ГОСТ 9454-2025: испытание металла на ударный изгиб, образцы, температуры и протоколы
Подробный разбор нового стандарта: подготовка образцов, U-, V- и T-образные концентраторы, испытания KCU и KCV, работа маятникового копра, температурные режимы и оформление результатов.
ГОСТ 9454-2025 — межгосударственный стандарт, устанавливающий метод испытания металлов и сплавов на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах. Документ определяет порядок подготовки образцов, требования к испытательному оборудованию, проведение испытаний, обработку результатов и оформление протоколов.
Стандарт имеет особое значение для металлургии, машиностроения, производства труб и промышленного оборудования. Испытание позволяет определить работу удара и ударную вязкость материала, а при необходимости — дополнительные характеристики разрушения.
В России ГОСТ 9454-2025 введён в действие с 1 мая 2026 года взамен ГОСТ 9454-78. В этой статье рассмотрим его основные положения и объясним, на что обращать внимание при проверке качества стальных труб и другой металлопродукции.
- Область применения ГОСТ 9454-2025
- Что изменилось относительно ГОСТ 9454-78
- Какие показатели определяют при испытании
- Образцы для испытаний: размеры и типы
- U-, V- и T-образные концентраторы
- Маятниковый копёр и испытательное оборудование
- Температуры испытаний и подготовка образцов
- Порядок проведения испытания
- Формула расчёта ударной вязкости
- Обозначения KCU, KCV и запись результатов
- Протокол испытаний: что в нём должно быть
- Особенности испытания труб
- Что проверять при покупке металлопроката
- Часто задаваемые вопросы
1. Область применения ГОСТ 9454-2025
ГОСТ 9454-2025 называется «Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах».
Стандарт распространяется на:
- чёрные металлы и стальные сплавы;
- цветные металлы и сплавы;
- металлические изделия и металлопродукцию;
- материалы, для которых нормативной документацией предусмотрено определение характеристик при ударном изгибе.
Установленный температурный диапазон испытаний — от −100 до +1200 °C.
Основные задачи метода:
- определение работы удара — энергии, поглощённой при разрушении образца;
- определение ударной вязкости;
- при необходимости — определение доли вязкой составляющей в изломе;
- определение бокового расширения образца;
- оценка критической температуры хрупкости.
Для испытаний при температурах от −100 до −269 °C предусмотрен отдельный стандарт — ГОСТ 22848.
2. Что изменилось относительно ГОСТ 9454-78
ГОСТ 9454-2025 заменил ранее применявшийся ГОСТ 9454-78. Новый документ содержит более подробное описание образцов, испытательного оборудования, температурных режимов и обработки результатов.
| Параметр | ГОСТ 9454-2025 |
|---|---|
| Статус в России | Действует с 01.05.2026 |
| Предыдущий документ | ГОСТ 9454-78 |
| Температурный диапазон | От −100 до +1200 °C |
| Виды концентраторов | U, V и T |
| Основное оборудование | Маятниковые копры |
| Результаты испытаний | Работа удара и ударная вязкость |
| Дополнительные характеристики | Доля вязкой составляющей, боковое расширение, критическая температура хрупкости |
| Оформление результатов | Протокол испытаний с исходными данными и результатами |
В новом стандарте отдельно описаны дополнительные характеристики разрушения, требования к температурному контролю, измерению геометрии образцов и оценке неопределённости измерений.
Также предусмотрены отдельные приложения, посвящённые анализу диаграмм деформирования, определению доли вязкой составляющей в изломе, критической температуры хрупкости, бокового расширения и неопределённости измерений.
3. Какие показатели определяют при испытании
В ходе испытания на ударный изгиб определяют несколько характеристик, которые описывают поведение металла при динамическом разрушении.
Энергия, затраченная на разрушение образца. Измеряется в джоулях (Дж).
Отношение работы удара к начальной площади рабочего сечения образца. Измеряется в Дж/см².
Характеризует долю вязкого участка на поверхности разрушения образца, выражается в процентах.
Увеличение толщины образца после испытания вблизи надреза со стороны воздействия бойка.
