМТРБ в конструкциях после закалки и отпуска при
250 С, в то время как в болтах иэ о стали 40Х после закалки и низкого отпуска пластичность в резьбе оказывается низкой и начинает заметно воз-растать лишь после отпуска 450 С и выше.
Болты из стали 40Х после закалки и низкого отпуска имеют недостаточную пластичность в резьбе и показывают склонность к хрупким разрушениям.
11631 6 ния относите тьной погрешности использовать для определения относительного удлинения в резьбовой части болта
5 формулу
1511631
1600 fq0O > гоп Ь Rq ; woo Зв д soo Я еа, " "88. N0 ЧО В g а о цЬо g О Я " ю 8% 3 Ъ Q4 g ЮО N0 ЙЮ 500 ОО Тенперапцра отпуска, С Ф . у. Составитель Д.Поспелов Редактор А.Ревин Техред И.Верес Корректор С.йекмар Заказ 5895/46 Тираж 789 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 l. Способ определения пластических свойств резьбовых крепежных изделий, заключающийся в том, что имеющий расчетный участок образец изделия в виде болта с гайкой растягивают до разрушения соосными усилиями, приложенными к головке болта и гайке, и определяют относительное удлинение расчетного участка после разрыва, по которому судят о пластических свойствах изделия, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения достоверности за счет моделирования условий развития пластической деформации в зоне разрушения крепежного изI делия при дейетвии осевого усилия В качестве расчетного участка образца используют имеющий гладкую и резьбовую части участок болта от его головки до ближайшей к ней поверхности гайки и дополнительно; определяют относительное удлинение после разрыва раздельно реэьбовой части расчетного участка, а о пластических свойствах судят с учетом соотношения относительных удлинений резьбовой части и всего расчетного участка. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерений, на поверхности гладкой части расчетного участка наносят делительную сетку. 
