Прочность растяжения медной жилы
Механические свойства меди Механические свойства различных марок меди при стандартных статических Механические свойства бескислородной меди М16 при стандартных 1. Табл. 1. Механические свойства | ||
Свойства | Состояние | |
деформированное | отожженое | |
Временное | 340…450 | 220…250 |
Предел текучести | 280-420 | 60-75 |
Относительное удлинение δ , % | 4…6 | 40…50 |
Относительное сужение ψ, % | 35…45 | 70…80 |
Твердость по Бринеллю, HB | 90…110 | 45 |
Предел выносливости σ-1, | 100…120 | 70…80 |
Ударная вязкость KCU, | 1,0 | 1,70 |
*kσ — коэффициент концентрации напряжений
Влияние степени холодной деформации и температуры отжига на механические
свойства меди показано на рис. 1 и 2.
Рис. 1 Влияние степени холодной деформации (%) на механические свойства
меди:
1 — кислородсодержащей; 2 — раскисленной
фосфором, с высоким остаточным содержанием фосфора
Рис. 2. Влияние
температуры отжига (в течение часа) на механические свойства
кислородсодержащей меди М1
Содержание кислорода в меди влияет на ударную вязкость и технологическую
пластичность.
Например, ударная вязкость горячекатаных медных полос (99.9%
Cu)
с различным содержанием кислорода составляет:
О2, % 0,026 0,030
0,034 0,042
KCU,кДж/м2
860 560
510 270
Влияние кислорода на технологическую пластичность на примере медной
проволоки диаметром
2,6
мм в твердом состоянии и с содержанием меди 99,90% следующее:
Способ получения | Число гибов при радиусе равном 5 мм | Число скручиваний загиба, на длине 152 мм |
Бескислородная | 12 | 92 |
Бескислородная | 7 | 45 |
Медь и многие ее сплавы имеют зоны пониженной пластичности («провала»
пластичности). При этом у кислородсодержащей меди наблюдается явно
выраженная зона пониженной пластичности при температурах 300…500°С; у
меди, раскисленной фосфором и с большим его остаточным содержанием
(0,04%), также наблюдается пониженная пластичность в этом интервале
температур. С повышением чистоты меди зона пониженной пластичности
уменьшается, а у бескислородной меди высокой чистоты (99,99%) эта зона
практически отсутствует. Зона пониженной пластичности отсутствует и у
меди, раскисленной бором (0,01% В).
При
отрицательных температурах медь имеет более высокие прочность и
пластичность, чем при температуре 20°С.
Механические свойства меди, на примере применяемой для электродов
контактной сварки, при высоких температурах приведены в табл. 2.
Табл. 2. Механические свойства меди при высоких температурах | |||||||
Свойства | Температура, °С | ||||||
20 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | |
Временное сопротивление σb , МПа | 220 | 200 | 150 | 110 | 70 | 50 | 30 |
Предел текучести σ0,2 , Мпа | 60 | 50 | 50 | 40 | 30 | 20 | 10 |
Относительное удлинение δ , % | 45 | 45 | 40 | 38 | 47 | 57 | 71 |
Относительное сужение ψ, % | 90 | 88 | 77 | 73 | 86 | 100 | 100 |
Твердость по Виккерсу, HV | 50 | 40 | 38 | 35 | 19 | 1 | 9 |
Ударная вязкость KCU, МДж/м2 | 1,7 | 1,5 | 1,4 | 1,4 | 1,2 | 0,9 | 0,8 |
Длительная | — | — | — | 25 | 10 | 6 | 5 |
Характеристики
упругости.
Упругие свойства изотропного материала характеризуются модулями
нормальной упругости
Е
(модуль Юнга), сдвига
G
и объемного сжатия
Есж,
а также коэффициентом Пуассона (µ). Значения модулей
Е и
G
в интервале температур 300… 1300К уменьшаются по линейному закону.
Лишь в области низких температур наблюдается отклонение от равномерного
изменения модулей (табл. 3).
Табл. 3. Модули упругости и сдвига меди при различных температурах | |||||||||
Модули, ГПа | Температура, К | ||||||||
4,2 | 100 | 200 | 300 | 500 | 700 | 900 | 1100 | 1300 | |
Е | 141 | 139 | 134 | 128 | 115 | 103 | 89,7 | 76,8 | 63,7 |
G | 50 | 49,5 | 47,3 | 44,7 | 37,8 | 31 | 24,1 | 18,5 | 11,5 |
Регламентированные механические свойства продукции из меди при различных
способах изготовления, состояниях поставки и размерах приведены в табл.