Отдельным показателем является критическая температура хрупкости. Она определяется по заданному критерию, например по достижению установленного значения работы удара, ударной вязкости, доли вязкой составляющей или бокового расширения.
Не все перечисленные характеристики обязательно определяются при каждом испытании. Их перечень устанавливается нормативной документацией на металлопродукцию или согласованными требованиями заказчика.
4. Образцы для испытаний: размеры и типы
Для определения ударной вязкости используют специальные металлические образцы с концентратором напряжений. Заготовки для их изготовления вырезают из исследуемого металла по правилам, установленным для конкретного вида продукции.
Стандарт предусматривает образцы различных размеров. Тип образца зависит от толщины исходной металлопродукции и возможности изготовления полноразмерного или уменьшенного образца.
Основные размеры образцов
Для наиболее распространённого полноразмерного образца применяются следующие размеры:
| Параметр | Размер |
|---|---|
| Длина | 55 мм |
| Высота | 10 мм |
| Толщина | 10 мм |
| U-образный надрез | Глубина 2 мм, радиус 1 мм |
| V-образный надрез | Глубина 2 мм, радиус 0,25 мм |
Помимо полноразмерных образцов предусмотрены уменьшенные варианты с толщиной 7,5; 5 и 2 мм. Для них установлены соответствующие размеры рабочего сечения и концентраторов.
Выбор типа образца зависит от размеров исходного материала и требований нормативной документации. Если стандарт на продукцию не определяет тип образца, ГОСТ 9454-2025 содержит рекомендации по его выбору.
Сколько образцов необходимо изготовить?
Количество единиц металлопродукции, отбираемых для испытаний, устанавливает нормативная документация на конкретную продукцию.
Согласно общему правилу ГОСТ 9454-2025, от каждой отобранной единицы металлопродукции изготавливают не менее двух образцов для каждого вида концентратора и каждой температуры испытания, если нормативной документацией не предусмотрено иное.
Заготовки необходимо вырезать таким образом, чтобы при их обработке не допустить наклёпа и нагрева, способных изменить свойства исследуемого металла.
5. U-, V- и T-образные концентраторы
Форма надреза оказывает существенное влияние на условия испытания. Концентратор создаёт локальную концентрацию напряжений и определяет место, в котором должен произойти излом образца.
U-образный концентратор — KCU
U-образный надрез имеет закруглённое дно. Его радиус для стандартного полноразмерного образца составляет 1 мм, номинальная глубина надреза — 2 мм.
Результат испытания такого образца обозначается KCU, если определяется ударная вязкость, или KU, если регистрируется работа удара.
V-образный концентратор — KCV
V-образный надрез имеет более острый концентратор. Для полноразмерного образца радиус его вершины составляет 0,25 мм, номинальная глубина — 2 мм.
Ударная вязкость образца с V-образным надрезом обозначается KCV, а работа удара — KV.
T-образный концентратор — KCT
Концентратор вида T представляет собой надрез с предварительно выращенной усталостной трещиной. Такой образец позволяет исследовать поведение материала при наличии более выраженной трещины.
Для этого варианта применяется обозначение KCT. Подготовка образца предусматривает получение усталостной трещины при циклическом нагружении.
| Концентратор | Форма | Обозначение ударной вязкости |
|---|---|---|
| U | Закруглённый надрез | KCU |
| V | V-образный надрез | KCV |
| T | Надрез с усталостной трещиной | KCT |
При выборе метода испытания необходимо ориентироваться на требования нормативной документации. KCU, KCV и KCT характеризуют результаты разных вариантов испытания, поэтому их нельзя произвольно заменять друг другом.
6. Маятниковый копёр и испытательное оборудование
Для испытания на ударный изгиб применяют маятниковые копры, соответствующие ГОСТ 10708. Оборудование должно иметь достаточный запас потенциальной энергии для разрушения образца одним ударом.
Принцип работы копра основан на использовании энергии падающего маятника. Перед испытанием маятник поднимают на определённую высоту, затем освобождают. При движении он наносит удар по образцу, установленному на опорах.
После разрушения образца маятник продолжает движение. По изменению его энергии определяют работу удара, затраченную на разрушение.
Что контролируют на маятниковом копре?
