ГОСТ 4651-2014

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

(МГС)

INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION

(ISC)

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ

СТАНДАРТ

ГОСТ

4651—

2014

(ISO 604:2002)

ПЛАСТМАССЫ

Метод испытания на сжатие

(ISO 604:2002, MOD)

Издание официальное

Москва Стандарт нформ 2014

Предисловие

Цели, основные принципы и порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2009 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1    ПОДГОТОВЛЕН Объединением юридических лиц «Союз производителей композитов» (Союзкомпозит) и Открытым акционерным обществом «Институт пластических масс имени Г.С.Петрова» (ОАО «Институт пластмасс») на основе аутентичного перевода на русский язык указанного в пункте 4 стандарта, который выполнен ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ»

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 230 «Пластмассы, полимерные материалы, методы их испытаний»

3    ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 64-П от 27 февраля 2014 г.)

П

За принятие проголосовали:

4 Настоящий стандарт модифицирован по отношению к международному стандарту ISO 604:2002 Plastics - Determination of compressive properties (Пластмассы. Определение свойств при сжатии).

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ 1.5-2001 (подраздел

3.6).

Ссылки на непринятый и отмененный стандарты ISO включены в библиографию.

Дополнительные фразы, слова, показатели и их значения, включенные в текст настоящего стандарта, выделены курсивом.

Перевод с английского языка (еп).

Официальные экземпляры международного стандарта, на основе которого подготовлен настоящий межгосударственный стандарт, имеются в Федеральном информационном фонде технических регламентов и стандартов.

Ссылки на международные стандарты, которые не приняты в качестве межгосударственных стандартов, заменены в разделе «Нормативные ссылки» и тексте стандарта ссылками на соответствующие межгосударственные стандарты.

Информация о замене ссылок с разьяснением причин их внесения приведена вприло-

Ш

ГОСТ4651-2014

жении Г.

Полный перечень всех технических отклонений с разъяснением причин их внесения приведен в приложении Д.

Сравнение структуры международного стандарта со структурой настоящего стандарта приведено в приложении Е.

Степень соответствия - модифицированная (MOD)

5    Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 мая 2014 г. № 467-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 4651-2014 (ISO 604:2002) введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 марта 2015 г.

6    ВЗАМЕН ГОСТ 4651-82

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе «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

© Стандартинформ.2014

В Российской Федерации настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

IV

Содержание

ГОСТ 4651-2014

1    Область применения ........................................................................................................

2    Нормативные ссылки .........................................................................................................

3    Термины и определения.....................................................................................................

4    Сущность метода................................................................................................................

5    Аппаратура..........................................................................................................................

6    Образцы для испытания.....................................................................................................

7    Число образцов для испытания.........................................................................................

8    Кондиционирование образцов .........................................................................................

9    Проведение испытания......................................................................................................

10    Обработка результатов....................................................................................................

11    Прецизионность................................................................................................................

12    Протокол испытаний.........................................................................................................

Приложение А (справочное) Предел потери устойчивости................................................

Приложение Б (обязательное) Малые образцы для испытаний........................................

Приложение В (обязательное) Корректировка податливости............................................

Приложение Г (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных

стандартов межгосударственным стандартам, использованным в настоящем стандарте в качестве нормативных ссылок..........................

Приложение Д (справочное) Перечень технических отклонений.......................................

Приложение Е (справочное) Сравнение структуры международного стандарта со

структурой межгосударственного стандарта..........................................

Библиография........................................................................................................................

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ГОСТ 4651-2014 (ISO 604:2002) СТАНДАРТ

Plastics. Compression test method

Настоящий стандарт устанавливает метод испытания пластмасс на сжатие.

В стандарте определены размеры образца для испытания, его длина установлена такой, чтобы предотвратить влияние потери устойчивости образца при приложении нагрузки на результат испытания, установлен также диапазон скоростей испытания.

