Область применения
ГОСТ 270-75 распространяется на резину и устанавливает метод определения упругопрочностных свойств при растяжении по следующим показателям:
- Условная прочность при растяжении — отношение силы, вызывающей разрыв образца, к площади начального поперечного сечения
- Относительное удлинение при разрыве — увеличение расчётной длины образца в момент разрыва в процентах от начальной длины
- Условное напряжение при заданном удлинении — отношение силы при заданном удлинении к площади начального поперечного сечения
Сущность метода заключается в растяжении образцов с постоянной скоростью до разрыва и измерении силы при заданных удлинениях, в момент разрыва, а также удлинения образца в момент разрыва.
Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 2594-80 и МС ИСО 37-76. Введён в действие с 01.01.1978 г., заменил ГОСТ 270-64.
Типы и размеры образцов
Образцы для испытания изготавливают в форме двусторонней лопатки или кольца. Форму и тип образца, а также способ изготовления указывают в нормативно-технической документации на изделие.
Образцы-лопатки
Стандарт предусматривает шесть типов образцов-лопаток (I, II, III, IV, V, VII). Размеры определяются штанцевыми ножами и после вырубки не контролируются (кроме толщины). Форма образца — согласно черт. 1 стандарта.
| Размер | I | II | III | IV | V | VII |
|---|---|---|---|---|---|---|
| l₁ — общая длина, не менее, мм | 115 | 110 | 75 | 55 | 115 | 35 |
| b₁ — ширина широкой части, мм | 25,0±1,0 | 25,0±1,0 | 12,5±1,0 | 9,0±1,0 | 25,0±1,0 | 6,0±0,5 |
| l₃ — длина узкой части, мм | 33,0±1,0 | 30,0±1,0 | 25,0±1,0 | 12,5±1,0 | 60,0±1,0 | 12,0±0,5 |
| b₀ — ширина узкой части, мм | 6,0⁺⁰·⁴ | 3,0⁺⁰·² | 4,0±0,1 | 2,0±0,1 | 6,0⁺⁰·⁴ | 2,0±0,1 |
| l₂ — расстояние по большому радиусу, мм | 80±5 | 80±5 | 50±3 | 33±3 | 103±5 | 21±2 |
| r₂ — малый радиус, мм | 14,0±1,0 | 14,0±1,0 | 8,0±0,1 | 7,0±0,5 | 14,0±1,0 | 3,0±0,1 |
| r₁ — большой радиус, мм | 25,0±1,0 | 20,0±1,0 | 12,5±1,0 | 9,0±1,0 | 25,0±1,0 | 3,0±0,1 |
| l₀ — расстояние между метками, мм | 25,0±1,0 | 25,0±1,0 | 20,0±1,0 | 10,0±1,0 | 50,0±1,0 | 10,0±1,0 |
| d — толщина, мм | 1,0±0,2 или 2,0±0,2 | |||||
Примечания:
- Образцы типа VII применяют, если из изделий нельзя вырубить образцы типов I–V
- Образцы из готовых изделий могут иметь толщину не более 3 мм
- Предельные отклонения даны для штанцевых ножей
Кольцевые образцы
Размеры кольцевых образцов определяются вырезным устройством или штанцевым ножом:
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Внутренний диаметр | (44,60±0,05) мм |
| Наружный диаметр | (52,60±0,05) мм |
| Ширина кольца, допуск | не более ±0,02 мм |
| Толщина | (4,0±0,2) мм или (6,0±0,3) мм |
Допускается также кольцевой образец с внутренним диаметром (8,0±0,1) мм, наружным диаметром (10,0±0,1) мм и толщиной (1,0±0,1) мм.
