Материаловедение_лабы

П Р И Л О Ж Е Н И Е 5

ПРИЛОЖЕНИЯ УСИЛИЙ ПРИ ИЗМЕРЕНИИ ТВЕРДОСТИ

	Шкала	Единица	Предвари-	Основное		Общее		Диапазон
			тельное	усилие		усилие		измерений,
	твердости	измерения	усилие					ед. твердо-
				Р1		Р
			Рo					сти
	А	HRA	98,07 (10)	490,3	(50)	588,4	(60)	20-88
	В	HRB	98,07 (10)	882,6	(90)	980,7(100)		20-100
	С	HRC	98,07(10)	1373,0	(140)	1471,0(150)		20-70
	D	HRD	98,07(10)	882,6	(90)	980,7(100)		40-77
	Е	HRE	98,07(10)	882,6	(90)	980,7(100)		70-100
	F	HRF	98,07(10)	490,3	(50)	588,4	(60)	60-100
	G	HRG	98,07(10)	1373,0(140)		1471,0	(150)	30-94
	Н	HRH	98,07(10)	490,3	(50)	588,4	(60)	80-100
	К	HRK	98,07(10)	1373,0(140)		1471,0	(150)	40-100

120

П Р И Л О Ж Е Н И Е 6

ДИАПАЗОНЫ ИЗМЕРЕНИЙ ТВЕРДОСТИ, ВЕЛИЧИНЫ ИСПЫТАТЕЛЬНЫХ НАГРУЗОК И ВИДЫ ИНДЕНТОРОВ ПО ШКАЛАМ РОКВЕЛЛА

	Шкала	Нагрузка, Н	Вид индентора	Диапазон измерения
	твердости			HR
	А	588,4	Алмазный конус	от 20 до 88
	В	980,7	Шарик Ø 1,588 мм	от 20 до 100
	С	1471	Алмазный конус	от 20 до 70
	Е	980,7	Шарик Ø 3,175 мм	от 70 до 100
	D	980,7	Алмазный конус	от 40 до 77
	F	588,4	Шарик Ø 1,588 мм	от 60 до 100
	G	1471	Шарик Ø 1,588 мм	от 30 до 94
	Н	588,4	Шарик Ø 3,175 мм	от 30 до 100
	К	1471	Шарик Ø 3,175 мм	от 40 до 100
	L	588,4	Шарик Ø 6,35 мм	от 20 до 115
	М	980,7	Шарик Ø 6,35 мм	от 20 до 115
	Р	1471	Шарик Ø 6,35 мм	от 20 до 100
	R	588,4	Шарик Ø 12,7 мм	от 20 до 115
	S	980,7	Шарик Ø 12,7 мм	от 20 до 100
	V	1471	Шарик Ø 12,7 мм	от 20 до 100
	60/5	588,4	Шарик Ø 5 мм	от 30 до 110
	100/5	980,7	Шарик Ø 5 мм	от 30 до 110
	150/5	1471	Шарик Ø 5 мм	от 30 до 110
	60/10	588,4	Шарик Ø 10 мм	от 30 до 110
	100/10	980,7	Шарик Ø 10 мм	от 30 до 110
	150/10	1471	Шарик Ø 10 мм	от 30 до 110