Настоящий метод используют для исследования поведения испытуемых образцов при сжатии, а также для определения прочности при сжатии, модуля упругости при сжатии и других характеристик, получаемых на основании кривой «напряжение / относительная деформация» в определенных условиях испытания.

Настоящий метод применим к следующим материалам:

- жестким и полужестким термопластичным материалам для формования и экструзии, включая наполненные и армированные композиции, например, короткими волокнами, небольшими стержнями, пластинами или гранулами; листы из жестких и полужестких термопластичных материалов по стандарту (1 ];

ГОСТ 4651-2014

-    жестким и полужестким термореактивным формовочным материалам, включая наполненные и армированные композиции, листы из жестких и полужестких термореактивных материалов;

-    термотропным жидко-кристаллическим полимерам.

Метод, установленный настоящим стандартом, не распространяется на материалы, армированные текстильными волокнами по стандартам [2] и [3], полимерные композиции, армированные волокном, и слоистые пластмассы по стандарту [3], жесткие ячеистые материалы по стандарту [4] или многослойные структуры, содержащие ячеистые материалы или резину по стандарту [5].

Метод настоящего стандарта предусматривает использование образцов, которые могут быть изготовлены формованием, механической обработкой из готовых изделий или полуфабрикатов, таких как отформованные заготовки, слоистые пластмассы и листы, полученные экструзией или литьем.

Настоящий стандарт устанавливает размеры образцов для испытания. Результаты испытаний, полученные на образцах разных размеров или изготовленных при разных условиях, могут быть несопоставимыми.

Другие факторы, такие как скорость испытания и условия кондиционирования образцов, также могут повлиять на результаты. Для получения сопоставимых результатов указанные условия следует контролировать и записывать в протокол испытания.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межго

сударственные стандарты:

ГОСТ 4651-2014

ГОСТ 12015-66 Пластмассы. Изготовление образцов для испытания из реакто-пластов. Общие требования

ГОСТ 12019-66 Ппаслмлассы. Изготовление образцов для испытания из термопластов. Общие требования

ГОСТ 12423-2013 Пластмассы. Условия кондиционирования образцов (проб)

ГОСТ 26277-84 Пластмассы. Общие требования к изготовлению образцов способом механической обработки

ГОСТ 14359-69 Пластмассы. Методы механических испытаний. Общие требования

ГОСТ 28840-90 Машины для испытания материалов на растяжение, сжатие и изгиб. Общие технические требования

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по технтескому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссыпка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями (рисунок 1):

3.1    расчетная длина Lo , мм: Начальное расстояние между контрольными метками на центральной части испытуемого образца.

3.2    скорость испытания V, мм/мин: Скорость сближения опорных площадок ис-

ГОСТ 4651-2014

питательной машины во время испытания.

3.3 напряжение при сжатии а (сг_с), МПа: Нагрузка при сжатии, приходящаяся на единицу площади первоначального поперечного сечения образца.

Примечание - При испытании на сжатие напряжение сг и деформация е отрицательны. Обычно отрицательный знак опускается, но, если возникает путаница, например при сравнении свойств растяжения и сжатия, отрицательный знак следует добавить для сжатия. Для номинальной относительной деф ормации при сжатии £с это не является необходимым.

Рисунок 1 —Типичные кривые «напряжение/относительная деформация»

3.3.1 напряжение при сжатии при пределе текучести o_y(o_Ci), МПа: Первое значение напряжения, при котором увеличение деформации (3.4) происходит без увеличения напряжения (см. рисунок 1, кривая а и примечание к 3.3).

4

ГОСТ 4651-2014

Примечание - Напряжение при сжатии при пределе текучести может быть меньше, чем максимальное достигаемое напряжение.

3.3.2    максимальное напряжение при сжатии ом (оси), МПа: (см. рисунок 1 и примечание к 3.3). Напряжение при сжатии, соответствующее максимальной нагрузке, выдержанной образцом в процессе испытания.

Примечание - Это напряжение не всегда совпадает с напряжением при сжатии в момент разрушения образца. Этот термин не применим к образцам, у которых нагрузка в процессе испытания монотонно растет.