Исправность и метрологическое состояние оборудования, запас потенциальной энергии, скорость маятника в момент удара, правильность установки образца и условия регистрации поглощённой энергии.
ГОСТ 9454-2025 устанавливает следующие диапазоны скорости движения маятника в момент удара:
| Номинальная энергия маятника | Скорость движения |
|---|---|
| От 50 до 2500 Дж включительно | 5,0 ± 0,5 м/с |
| От 7,5 до 50 Дж | 4,0 ± 0,25 м/с |
| От 0,1 до 7,5 Дж | 3,0 ± 0,25 м/с |
Рекомендуется, чтобы работа удара не превышала 80% номинальной потенциальной энергии маятника. При разногласиях в оценке результатов повторные испытания рекомендуется проводить в диапазоне от 10 до 80% номинальной энергии.
Для измерения геометрии образцов используют штангенциркули, микрометры и другие средства измерений с необходимыми метрологическими характеристиками. Для контроля температуры применяют термометры и термопреобразователи.
7. Температуры испытаний и подготовка образцов
Температура — один из ключевых параметров испытания на ударный изгиб. Она должна соответствовать требованиям нормативной документации на конкретную металлопродукцию.
ГОСТ 9454-2025 предусматривает три основные группы температурных условий:
Испытания при отрицательных температурах для оценки поведения металла в условиях охлаждения.
Температура окружающей среды от +10 до +35 °C.
Испытания при нагреве образца до заданной температуры.
От −100 до +1200 °C в соответствии с областью применения стандарта.
Как охлаждают образцы?
Для проведения испытаний при пониженных температурах применяют охлаждающие среды. В зависимости от температуры и оборудования могут использоваться:
- охлаждённая вода;
- смесь льда и воды;
- твёрдая углекислота с подходящим растворителем;
- жидкий азот;
- охлаждённые газы и другие предусмотренные технической документацией среды.
Как нагревают образцы?
При повышенных температурах используют нагретые жидкости или газы, а также специализированное оборудование, позволяющее обеспечить равномерный нагрев и контроль температуры образца.
Сколько времени выдерживают образец?
Согласно стандарту, выдержка образца в термостате при заданной температуре с учётом необходимого переохлаждения или перегрева должна составлять не менее 15 минут.
Если испытание проводится при температуре, отличающейся от комнатной, образец необходимо испытать не позднее чем через 5 секунд после извлечения из охлаждающей или нагревающей среды.
Если разница между температурой окружающей среды и температурой образца при испытании составляет менее 25 °C, допускается время переноса не более 10 секунд.
8. Порядок проведения испытания на ударный изгиб
Испытание выполняется в несколько последовательных этапов. Каждый из них влияет на достоверность полученного результата.
- Отбор материала. Из партии металлопродукции отбирают заготовки в соответствии с нормативной документацией.
- Изготовление образцов. Заготовкам придают требуемую геометрию, обрабатывают поверхность и выполняют надрез установленного типа.
- Маркировка. Образцы маркируют так, чтобы идентифицировать их происхождение, не изменяя свойства металла.
- Контроль размеров. Измеряют толщину, высоту рабочего сечения и другие необходимые параметры.
- Подготовка температуры. При необходимости образец охлаждают или нагревают до заданного состояния.
- Установка на копёр. Образец центрируют и устанавливают на опоры с правильным расположением концентратора.
- Нанесение удара. Маятник ударяет по образцу со стороны, противоположной концентратору.
- Регистрация результата. Определяют работу удара и при необходимости рассчитывают ударную вязкость.
- Оформление протокола. Фиксируют исходные параметры, условия испытания и полученные результаты.
Испытание признаётся состоявшимся, если образец разрушился полностью с разделением на две части либо прошёл между подвижными и неподвижными частями копра при условии, что маятник не остановился.
Если разрушение произошло по металлургическим дефектам, образец застрял в копре, удар пришёлся не по центру или выявлены другие предусмотренные стандартом нарушения, образец заменяют.
9. Формула расчёта ударной вязкости
Ударная вязкость определяется как отношение работы удара к начальной площади рабочего сечения образца в месте концентратора.