121

П Р И Л О Ж Е Н И Е 7

ШКАЛЫ ТВЕРДОСТИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВИДА ИСПЫТУЕМОГО МАТЕРИАЛА

	Обозначе-	Вид	Общая	Область применения
	ние шкалы	наконечника	нагрузка, Н
	А	Алмазный конус	588,4	Твердые сплавы, детали прошедшие
				поверхностную закалку, тонкий лис-
				товой металл (более 0,4 мм)
	В	Стальной шарик	980,7	Цветные металлы,	конструкционная
		Ø 1,588 мм		сталь
	С	Алмазный конус	1471	Закаленные и термически обработан-
				ные стали
	Д	Алмазный конус	980,7	Детали, прошедшие поверхностную закал-
				ку, со среднейтвердостью сердцевины
	Е	Стальной шарик	980,7	Чугун, алюминиевые и магниевые
				сплавы, антифрикционные металлы,
		Ø 3,175 мм		пластмассы
	F	Стальной шарик	588,4	Медные сплавы, прошедшие отжиг,
		Ø 1,588 мм		тонкий листовой металл
	G	Стальной шарик	1471	Фосфористая бронза, бериллиевая брон-
		Ø 1,588 мм		за, ковкий чугун низкой твердости
	Н	Стальной шарик	588,4	Алюминий, цинк, свинец
		Ø 3,175 мм
	К	Стальной шарик	1471	Антифрикционный металл и другие ме-
		Ø 3,175 мм
				таллы с очень незначительной твердо-
	L	Стальной шарик	588,4
		Ø 6,350 мм		стью, пластмассы, эбонит, клееная фа-
	М	Стальной шарик	980,7	нера, древесина
		Ø 6,350 мм
	Р	Стальной шарик	1471	Антифрикционный	металл и другие
		Ø 6,350 мм
				металлы с малой твердостью, пласт-
	R	Стальной шарик	588,4
				массы, эбонит, фанера и др.
		Ø 12,700 мм
	S	Стальной шарик	980,7	Пластмассы, эбонит, клееная фанера,
		Ø 12,700 мм
				древесина
	V	Стальной шарик	1471
		Ø 12,700 мм
	HR 5/60	Стальной шарик	588,4
		Ø 5 мм
	HR 5/100	Стальной шарик	980,7
		Ø 5 мм
	HR 5/150	Стальной шарик	1471	Графитные. Металлографитные, элек-
		Ø 5 мм
				трографитные, угольно-графитовые
	HR 10/60	Стальной шарик	588,4
				материалы
		Ø 10 мм
	HR 10/100	Стальной шарик	980,7
		Ø 10 мм
	HR 10/150	Стальной шарик	1471
		Ø 10 мм

122

П Р И Л О Ж Е Н И Е 8

СОСТАВ, СТРУКТУРА И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТАЛЕЙ

Марка

стали

		C
		Cr
	%	Mn
		Si
	состав,
		Ni
	Химический
		Mo
		Ti
		W/WC
		V/Co

про-

чие

Типичные

режимы упрочнения (термич. и др.

обр.)

Микро-

структура после термической обработки

свойства	σB,МПа
	НВ,МПа
	σT,МПа
Механические	KCU,
	δ, %
	МДж/м2
	Твер-
	дость
	ψ, %

	40Х	20Х13	12Х18Н10Т	Р18	ВК8	Трансф.
						сталь
	0,4	0,2	0,12	0,8	---	---
	1,0	~ 13,0	4,0	4,0	---	---
	0,6	0,8	≤ 2,0	0,4	---	4 %
	0,3	0,8	≤ 8,0	0,4	---	---
	≤ 0,3	0,6	18,0	≤ 0,6	---	---
	---	0,2	0,8	---	---	---
	---	---	---	18	---	---
					92
	---	---	---	≤ 8,0	---	---
	---	---	1,0	1,0	---	---
			---	---	8,0
	S,	S,	S≤0,02;	S,	---	---
	P≤ 0,035	P≤ 0,025	P≤ 0,35	P≤ 0,03
	Закалка	Закалка	Закалка	Закалка		Отжиг
	850°,	1050°С,		1250°С,
	В.О.	воздух,		масло,	---
	(500°С)	Отпуск		отпуск
			ε ~ 60%
		700		560°С –
			ХПД	3рх12
	Сорбит	Сорбит	Аусте-	Мартен-		Феррит
			нит	сит,
				карбиды,
				аустенит
	980	780**	540	1600	---	---
			1200**
	780	650	196	---	---	---
	326*	---	170	---	---	---
	0,59	1,02	---	---	---	---
	35HRC	20HRC	400HB	63-	≥87,5HR	---
				64HRC	A
	10	18	40	---	---	---
	45		55	---	---	---

*Сталь 40 – HB208 (18HRC) после ТО по аналогичному режиму;