3.3.3    разрушающее напряжение при сжатии ов(о_ср), МПа: Напряжение при сжатии, соответствующее нагрузке, вызывающей разрушение образца (см. рисунок 1 и примечание кЗ.З).

3.3.4    напряжение при сжатии при установленной относительной деформации (х,%) ох(осд), МПа: Напряжение при сжатии, при котором относительная деформация достигает установленного значения х (%) (см. 3.5).

Примечание - Напряжение при сжатии при х (%) относительной деф ормации может быть измерено, например, в тех случаях, когда на кривой «напряжение/относительная деформация» отсутствует предел текучести (см. рисунок 1, кривая б и примечание к 3.3). В зтом случае, значение х должно быть установлено в нормативных документах или технической документации на материал или согласовано с заинтересованными сторонами. В любом случае, значение х должно быть меньше значения относительной деформации, соответствующей максимальному

напряжению при сжатии.

Уменьшение длины, приходящееся на единицу первоначальной расчетной длины Lo [см. 10.2, формула (6) и примечание к3.3].

3.5    номинальная относительная деформация при сжатии с_с, % или безразмерная величина: Уменьшение длины, приходящееся на единицу первоначальной длины образца для испытания L [см. 10.2, формула (8)].

3.5.1    номинальная относительная деформация при сжатии при пределе текучести fey (tci), % или безразмерная величина: Номинальная относительная деформация при сжатии, соответствующая напряжению при сжатии при пределе текучести а^(ост), (3.3.1).

3.5.2    номинальная относительная деформация при сжатии при максимальном напряжении при сжатии сем, % или безразмерная величина: Номинальная относительная деформация при сжатии, соответствующая максимальному напряжению при сжатии шл (Oaj (3.3.2).

3.5.3    номинальная относительная деформация при сжатии при разрушении ив,(£ср) % или безразмерная величина: Номинальная относительная деформация при сжатии при разрушении испытуемого образца.

3.6    модуль упругости при сжатии Ес , МПа: Отношение разности значений напряжений сжатия (егг - cri) к соответствующей разности значений относительной деформации при сжатии (б2 =0,0025)- (ei =0J0005) (см. 10.3, формула (9)].

Примечания

1 Модуль упругости при сжатии рассчитывают только на основе относительной деформа-

ции при сжатии е (3.4).

2 При использовании автоматизированного оборудования, определение модуля Е_с упругости при сжатии по двум отдельным точкам на кривой «напряжение/относительная деформация» может быть заменено определением линейной регрессии на участке кривой между указанными течками.

Образец для испытания подвергают сжатию вдоль его главной оси с постоянной скоростью до разрушения или до тех пор, пока нагрузка или уменьшение длины не достигнет заданного значения. Нагрузка, которую прикладывают к образцу, измеряют в течение всего процесса испытания.

Испытательная машина должна соответствовать ГОСТ28840 и требованиям, приведенным в 5.1.2-5.1.5.

Испытательная машина должна поддерживать скорость испытания, указанную в таблице 1. Если используют другие скорости, машина должна поддерживать скорость с отклонением не более ±20 %для скоростей менее 20 мм/мин и не более ±10 %для скоро а ей более 20 мм/мин.

Таблица! - Рекомендуемые значения скорости испытания

Начальное ускорение, место установки и податливость машины могут вызвать образование изогнутого участка в начале кривой «напряжение/относительная деформация». Как этого избежать - см. 9.4 и 9.6.

Для приложения сжимающей нагрузки к испытуемому образцу используют опорные площадки с закаленными стальными полированными плоскими (отклонение от плоскостности в пределах 0,025 мм) поверхностями, параллельными друг другу и перпендикулярными к оси нагружения. Сжимающее устройство должно быть сконструировано таким образом, чтобы вертикальная ось образца совпадала с направлением действия нагрузки с точностью 1:1000.

Примечание-В случае необходимости могут быть использованы самоустанавлива-ющиеся устройства.

