Файл: Тема Механические свойства и их характеристики.docx

Часть 3. Произвести оценку прочности стали по данным испытания на твердость и оценку твердости стали по данным испытания на прочность.
Варианты задания

а) Оценка предела прочности стали по твердости

1 вариант	Отожжённая сталь, НВ = 175		5 вариант	Термообработанная сталь, НВ = 360
2 вариант	Отожжённая сталь, НВ = 190		6 вариант	Термообработанная сталь, НВ = 380
3 вариант	Отожжённая сталь, HRB = 52		7 вариант	Термообработанная сталь, HRC = 52
4 вариант	Отожжённая сталь, HRB = 65		8 вариант	Термообработанная сталь, HRC = 58

б) Оценка твердости стали по пределу прочности

1 вариант	Оценить НВ отожжённой стали, В = 40 кгс/мм2		5 вариант	Оценить НRC термообработанной стали, В = 290 кгс/мм2
2 вариант	Оценить НВ термообработанной стали, В = 140 кгс/мм2		6 вариант	Оценить HRВ отожжённой стали, В = 55 кгс/мм2
3 вариант	Оценить НRC термообработанной стали, В = 260 кгс/мм2		7 вариант	Оценить НВ отожжённой стали, В = 55 кгс/мм2
4 вариант	Оценить HRВ отожжённой стали, В = 45 кгс/мм2		8 вариант	Оценить НВ термообработанной стали, В = 150 кгс/мм2

Задание выполняется индивидуально, по вариантам. Выбор нужного варианта осуществляется по первой букве фамилии (таблица 3.1).

Таблица 3.1

1 вариант	А – В		5 вариант	О – Р
2 вариант	Г – Е		6 вариант	С – У
3 вариант	Ж – К		7 вариант	Ф – Ч
4 вариант	Л – Н		8 вариант	Ш – Я

---

Рекомендации по выполнению задания
Работа состоит из трех частей:

1. 
   Определить условия проведения испытаний по определению твердости для материалов согласно своему варианту.
   
   1. 
      Для образцов, испытываемых по методу Бринелля, заполнить таблицу 3.2.
      

Таблица 3.2

Характеристика образца		Условия испытания
Материал	Толщина	D, мм	Р, кгс (Н)	, с	Индентор

Для заполнения таблицы воспользоваться данными из таблиц 3.3–3.5.

Таблица 3.3

Материал	НВ	Р = kD2	Smin, мм	D, мм	Р, кгс	, с
Чёрные металлы	140–450	k = 30	6–3	10,0	3000	10
			4–2	5,0	750
			Менее 2	2,5	187,5
	Менее 140	k = 10	Более 6	10,0	1000
			6–3	5,0	250
			Менее 3	2,5	62,5
Цветные металлы	Более130	k = 30	6–3	10,0	3000	30
			4–2	5,0	750
			Менее 2	2,5	187,5
	35–130	k = 10	9–3	10,0	1000
			6–3	5,0	250
			Менее 3	2,5	62,5
	8–35	k = 2,5	Более 6	10,0	250	60
			6–3	5,0	62,5
			Менее 3	2,5	15,6

---

Таблица 3.4

Марки материалов (обработка)	Число твёрдости	Примечание
Sn	HB 8–35	Основа баббитов, компонент припоев, бронз и др.
Б83, АО9-2, БрС30		Подшипниковые сплавы для антифрикционного слоя подшипников скольжения
АМц, МЛ5, МЛ15		Цветные конструкционные сплавы на основе Al, Mg
Cu	HB 35–130	Основа бронз, латуней и др. сплавов
Латуни: Л90; ЛЖМц59-1-1; ЛК80-3; ЛЦ16К4; ЛЦ38Мц2С2; Бронзы: БрОФ6,5-0,15; БрОФ6,5-0,4; БрО10Ф1		Конструкционные сплавы на основе (Cu +Zn) и Cu
АМг2, Д16, АК12, АМ5, АМг10		Конструкционные сплавы на основе Al
МА5, МА19		Конструкционные сплавы на основе магния
ЦАМ15		Конструкционный сплав на основе Zn
Cr, Co, Ni, Ti		Цветные металлы – компоненты легированных сталей и др. сплавов
Бронза: БрБ2 (закалка1 + старение2)	HB > 130	Конструкционный сплав
В95		Высокопрочный сплав Al
Fe техническое	HB < 140	Основа сталей и чугунов
Сталь: 08 (отжиг3)		Конструкционный cплав
Чугуны: СЧ15, СЧ25, СЧ35, ВЧ 80, КЧ 60-3	HB 140–450	Конструкционные литейные сплавы
АЧС-1		Антифрикционный сплав
Стали: 08,10 ,20, 30, 40, 45, 55 (нагартовка4)		Конструкционные сплавы
Стали: 65Г, 45, 35 (закалка+отпуск5)	HRC 40–55
Стали: У8, У13 (закалка+отпуск)	HRC 50–65	Режущий и деформирующий инструмент
Стали: Р18, Х12М, ХВГ (закалка+ отпуск)	HRC 65
Марки материалов (обработка)	Число твёрдости	Примечание
Сталь: ШХ15 (закалка+отпуск)	HRC 65	Тела качения и кольца подшипников качения
Спечённые сплавы на основе WC, TiC, TaC: ВК3, ВК15, Т15К6, ТТ8К6, Т5К10, ТТ7К12	HRA85–90	Пластины для армирования режущего инструмента
Литые сплавы Fe – C: 250Х38, 320Х23Г2С2Т, 370Х7Г7С	HRA85	Наплавочные материалы деталей и инструмента для условий абразивного изнашивания