Требования к изготовлению образцов
- Образцы-лопатки вырубают из вулканизованных пластин толщиной (1,0±0,2) мм или (2,0±0,2) мм штанцевыми ножами
- Вырубные ножи не должны иметь повреждений на режущей кромке
- Разность между максимальной и минимальной шириной ножа в узкой части — не более 0,05 мм
- Разность между максимальной и минимальной толщиной образца в узкой части — не более 0,1 мм
- На узкую часть наносят параллельные метки штампом с шириной кромок не более 0,5 мм
- Метки наносят симметрично относительно центра образца; краска не должна влиять на свойства резины
- Кольцевые образцы вырубают штанцевыми ножами или вырезают на машинах с вращающимися ножами
- Количество испытуемых образцов — не менее 5
- Образцы заготавливают в соответствии с ГОСТ 269
Установочные метки для образцов-лопаток
| Тип образца | Расстояние между установочными метками, мм |
|---|---|
| I, II | 50±1 |
| III | 40±1 |
| IV | 25±1 |
| V | 80±1 |
| VII | 20±1 |
Аппаратура
Машина для испытания должна обеспечивать:
- Измерение силы при заданных удлинениях и в момент разрыва с погрешностью не более ±1 % от измеряемой силы (начиная с 0,2 от наибольшего предельного значения каждого диапазона)
- Ход активного захвата — не менее 1000 мм
- Скорость движения активного захвата — (500±50) мм/мин и (1000±50) мм/мин
- Измерение расстояния между метками и захватами с ценой деления шкалы не более 1 мм (или в процентах относительного удлинения)
Предпочтительнее машины с безынерционным силоизмерителем. Для машин с маятниковым силоизмерителем шкалу нагрузок выбирают так, чтобы измеряемая сила составляла от 20 до 90 % предельного значения шкалы.
Зажимы и ролики
- Зажимы для лопаток — обеспечивают надёжное закрепление по установочным меткам или наплывам при равномерном давлении по всей ширине образца
- Для кольцевых образцов — два металлических ролика диаметром (25,00±0,25) мм; нижний ролик — принудительно вращается, верхний — свободно
Регистрация результатов
Рекомендуется применять разрывную машину с устройством, регистрирующим силу в зависимости от удлинения. Допускаемая погрешность регистрации: по силе — ±2 %, по удлинению — ±3 %. При использовании печатающих устройств суммарная погрешность — не более ±5 %.
Термокамера для повышенных температур
| Диапазон температур, °C | Допускаемая погрешность, °C |
|---|---|
| До 150 | ±2,0 |
| От 150 до 200 | ±3,0 |
| Свыше 200 | ±5,0 |
Подготовка к испытанию
- Образцы после вулканизации выдерживают по ГОСТ 269. Для образцов из готовых изделий — не менее 6 ч
- Перед испытанием образцы кондиционируют по ГОСТ 269
- Толщину измеряют толщиномером по ГОСТ 11358 с ценой деления 0,01 мм и диаметром измерительной площадки не более 16 мм
- Толщину лопаток измеряют на узкой части; толщину колец — не менее чем в трёх точках по окружности (результат — среднее арифметическое)
- За ширину лопатки принимают расстояние между режущими кромками ножа в узком участке
- Ширину кольца измеряют толщиномером с профилированными по дуге наконечниками не менее чем в трёх точках
Проведение испытания
Условия испытания
- Температура: (23±2) °C
- Скорость движения активного захвата: (500±50) мм/мин
- Для образцов типа V рекомендуется скорость (1000±50) мм/мин
- Допускаются повышенные температуры: 70±2; 100±2; 125±2; 150±2; 200±3; 250±5 °C
Порядок проведения
- Образец-лопатку закрепляют в захватах по установочным меткам так, чтобы ось совпадала с направлением растяжения. Кольцо надевают на два сближенных ролика.
- Проверяют нулевые установки приборов силы и удлинения.
- Приводят в действие механизм растяжения. В ходе непрерывного растяжения фиксируют силу при заданных удлинениях.
- В момент разрыва фиксируют силу и расстояние между метками (для лопаток) или между центрами роликов (для колец).
Важно: при разрыве образца за пределами узкой части результаты не учитывают.
Испытания при повышенной температуре
- Температуру в камере доводят до заданной
- Время прогрева образцов-лопаток — не менее 3 мин
- Время прогрева кольцевых образцов — не менее 5 мин
- Допускается одновременный прогрев нескольких образцов, но не более 15 мин
Обработка результатов
Условная прочность при растяжении
Для образцов-лопаток:
fр = Pр / (d × b₀), МПа
где Pр — сила, вызывающая разрыв образца; d — средняя толщина; b₀ — ширина образца до испытания.
Для кольцевых образцов:
fрк = Pрк / (2 × hк × bк), МПа
где Pрк — сила разрыва кольца; hк — средняя толщина; bк — ширина кольца.
Относительное удлинение при разрыве
Для образцов-лопаток:
εр = ((lр − l₀) / l₀) × 100, %
где lр — расстояние между метками в момент разрыва; l₀ — расстояние между метками до испытания.
