ГОСТ Р ИСО 12986-2-2015 Материалы углеродные для производства алюминия. Обожженные аноды и катодные блоки. Часть 2. Определение предела прочности на изгиб четырехточечным методом.

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).

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

 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.