4 — 7.
Как
правило, на лентах толщиной менее 0,5 мм, а также на лентах толщиной
0,5… 1,5 мм в мягком состоянии, используемых для штамповки, временное
сопротивление и относительное удлинение не определяют, а проводят
испытания на выдавливание лунки по Эриксену (см. табл. 5).
Табл. 4. Плоский прокат из меди. Размеры и механические свойства | ||||||
Продукция, стандарт или технические условия | Марка | Изгот. | Сост. пост. | Толщина, мм | Временное сопротивление σb , МПа | Относительное удлинение δ10, % |
не менее | ||||||
Плиты из раскисленной меди, ТУ 48-21-517-85 | M1p | ГК | — | 75…11О | 180 | 20 |
Листы общего назначения, ГОСТ 1173-2006 | M1, M1p, М1ф, М2, М2р, М3, МЗр | ГК | — | 3…25 | 200 | 30 |
ХК | М | 0,05… 12 | 200…260 | 36 | ||
ПТ | 240…310 | 12 | ||||
Тв | 290 | 3 | ||||
Листы и полосы повышенного качества ТУ 48-21-664-79 | M1 | ЛХК | М | 3…8 | 200 | 36 |
ЛГК | — | 8…10 | 200 | 30 | ||
ПХК | М | 3…6 | 200 | 36 | ||
Шины для электротехнических целей, ГОСТ 434-78 | M1 | ХК | М | св. 7 | — | 35 |
Ленты общего назначения, ГОСТ 1173-2006 | M1, M1p, М1ф, М2, M2p, М3, МЗр | ХК | М | 0,1…6 | 200…260 | 36 |
ПТ | 240…310 | 12 | ||||
Тв | 290 | 3 | ||||
Ленты для коаксиальных магистральных кабелей, ГОСТ 16358-79 | M1 | хк | М | 0,16…0,3 | 210 | δ5≥25 |
Ленты для капсюлей, ГОСТ 1018-77 | M1, M1p, М2, M2p | ХК | М | 0,35…1,86 | 200 | 36 |
Ленты для электротехн ических целей, ТУ 48-21-854-88 | M1, М2 | ХК | М | до 0,2 | — | — |
0,2…2,5 | — | 36 | ||||
2,5—3,53 | — | 36 | ||||
3,55…5,5 | — | 36 | ||||
Тв | до 0,2 | 310 | — | |||
0,2…2.5 | 310 | — | ||||
2,5…3,53 | 284 | |||||
3,55…5,5 | 284 | — | ||||
Фольга рулонная для технических целей, ГОСТ 5638-75 | M1, М2 | ХК | Тв | 0,015…0,05 | 290 | — |
Условные обозначения: | ||||||
ГК — горячекатаные; ХК — холоднокатаные; ЛХК листы холоднокатаные; Л ГК — листы горячекатаные; ПХК — полосы холоднокатаные; М — мягкое; ПТ — полутвердое; Тв — твердое. |
Табл. 5. Характеристики холоднокатаных лент при испытании по Эриксену (радиус пуансона 10 мм) | ||||
Ленты | Марка | Состояние | Толщина, мм | Глубина лунки, мм, не менее |
Общего назначения, ГОСТ 1173-2006 | M1, M1p, М1p, М2, М2р, М3, МЗр | мягкое | 0,1…0,14 | 7 |
0,14…0,16 | 7 | |||
0,16…0,28 | 8 | |||
0,28…0,55 | 8,5 | |||
0,55…0,6 | 9 | |||
0,6…1,1 | 9,5 | |||
1,1…1,5 | 10 | |||
Радиаторные, ГОСТ 20707-80 | M1, М2, М3 | мягкое | 0,06…0,07 | 4,5…9.0 |
0,08…0,09 | 6,0…9,0 | |||
0,1 | 7,5 | |||
0,12…0,15 | 7,5 | |||
0,17…0,25 | 8 | |||
твердое | 0,1 | 1,5…3,5 | ||
0,12…0,15 | 1,5…3,5 | |||
Для электротехнических целей, ТУ 48-21-854-88 | M1 | мягкое | 0,1…0,15 | 7,5 |
0,2…0,25 | 8 | |||
0,3…0,5 | 8,2 | |||
0,6…1 | 9,5 |
Таблица 6. Трубы и трубки из меди. Размеры и механические свойства | ||||||
Продукция, стандарт или технические условия | Марка | Изгот. | Сост. пост. | Диаметр, мм / Толщина стенки, мм | Временное сопротивление σb , МПа | Относительное удлинение δ10, % |
не менее | ||||||
Трубы общего назначения, ГОСТ 617-2006 | M1, M1p, М1ф, М2р, МЗр, М2, М3 | ХД | М | 3…360 / 0,8…10 | 200 | 35 |
ПТ | 240 | 8 | ||||
Тв | 280 | |||||
Пр | — | до 200 / 5…30 | 190 | 30 | ||
>200 / 5…30 | 180 | 30 | ||||