ГОСТ 4651-2014

5.1.4    Измеритель нагрузки

Измеритель нагрузки должен обеспечивать измерение нагрузки при сжатии с погрешностью не более ± 1 % измеряемого значения. Измеритель нагрузки должен быть практически безинерционным при выбранной скорости испытания.

Примечание - Использование систем с кольцевыми датчиками деформации позволяет компенсировать возникновение боковых нагрузок, вызванных нарушением соосности нагружения образца. (9.3).

5.1.5    Измеритель деформации

Измеритель деформации должен иметь механизм, обеспечивающий определение относительного изменения длины соответствующей части образца. При определении относительной деф ормации при сжатии £ этой длиной является расстояние ме>еду щупами датчика деформации (расчетная длина). При измерении номинальной относительной деформации при сжатии а это будет расстояние между контактными поверхностями опорных площадок сжимающего устройства. Рекомендуется, чтобы измеритель деф ормации автоматически фиксировал это расстояние.

У измерителя деформации должна отсутствовать инерционность при выбранной скорости испытания. Для определения модуля упругости при сжатии используют образец типа А. В этом случае измеритель деформации должен обеспечивать измерение в заданном интервале деформации с погрешностью не более ± 1 %, что соответствует ± 1 мкм для измерения модуля упругости при сжатии при расчетной длине образца 50 мм и относительной деф ормации 0 2 %.

Измеритель деформации следует прикладывать к образцу таким образом, чтобы любой прогиб или повреждение образца были минимальны. Между измерителем дефор-

9

ГОСТ 4651-2014

мации и образцом не должно быть проскальзывания.

Возможно использование измерителей продольной деформации с погрешностью в заданном интервале деформации не более 1 %. Это соответствует точности измерения относительной деформации 2JD ■ Ю*⁵ при измерении модуля упругости при сжатии. Тип измерителя деформации и метод подготовки поверхности образца должны обеспечивать соответствующее проведение испытания материала.

Примечание - Незначительное смещение и начальное коробление образца для испытания могут вызвать разную деформацию противоположных поверхностей образца и как результат ошибки при малых деформациях. В этих случаях могут быть использованы методы измерения средней деформации двух противоположных сторон. Использование датчиков на каждой из сторон образца с независимым сбором данных более предпочтительно, т. к. они определят искривление и прогиб гораздо быстрее, чем устройства, усредняющие деформацию противоположных сторон образца.

52 Устройства для измерения размеров образцов

5.2.1 Жесткие материалы

Длину, ширину, толщину или диаметр образца измеряют микрометром или другим прибором с погрешностью не более ±0,01 мм.

Устройства для измерения размеров образца не должны оказывать на него давление, которое может привести к изменению размеров.

52.2 Полужесткие материалы

Для измерения толщины используют микрометр или другой прибор, обеспечивающий измерение с погрешностью 0,01 мм или менее, снабженный плоской, круглой нож-

10

кой, оказывающей давление на образец (20 ± 3) кПа.

6 Образцы для испытания

6.1    Форма и размеры

6.1.1    Общие указания

Образцы для испытания должны иметь форму прямоугольной призмы, прямого цилиндра или прямой трубки.

Размеры образцов для испытания должны удовлетворять условиям неравенства (см. также приложение А)

где с с - максимальная номинальная относительная деформация при сжатии, которая достигается при испытании, безразмерная величина; х-диаметр цилиндра, наружный диаметр трубы или толщина (наиболее короткая сторона поперечного сечения) призмы, в зависимости от формы образца, мм;

/- длина образца, измеренная параллельно направлению сжимающей силы, мм. Примечания

1    Для расчета модуля упругости при сжатии £_с, (3.6), рекомендуется использовать значение безразмерного коэффициента х/1 > 0,08.

2    При проведении испытаний на сжатие обычно рекомендуется значение безразмерного коэфф ициента x/I s 0,4. Это соответствует максимальной деформации сжатия приблизительно 6 %.