Где:
- KC — ударная вязкость, Дж/см²;
- K — работа удара, Дж;
- S₀ — начальная площадь рабочего сечения образца, см².
Площадь рабочего сечения определяется по формуле:
Где H₁ — начальная высота рабочего сечения, а B — толщина образца.
Пример расчёта
Допустим, при испытании образца получены следующие данные:
- работа удара — 120 Дж;
- высота рабочего сечения — 8 мм;
- толщина образца — 10 мм.
Сначала определяем площадь рабочего сечения:
S₀ = 8 × 10 / 100 = 0,8 см².
Затем рассчитываем ударную вязкость:
KC = 120 / 0,8 = 150 Дж/см².
10. Обозначения KCU, KCV и запись результатов
ГОСТ 9454-2025 предусматривает обозначения, которые отражают вид концентратора, определяемый показатель и условия проведения испытания.
| Обозначение | Что означает |
|---|---|
| KU | Работа удара на образце с U-образным концентратором |
| KV | Работа удара на образце с V-образным концентратором |
| KCU | Ударная вязкость образца с U-образным концентратором |
| KCV | Ударная вязкость образца с V-образным концентратором |
| KCT | Ударная вязкость образца с концентратором вида T |
При испытаниях при пониженных или повышенных температурах в обозначение добавляется температурный индекс. Также могут указываться параметры маятника и образца.
Например, обозначение KV с температурным индексом −40 °C указывает на работу удара, определённую на образце с V-образным концентратором при температуре −40 °C.
Для полноразмерного образца с U- или V-образным концентратором, испытанного при комнатной температуре на копре с номинальной энергией не менее 300 Дж, в стандарте предусмотрены обозначения KCU и KCV без дополнительных числовых параметров.
11. Протокол испытаний: что в нём должно быть
Результаты испытаний и исходные данные оформляются в протоколе. Рекомендуемая форма протокола приведена в приложении В ГОСТ 9454-2025.
Документ должен позволять идентифицировать материал, образцы, условия проведения испытания и полученные результаты.
Основные сведения в протоколе
| Раздел | Какие данные указываются |
|---|---|
| Информация об испытательной организации | Наименование лаборатории, сведения о метрологическом контроле оборудования. |
| Испытуемый материал | Наименование и идентификация материала. |
| Испытательное оборудование | Максимальная энергия маятника и сведения об используемом копре. |
| Образцы | Номер, маркировка и тип образца. |
| Температура | Температура проведения испытания. |
| Геометрия | Толщина, высота и глубина концентратора. |
| Работа удара | Полученное значение K в джоулях. |
| Ударная вязкость | Результат KC в Дж/см². |
| Дополнительные сведения | Примечания, дополнительные характеристики и иные данные при необходимости. |
В зависимости от требований нормативной документации или согласования с заказчиком в протокол могут включаться:
- номер плавки;
- номер партии;
- начальная площадь рабочего сечения;
- доля вязкой составляющей в изломе;
- боковое расширение;
- критическая температура хрупкости;
- неопределённость измерений;
- анализ диаграмм деформирования.
Стандарт допускает документирование результатов испытаний в электронном виде, например в корпоративных информационных системах или с использованием электронного документооборота.
Что важно при проверке протокола?
Сверьте идентификацию материала, тип образца, температуру испытания, результаты и дополнительные требования заказа. Если в документации на трубу указаны специальные требования к KCU или KCV, они должны быть подтверждены результатами испытаний именно в предусмотренных условиях.
12. Особенности испытания бесшовных труб
Для трубной продукции подготовка образцов имеет свои особенности. Геометрия трубы ограничивает размеры заготовок, а направление вырезки влияет на ориентацию образца относительно оси изделия.
ГОСТ 9454-2025 содержит ссылку на ГОСТ 30432, устанавливающий методы отбора проб, заготовок и образцов для механических и технологических испытаний металлических труб.
При подготовке образцов из труб необходимо учитывать:
- наружный диаметр и толщину стенки;
- возможность изготовления полноразмерного или уменьшенного образца;
- направление вырезки относительно оси трубы;
- сохранение исходной поверхности изделия, если это предусмотрено методом;
- требования к месту отбора и изготовлению заготовки.