Трубы квадратные и прямоугольные е круглым отверстием, ТУ48-21-497-81 | M1, M1p, М1ф, М2р, МЗр, М2, М3 | Т, П | М | b; h; d | 200 | 35 |
15…20,5; | ||||||
13.5…14; | ||||||
6…12,5 | ||||||
Пр | b; h; d | 190 | 30 | |||
36…120; | ||||||
16…36; | ||||||
11…28 | ||||||
Трубы медные, ТУ 48-21-482-85 | M1, M1p, М1ф, М2р, МЗр, М2, М3 | Пр | — | 30 / 9 | 190 | 30 |
Трубки медные тонкостенные, ТУ 48-21-161-85 | M1, М2 | Т | М | 0,8…2 / 0,15…0,5 | 210 | 35 |
Тв | — | 4 | ||||
Трубки медные тонкостенные. ГОСТ 11383-75 | M1, М2, М3 | Т | М | 1,5…28 / 0,15…0,7 | 210 | 35 |
Тв | 340 | 2 | ||||
Трубы медные круглого сечения для воды и газа ГОСТ 52318-2005 | M1p, М1ф | Т | М | 6…22 / 0,5…1.5 | 220 | δ10≥40 |
ПТ | 6…54 / 0,5…2 | 250 | δ10≥20 | |||
Тв | 6…267 / 0,5…3 | 290 | δ10≥3 | |||
Условные обозначения: | ||||||
ХД — холоднодеформированные; Пр — прессованные; Т гянутые; | ||||||
П — прокатанные: М — мягкое; ПТ — полутвердое; Тв — твердое; h, h,d — ширина, высота, диаметр отверстия. |
Таблица 7. Прутки, катанка и проволока из меди. Размеры и механические свойства | ||||||
Продукция,стандарт или технические условия | Марка | Изгот. | Сост. пост. | Размеры, мм | Временное сопротивление σb , МПа | Относительное удлинение δ10, % |
не менее | ||||||
Прутки квадратные, ТУ 48-21-97-72 | М2 | Пр | — | 42…94 | 200 | 30 |
Прутки, IOCT 1535-2006 | M1, M1p, Мф, М2р, МЗр, М2, М3 | Т | М | 3…50 | 200 | 35 |
ПТ | 240 | 10 | ||||
Тв | 270 | 5 | ||||
Пр | — | 20…50 | 190 | 30 | ||
Профили из бескислородной меди, ТУ 48-21-637-79 | М0б | Т | М | b x h 11,4 x 8 | 200 | 38 |
Проволока для заклепок, ТУ 48-21-456-2006 | M1, М2 | Т | Тв | d 1…2 | 240 | 8 |
d 2…10,7 | 240 | 15 | ||||
Проволока из бескислородной меди, ТУ 48-21-158-72 | М0б | Т | М | d 3,5;4,2 | 200 | 30 |
Проволока крешерная, ГОСТ 4752-79 | М0б | ХД | Тв | d 3…10 | 320… | — |
360 | ||||||
Проволока для электротехнических целей, ГОСТ 434-78 | М0, M1 | Т | М | d до 2,5 | — | 35 |
d 2,5…7 | — | 35 | ||||
d 7…10 | — | 35 | ||||
d св. 10 | — | 35 | ||||
Тв | d до 2,5 | 310 | — | |||
d 2,5…7 | 290 | — | ||||
d 7…10 | 270 | — | ||||
d св. 10 | 270 | — | ||||
Катанка медная, ТУ 16705.491-2001 | не ниже M1 | НЛ | — | d 8…23 | 160 | 35 |
Условные обозначения: | ||||||
Пр — прессованные; Т — тянутые; ХД — холоднодеформированная; НЛ — непрерывное литье и прокатка; | ||||||
М — мягкое; ПТ — полутвердое; Тв — твердое; b — ширина; h — высота; d — диаметр. |
Источник
ГОСТ 10446-80
(ИСО 6892-84)
Группа В79
МКС 77.040.10
77.140.65
ОКСТУ 1209
Дата введения 1982-07-01
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Государственным Комитетом СССР по стандартам
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного Комитета СССР по стандартам от 03.06.80 N 2515
3. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 835-89 и соответствует МС ИСО 6892-84 в части проволоки
4. ВЗАМЕН ГОСТ 10446-63
5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который дана ссылка | Номер пункта, подпункта |
ГОСТ 1497-84 | Вводная часть; 2.1; 4.2; 4.3; 4.5; 5.1 |
6. Ограничение срока действия снято по протоколу N 7-95 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11-95)