Неравенство (1) основано на линейной зависимости «напряжение/относительная деформация» испытуемого материала в процессе испытания. При больших значениях

ГОСТ 4651-2014

относительной деформации сжатия и высокой пластичности материала следует выбирать значения с с в 2-3 раза большие, чем максимальная деформация при сжатии при испытании.

6.12 Рекомендуемые размеры образцов для испытания

Рекомендуемые размеры образцов для испытания приведены в таблице 2. Таблица2 - Рекомендуемые размеры образцов

В миллиметрах

Примечание-В приложении Б приведены подробности использования двух типов малых образцов для испытания для тех случаев, когда нельзя получить рекомендуемые типы образцов из-за недостатка материала или из-за геометрической формы изделия.

6.2 Изготовление образцов

6.2.1 Формование и экструзия

Образцы должны быть изготовлены в соответствии с нормативными документами или технической документацией на материал. Если такие требования отсутствуют и если нет других соглашений между заинтересованными сторонами, образцы изготовляют прессованием или литьем под давлением в соответствии с ГОСТ 12015 и ГОСТ 12019.

ГОСТ 4651-2014

6.22    Листы

Образцы вырезают из листов в соответствии с ГОСТ26277.

6.22    Механическая обработка

Все операции механической обработки следует проводить таким образом, чтобы получить гладкие поверхности образцов. Особенно тщательно следует обрабатывать торцы образцов так, чтобы в результате они имели гладкие, плоские, параллельные поверхности и острые чистые ребра, перпендикулярные к продольной оси образца в пределах до 0 J025 мм.

Рекомендуется обрабатывать торцевые поверхности образца на токарном или фрезерном станке.

6.24 Контрольные метки

Если для измерения изменения длины используют оптическое оборудование, необходимо поставить контрольные метки на образцы, определяющие расчетную длину. Они должны быть примерно на одинаковом расстоянии от середины образца, а расстояние мемоду метками должно быть измерено с точностью не менее 1 %.

Контрольные метки не должны быть процарапаны, вырублены или выдавлены на образце способом, который может повредить образец. Необходимо убедиться, что нанесение меток не оказывает негативного воздействия на испытуемый материал, в случае меток в виде линий они должны быть как можно уже.

6.3 Проверка образца

Образец не должен быть изотут. Поверхности и кромки образца не должны иметь вмятин, царапин, усадочных раковин, заусенцев и других видимых дефектов, способных повлиять на результат испытания. Поверхности образца, обращенные к опорным пло-

13

ГОСТ 4651-2014

щадкам, должны быть параллельны и расположены под прямым углом к направлению действия нагрузки.

Образцы следует проверить на соответствие указанным требованиям путем визуального осмотра с помощью угольников и плоских плит, а также измерения микрометром. Образцы, визуально или после измерения не соответствующие требованиям, должны быть изьяты или обработаны до необходимых размеров и формы перед испытанием.

Примечание - Следует иметь ввиду, что образцы для испытания, полученные литьем под давлением, как правило, имеют скос углов на 1 ° или 2 ° для свободного извлечения из литьевой формы. Из-за этого боковые грани литьевых образцов не параллельны.

6.4 Анизотропные материалы

6.4.1    При испытании анизотропных материалов образцы должны быть выбраны таким образом, чтобы напряжение при сжатии во время испытания прилагалось в том же направлении, что и в процессе эксплуатации изделия (формованные изделия, листы, трубы и т. д.).

6.4.2    Соотношение между размерами испытуемого образца и размером изделия будет определять возможность использования рекомендуемых образцов. Если нельзя использовать рекомендуемый образец, то размер образца определяют, исходя из размера изделия, а также по 6.1. Ориентация и размеры образцов для испытания иногда оказывают очень существенное влияние на результаты испытания.

6.4.3    Если наблюдается существенное различие в свойствах материала при сжатии по двум основным направлениям, его следует испытать в этих двух направлениях. Если при предполагаемой эксплуатации изделия материал будет подвергаться сжатию 14