Стандарт предусматривает возможность применения поперечных образцов из трубных заготовок и трубных изделий с одной или двумя необработанными поверхностями, содержащими исходную наружную поверхность изделия, при соблюдении установленных требований.
Тип и ориентация образцов должны соответствовать нормативной документации на конкретную продукцию. Поэтому при сравнении результатов двух испытаний важно убедиться, что образцы были подготовлены по сопоставимой схеме.
13. Ударная вязкость стали 09Г2С и стали 20: что учитывать
Стали 09Г2С и 20 широко применяются в производстве бесшовных труб и различных промышленных изделий. Однако сама марка стали не определяет единственное универсальное значение ударной вязкости.
На результат влияют состояние материала, технология изготовления, термическая обработка, направление вырезки образца и температура испытания.
Для трубы из стали 09Г2С проектом могут быть предусмотрены требования к ударной вязкости при отрицательной температуре. Для трубы из стали 20 могут устанавливаться другие требования в зависимости от назначения продукции.
При этом нельзя автоматически переносить результат испытания одного типоразмера, плавки или партии на другую продукцию без оснований, предусмотренных нормативными документами.
14. Что проверять при покупке бесшовных труб
При закупке бесшовной трубы для промышленного объекта важно заранее определить требования к материалу и подтверждающей документации.
Если ударная вязкость имеет значение для вашего проекта, рекомендуется проверить следующие параметры:
- Марка стали. Например, 09Г2С или сталь 20.
- Нормативный документ. ГОСТ на конкретную трубную продукцию.
- Геометрические размеры. Наружный диаметр, толщина стенки и длина.
- Тип испытания. KCU, KCV или другой показатель, предусмотренный документацией.
- Температура. Условия, при которых необходимо подтвердить показатель.
- Требуемое значение. Минимальная работа удара или ударная вязкость, если это установлено проектом.
- Подтверждающие документы. Сертификат качества и протоколы испытаний, если они требуются.
Сертификат качества необходимо проверять применительно к конкретной поставляемой продукции. Если дополнительные испытания предусмотрены проектом, следует заранее согласовать наличие соответствующих результатов и возможность их документального подтверждения.
Первоуральская Металлобаза: подбор труб под требования проекта
При подборе бесшовных труб важно учитывать не только наружный диаметр, толщину стенки и марку стали, но и дополнительные требования технического задания. Если в спецификации указаны KCU, KCV или испытания при отрицательных температурах, передайте эти условия менеджеру до оформления заказа. Возможность подтверждения параметров уточняется по документации конкретной партии.
15. Часто задаваемые вопросы по ГОСТ 9454-2025
В России стандарт введён в действие с 1 мая 2026 года взамен ГОСТ 9454-78.
Стандарт предусматривает испытания при температурах от −100 до +1200 °C. Для температур от −100 до −269 °C предусмотрен отдельный ГОСТ 22848.
Новый стандарт содержит актуализированные требования к образцам, оборудованию, температурной подготовке, обработке результатов и дополнительным характеристикам разрушения.
Для испытаний на ударный изгиб используют маятниковые копры, соответствующие ГОСТ 10708.
Предусмотрены образцы с U-, V- и T-образными концентраторами. Для разных типов установлены соответствующие геометрические параметры.
KCU определяют на образце с U-образным надрезом, а KCV — на образце с V-образным надрезом. Геометрия концентратора влияет на условия разрушения и получаемый результат.
Не менее 15 минут при заданной температуре с учётом необходимого переохлаждения или перегрева.
Как правило, не более 5 секунд после извлечения из нагревающей или охлаждающей среды. Если разница между температурой окружающей среды и образца при испытании менее 25 °C, допускается не более 10 секунд.
Работу удара делят на начальную площадь рабочего сечения образца в месте концентратора. Результат выражают в Дж/см².
Нет. Необходимость испытания, количество образцов, тип концентратора и температура устанавливаются нормативной документацией на конкретную продукцию и условиями заказа.
Идентификация материала, сведения об образцах, тип концентратора, температура, геометрические параметры, работа удара и ударная вязкость. Дополнительные характеристики указываются при необходимости или по требованиям документации.