7. ИЗДАНИЕ с Изменениями N 1, 2, утвержденными в январе 1987 г., мае 1990 г. (ИУС 4-87, 8-90)
Настоящий стандарт устанавливает метод испытания на статическое растяжение при температуре 20°С проволоки из металлов и их сплавов диаметром или максимальным размером поперечного сечения, не превышающим 16 мм круглого, квадратного, а также прямоугольного сечения и специального профиля с отношением ширины к толщине не более 4 с постоянным поперечным сечением, и проволоки периодического профиля.
Термины, обозначения и определения — по ГОСТ 1497.
Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 835-89 и соответствует МС ИСО 6892-84 в части проволоки.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
1. Методы отбора проб
1.1. Образцами для испытания являются отрезки проволоки.
1.2. Методы отбора образцов указываются в нормативно-технической документации на проволоку.
1.3. Рабочая длина образца проволоки должна быть не менее (+50) мм.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
1.4. Полная длина образца должна включать участки для закрепления его в зажимах разрывной машины.
1.5. Начальная расчетная длина образца проволоки диаметром менее 4 мм, а также проволока некруглого сечения толщиной менее 3 мм должна быть 100 или 200 мм в зависимости от требований, предусмотренных в нормативно-технической документации на металлопродукцию.
Для образцов диаметром не менее 4 мм, а также для образцов проволоки некруглого сечения толщиной не менее 3,0 мм начальная расчетная длина должна быть или , но не менее 25 мм. Допускается применение образцов с начальной расчетной длиной 100 или 200 мм.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
2. Аппаратура
2.1. Испытательное оборудование и средства измерений — по ГОСТ 1497.
Допускается применение других измерительных средств, обеспечивающих измерение с погрешностью, не превышающей указанную в пункте 3.4.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
3. Подготовка к испытанию
3.1. Перед испытанием допускается проводить правку образцов, которая не должна оказывать влияния на состояние поверхности и форму сечения проволоки.
3.2. Начальную расчетную длину с погрешностью до 1% ограничивают на рабочей длине образца кернами, рисками или иными отметками.
Для пересчета удлинения с отнесением места разрыва к середине расчетной длины отметки наносятся по всей рабочей длине образца через равные промежутки. Отметки наносят чернилами, карандашом, краской или царапинами; при нанесении царапин образец проволоки может быть предварительно окрашен быстросохнущими красками.
3.3. Начальную расчетную длину измеряют с погрешностью ±0,1 мм.
3.2, 3.3. (Измененная редакция, Изм. N 1).
3.4. Начальную площадь поперечного сечения вычисляют по размерам.
Круглую проволоку диаметром не менее 3 мм или плоскую проволоку толщиной не менее 3 мм измеряют с погрешностью не более ±0,5%.
При измерении круглой проволоки диаметром менее 3 мм и плоской проволоки толщиной менее 3 мм погрешность измерения должна быть не более 1,0%.
Проволоку круглого сечения измеряют в двух взаимно перпендикулярных направлениях, за диаметр принимают среднее арифметическое этих измерений.