Для кольцевых образцов:
εрк = ((lрк − lок) / lок) × 100, %
где lрк = 2c + πd (c — расстояние между центрами роликов в момент разрыва, d — диаметр ролика); lок — длина внутренней окружности кольца до испытания.
Условное напряжение при заданном удлинении
Для лопаток: fε = Pε / (d × b₀), МПа
Для колец: fεк = Pεк / (2 × hк × bк), МПа
Истинное напряжение (дополнительные характеристики)
Истинное напряжение при заданном удлинении:
σε = fε × (εε/100 + 1), МПа
Истинная прочность:
σр = fр × (εр/100 + 1), МПа
Статистическая обработка
- За результат принимают среднее арифметическое показателей всех испытанных образцов из одной закладки, одной пластины или одного изделия
- Результаты, отклоняющиеся от средней величины прочности более чем на ±10 %, не учитывают
- Среднее арифметическое вычисляют из оставшихся образцов, число которых должно быть не менее 3
- Если осталось менее трёх образцов — испытание повторяют
- Допускается принимать медиану (указывается в НТД на резину)
Округление результатов
| Показатель | Единица | Округление |
|---|---|---|
| Прочность | кгс/см² | до целых значений |
| Прочность | МПа | до десятых долей |
| Относительное удлинение | % | до десятков |
Сопоставимость результатов
Результаты испытаний сопоставимы только при выполнении всех следующих условий:
- Одинаковый тип образцов
- Одинаковая толщина
- Одинаковый способ заготовки
- Одинаковые условия испытания (температура, скорость)
- Одинаковый способ измерения удлинений
- Одинаковый способ вычисления средних (среднее арифметическое или медиана)
Примечание: результаты испытаний колец, вырубленных/вырезанных и свулканизованных в пресс-формах, не сопоставимы.
Коэффициенты пересчёта для образцов с наплывами
Для образцов с наплывами типов I, II, V относительное удлинение вычисляют с использованием коэффициента пропорциональности K (приложение 3 стандарта):
| εобщ | Тип I | Тип II | Тип V |
|---|---|---|---|
| 1,0 | — | — | 1,13 |
| 1,25 | — | — | 1,12 |
| 1,50 | — | — | 1,11 |
| 1,75 | — | — | 1,10 |
| 2,0 | 1,10 | 1,14 | 1,09 |
| 2,5 | 1,10 | 1,13 | 1,08 |
| 3,0 | 1,09 | 1,12 | 1,07 |
| 3,5 | 1,08 | 1,11 | 1,06 |
| 4,0 | 1,07 | 1,10 | 1,06 |
| 5,0 | 1,06 | 1,09 | 1,05 |
| 6,0 | 1,05 | 1,08 | 1,04 |
| 7,0 | 1,04 | 1,07 | 1,04 |
| 8,0 | 1,04 | 1,06 | 1,03 |
| 9,0 | 1,03 | 1,04 | 1,02 |
Протокол испытания
Протокол должен содержать:
- Обозначение резины и условия вулканизации
- Тип, количество и способ заготовки образцов
- Температуру испытания
- Скорость растяжения
- Тип машины
- Способ измерения удлинения
- Толщину, ширину и сечение образца
- Силу при заданном удлинении и в момент разрыва
- Удлинение в момент разрыва
- Прочность при растяжении
- Напряжение при заданном удлинении
- Среднее арифметическое или медиану результатов
- Дату проведения испытания
- Обозначение настоящего стандарта
Определение остаточной деформации после разрыва
При необходимости определения относительной остаточной деформации после разрыва (справочное приложение 2):
- Части разорванного образца освобождают из захватов и помещают на ровную поверхность
- Через (1,0±0,1) мин после разрыва измеряют расстояние между метками двух сложенных по месту разрыва частей (погрешность не более 1,0 мм)
- Вычисляют остаточную деформацию: Θ = ((l − l₀) / l₀) × 100, %
Ссылочные нормативные документы
| Обозначение НТД | Наименование | Пункт стандарта |
|---|---|---|
| ГОСТ 267-73 | Резина. Методы определения плотности | 3.6 |
| ГОСТ 269-66 | Резина. Общие требования к проведению физико-механических испытаний | 1.10, 3.1, 3.2 |
| ГОСТ 11358-89 | Толщиномеры и стенкомеры индикаторные с ценой деления 0,01 и 0,1 мм | 3.3 |