Нельзя автоматически заменять один показатель другим. Они относятся к разным типам концентраторов и должны применяться в соответствии с требованиями нормативной документации.
Информация о стандарте и его статусе размещена в официальном каталоге Росстандарта. Полный текст следует использовать из официального или надлежащим образом приобретённого экземпляра стандарта.
Нужны бесшовные трубы с подтверждением характеристик?
Поможем подобрать трубную продукцию по диаметру, толщине стенки, марке стали и нормативному документу. Если в вашей спецификации предусмотрены испытания KCU, KCV или дополнительные требования к ударной вязкости, направьте её менеджеру для согласования возможности поставки.
Первоуральская Металлобаза — бесшовные трубы для промышленности с поставкой по России.
Нормативные документы и источники
- ГОСТ 9454-2025 — официальный каталог Росстандарта.
- Текст ГОСТ 9454-2025: разделы, приложения и рекомендуемая форма протокола.
- ГОСТ 10708 — копры маятниковые. Технические условия.
- ГОСТ 30432 — трубы металлические. Методы отбора проб, заготовок и образцов для механических и технологических испытаний.
- ГОСТ 22848 — испытание металлов на ударный изгиб при температурах от −100 до −269 °C.
Материал подготовлен Первоуральской Металлобазой в информационных целях. При проведении испытаний необходимо руководствоваться полным действующим текстом стандарта, его поправками и нормативной документацией на конкретную металлопродукцию.
}} "Труба 25х1 ст.20 ГОСТ 8734-75 362970754")
}} "Труба 25х1.5 ст.20 ГОСТ 8734-75 362970755")
}} "Труба 27х2 ст.20 ГОСТ 8734-75 362970757")
}} "Труба 28х1.5 ст.20 ГОСТ 8734-75 362970758")
}} "Труба 30х2 ст.20 ГОСТ 8734-75 362970760")
}} "Труба 32х1 ст.20 ГОСТ 8734-75 362970761")
}} "Труба 32х2 ст.20 ГОСТ 8734-75 362970762")
}} "Труба 36х2 ст.20 ГОСТ 8734-75 362970763")
}} "Труба 38х2 ст.20 ГОСТ 8734-75 362970764")
}} "Труба 40х2 ст.20 ГОСТ 8734-75 362970765")
}} "Труба 45х2 ст.20 ГОСТ 8734-75 362970766")
}} "Труба 48х1.5 ст.20 ГОСТ 8734-75 362970767")
}} "Труба 48х2 ст.20 ГОСТ 8734-75 362970768")
}} "Труба 24х4 ст.20 ГОСТ 8734-75 362970782")
}} "Труба 25х2.5 ст.20 ГОСТ 8734-75 362970783")
}} "Труба 25х3 ст.20 ГОСТ 8734-75 362970784")
}} "Труба 25х3.5 ст.20 ГОСТ 8734-75 362970785")
}} "Труба 25х4.5 ст.20 ГОСТ 8734-75 362970786")
}} "Труба 25х6 ст.20 ГОСТ 8734-75 362970788")
}} "Труба 26х2.5 ст.20 ГОСТ 8734-75 362970789")
}} "Труба 27х3 ст.20 ГОСТ 8734-75 362970790")
}} "Труба 27х3.2 ст.20 ГОСТ 8734-75 362970791")
}} "Труба 27х3.5 ст.20 ГОСТ 8734-75 362970792")
}} "Труба 27х4 ст.20 ГОСТ 8734-75 362970793")
}} "Труба 27х5 ст.20 ГОСТ 8734-75 362970794")
}} "Труба 28х2.5 ст.20 ГОСТ 8734-75 362970795")
}} "Труба 28х3 ст.20 ГОСТ 8734-75 362970796")
}} "Труба 28х3.5 ст.20 ГОСТ 8734-75 362970797")
}} "Труба 28х4 ст.20 ГОСТ 8734-75 362970798")
}} "Труба 25х2 ст.20 ГОСТ 8734-75 362970756")
Сотрудничаем с предприятиями химической, машиностроительной, теплоэнергетической, газовой и нефтяной промышленности.
На продукцию предоставляются необходимые сертификаты качества.