Допускается вычисление площади поперечного сечения по номинальным размерам, если это предусмотрено в нормативно-технической документации на металлопродукцию.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
3.5. Площадь поперечного сечения , мм, проволоки специального профиля вычисляется по формуле
где — масса образца, г;
— общая длина образца, мм;
— плотность материала образца, г/см.
3.6. Округление вычисленных значений площади поперечного сечения проводят в соответствии с таблицей.
Площадь, мм | Округление, мм |
От 0,0010 до 0,1000 включ. | 0,0001 |
Св. 0,100 » 0,500 « | 0,001 |
» 0,50 » 10,00 « | 0,01 |
» 10,00 » 20,00 « | 0,05 |
» 20,00 » 100,00 « | 0,1 |
» 100,0 | 0,5 |
Примечание. Округление , мм, численных значений поперечного сечения менее 0,001 мм проводят по формуле
где — диаметр проволоки, мм;
— односторонний допуск на диаметр, установленный соответствующим стандартом на проволоку, мм.
4. Проведение испытаний
4.1. Образец следует закреплять в захватах испытательной машины так, чтобы крайние отметки, ограничивающие расчетную длину, отстояли от захватов машины на расстоянии не менее двух диаметров испытуемого образца. Захваты должны обеспечивать отсутствие проскальзывания образца при испытании.
4.2. Испытание проволоки на растяжение с определением предела пропорциональности, упругости, текучести и временного сопротивления проводится по методикам ГОСТ 1497 со следующими дополнениями.
4.2.1. При определении предела пропорциональности, упругости и текучести малая ступень нагружения принимается 20-40 Н/мм (2-4 кгс/мм).
4.2.2. При определении предела текучести разрешается задавать не нагрузку по шкале силоизмерителя, а остаточную деформацию по шкале тензометра, соответствующую определяемой характеристике.
4.3. Относительное удлинение проволоки после разрыва определяют в соответствии с ГОСТ 1497.
Конечную расчетную длину образца измеряют с погрешностью ±0,1 мм.
Для указания начальной расчетной длины, на которой определялось удлинение, к обозначению относительного удлинения добавляют цифровой индекс. Например: или .
(Измененная редакция, Изм. N 1).
4.4. Для проволоки диаметром 1,0 мм и менее, в зависимости от требований нормативно-технической документации, допускаются следующие методы определения удлинения.
4.4.1. По расстоянию между захватами разрывной машины. К образцу необходимо приложить начальную нагрузку =10% от среднего разрывного усилия. Измеряют с погрешностью ±1,0 мм.
4.4.2. Без разрушения образца при нагрузке, составляющей 97 и 98% от разрывного усилия, — для определения остаточного удлинения.
Порядок определения удлинения: предварительно по двум-трем образцам определяют среднее разрывное усилие проволоки. К испытуемому образцу прикладывают начальную нагрузку (=10% от среднего разрывного усилия) и навешивают тензометр или линейку.
Образец нагружают до 97% от среднего разрывного усилия и отмечают общее удлинение. Затем образец разгружают до начальной нагрузки и снимают показания остаточного удлинения. Операции нагружения и разгружения повторяют для нагрузки, составляющей 98% от среднего разрывного усилия, после чего образец доводят до разрушения и отмечают разрывное усилие данного образца.
Если окажется, что удлинение определено при нагрузке ниже 97% полученного разрывного усилия, испытание повторяют.
4.5. Определение относительного сужения после разрыва круглой проволоки производится в соответствии с ГОСТ 1497.
Относительное сужение определяется только на проволоке, имеющей диаметр 2 мм и более, если нет других указаний в соответствующей нормативно-технической документации на проволоку.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
4.6. Для определения разрыва с узлом образец завязывают простым узлом и слегка затягивают. Окончательная затяжка производится приложением нагрузки.
5. Обработка результатов
5.1. Обработка результатов испытаний при определении характеристик механических свойств проводится в соответствии с ГОСТ 1497.
5.2. Разрыв с узлом (), %, вычисляют по формуле
где — разрывное усилие при испытании проволоки с узлом;
— разрывное усилие при испытании проволоки без узла.
Округление полученных значений разрыва с узлом проводится до 1%.
Текст документа сверен по:
официальное издание
Проволока металлическая. Ч.3: Сб. ГОСТов. —
М.: ИПК Издательство стандартов, 2003
Источник