---

Таблица 3.5

Обозначение числа твёрдости, [размерность]	Характеристика способа (вид индентора, нагрузка Р, применение)
Метод Бринелля ГОСТ 9012-59
НВ, [МПа] или [кгс/мм2] При записи значения размерность не указывается	Закаленный стальной шарик D = 2,5; 5,0; 10,0 мм; Р = 156–30 кН (15,6–3000 кгс); цветные сплавы, стали после отжига и нормализации и др. НВ = 80–4480 МПа или НВ = 8–448 кгс/мм2
Метод Роквелла ГОСТ 9013-59
HRA, HRB, HRC, [величина безразмерная]	HRA: алмазный конус  = 120°; Р=600 Н (60 кгс); сплавы высокой твёрдости (металлокерамические инструментальные сплавы, литые высокоуглеродистые сплавы и др.). HRA = 70–85
	HRB: стальной закаленный шарик D = 1,59 мм; Р = 1000 Н (100 кгс); сплавы низкой твёрдости (подшипниковые, цветные конструкционные, отожженные стали и др.). HRB = 25–100
	HRC: твердосплавный конус  =120°; Р =1500 Н (150 кгс); сплавы средней твёрдости (стали после закалки и отпуска и др.). HRC = 20–67
Метод Виккерса ГОСТ 2999-75
HV, [МПа] или [кгс/мм2]. При записи значения размерность не указывается	Алмазная пирамида с квадратным основанием  = 136°; Р = 10–300 Н (1–30 кгс); универсальный метод для чёрных и цветных металлов и сплавов. HV = 80–20000 МПа или HV = 8–2000 кгс/мм2
Примечание: Приближённый перевод: 1 МПа 0,1 кгс/мм2; 1 кгс/мм2 10 МПа

2. 
   Для образцов, испытываемых по методу Роквелла, заполнить таблицу 3.6
   

---

Таблица 3.6

Материал и описание образца	Шкала	Условия испытания
		Р, Н	Индентор

Для заполнения таблицы 3.6 воспользоваться данными из таблиц 3.4–3.5.

2. 
   Сравнить твердости исследованных материалов.
   

Для этого перевести исходные значения твердости (HB, HRA, HRB, HRC) в одни и те же единицы измерения (HV). Заполнить таблицу 3.7.

Таблица 3.7

Исходные данные
Образец 1		Образец 2		Образец 3		Образец 4
	HB		HRA		HRB			HRC
Полученные данные
Образец 1		Образец 2		Образец 3		Образец 4
	HV		HV		HV			HV
Результаты ранжирования результатов (номер образца в зависимости от HV; 1 – образец с HVmax, 4 – образец с HVmin)

Для перевода пользоваться таблицей 3.8. При отсутствии в таблице 3.8 значения использовать линейную интерполяцию.

Таблица 3.8

Соотношение единиц твёрдости HV, HB, HRA, HRC, HRB

HV	HB	HRA	HRC	HRB	HV	HB	HRA	HRC
70	66	40	—	38	590	500	78	52
80	77	42	—	44	600	506	78	53
90	87	44	—	50	610	511	78	53
100	98	46	—	56	620	517	78	54
110	109	48	—	62	630	522	79	54
120	119	49	—	67	640	528	79	55
130	130	51	—	71	650	533	79	55
140	140	52	—	75	660	538	80	56
150	150	53	—	79	670	543	80	56
160	160	54	12	83	680	548	80	57
170	170	55	14	86	690	553	80	57
180	180	56	15	89	700	557	81	57
190	190	57	17	90	710	562	81	58
200	200	58	19	93	720	566	81	58
210	209	59	20	95	730	571	81	59
220	219	60	22	96	740	575	82	59
230	228	61	23	97	750	579	82	60
240	237	62	24	—	760	584	82	60
250	257	62	26	—	770	588	82	60
260	256	63	27	—	780	591	82	61
270	265	64	28	—	790	595	83	61
280	274	64	29	—	800	599	83	62
290	282	65	30	—	810	603	83	62
300	291	66	31	—	820	606	83	62
310	300	66	32	—	830	609	84	63
320	308	67	33	—	840	613	84	63
330	317	67	34	—	850	616	84	63
340	325	68	35	—	860	619	84	64
350	333	68	36	—	870	622	84	64
360	341	69	37	—	880	625	85	65
370	349	69	38	—	890	628	—	65
380	357	70	39	—	900	631	—	65
390	365	70	39	—	910	633	—	66
400	373	71	40	—	920	636	—	—
410	380	71	41	—	930	638	—	—
420	388	71	42	—	940	640	—	—
430	395	72	42	—	950	643	—	—
440	403	72	43	—	960	645	—	—
450	410	73	44	—	970	647	—	—
460	417	73	44	—	980	649	—	—
470	424	73	45	—	990	650	—	—
HV	HB	HRA	HRC	HRB	HV	HB	HRA	HRC
480	431	74	46	—	1000	652	—	—
490	438	74	46	—	1010	654	—	—
500	444	75	47	—	1020	655	—	—
510	451	75	48	—	1030	657	—	—
520	457	75	48	—	1040	658	—	—
530	464	76	49	—	1050	659	—	—
540	470	76	49	—	1060	660	—	—
550	476	76	50	—	1070	661	—	—
560	582	77	51	—	1080	662	—	—
570	488	77	51	—	1090	663	—	—
580	494	77	52	—	1100	664	—	—

---