**Отпуск 500 °С; σв = 1520МПа, δ = 19%;

***σв после ХПД ε ~ 60%.

123

П Р И Л О Ж Е Н И Е 9

МЕХАНИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

				Механические				Физико-
	Мар-			свойства
		Хими-	Состоя-					хими-
№	ка							ческие		Приме-
		ческий	ние	σв/ σ,
	спла				δ,			(функцио-		нение
		состав, %	сплава				НВ
	ва			МПа	%			нальные)
								свойства
1	2	3	4	5	6		7	8			9
			Отжиг	220/110	18		80	Низкая		Корпуса
								плотность,		радиоап-
	Дура-	Cu 3,8…4,5;						высокая		паратуры,
			закалка,					удельная		приборов
1	лю-	Mg 1,2…1,8;
	мин	Mn 0,3…0,9;	естест-	520/380	11		118	прочность,		электро-
	Д16	Si ≤ 0,5	венное					требуют		двига-
			старе-					защиты от		телей
			ние					коррозии
			Отжиг	200/100	23		50	Низкая		Трубы,
								плотность,		крышки,
		Mg 1,8…2,8;						коррозион-		корпуса
2	АМг2							ная	стой-	приборов,
		Mn 0,2…0,6	Хпд	250/200	10		65	кость,	хо-	крон-
			ε=60%					рошая	сва-	штейны,
								риваемость		экраны
								Низкая		Мало-
								плотность,		нагру-
			Литой,					коррозион-		женные
								ная	стой-	отливки
3	АК12	Si 10…12	моди-				50…
				180/90	5			кость,	хо-	сложной
			фициро-				55	рошие		конфи-
			ванный
								литейные		гурации
								свойства
								Низкая		Отлив-
		Si 6…8;	Закалка,					плотность		ки,	рабо-
										тающие
			старе-				75…
4	АК7	Mg 0,2…0,		220/160	3					при	по-
		4	ние при				79			вышен-
			150ºС
										ных	на-
										грузках

124

Продолжение прил. 9

1	2	3	4	5	6	7	8				9
							Коррози-			Пружи-
	ВТ14	Al 5,5;	Отжиг	980	10	270	онная		стой-	ны,	силь-
							кость,		высо-	фоны и
5	(α+β)-	V 1;
							кая	удель-		др. детали
			Закалка,	1150	6
	сплав	Mo 3
							ная		проч-
			старе-	…	…	350
							ность
			ние	1400	10
							Низкая			Корпуса
							плотность;			приборов,
		Al 7,8…9,2;	Закалка,				способность			компью-
							гасить		виб-	теров,
6	МА5	Mn0,15…0,5;	старе-	320/220	14	–
							рацию,		тре-	насосов
		Zn 0,2 - 0,8	ние				буют	защи-
							ты от корро-
							зии
										Отливки
			Закалка,							картеров
		Al 7,5…9,0;								двигате-
7	МЛ5	Mn 0,15…0,5	старе-	255/120	6	–				лей,	кор-
			ние							пусов
										приборов,
										насосов
							Коррози-			Радиа-
							онная стой-			торные
			Отжиг				кость,		вы-	трубки,
							сокая		пла-	для биме-
	Л90	Cu 88…91	Х.П.Д.	260/480	454	–
							стичность,			талличе-
			ε=50%
							немагнит-			ских	лис-
							ность			тов
	Л80	Cu 79…81	Отжиг	320/640	525	–				Сильфо-
			Х.П.Д.							ны,	цель-
8			ε = 50%							нометал-
										лические
										контакты,
										панели
										и др.
	Л63	Cu 62…65	Отжиг	360/600	493	–				Штам-
			Х.П.Д.							пованные
			ε=50%							пружины,
										трубки,
										волново-
										ды,	ан-
										тенны

125

Окончание прил. 9

1	2	3	4	5	6	7	8			9
							Хорошая		Краны,
							обрабаты-		винты,
8	ЛС	Cu 57…60;	Отжиг	400	45	90	ваемость		штуцера,
	59-1	Pb 0,8…1,9					резанием		червячные
									передачи
	Бр						Коррози-		Мембра-
							онная стой-		ны,	сетки,
	ОФ	Sn 6…7;	Х.П.Д.	850	1	180-	кость,	вы-	ленты,
	6,5-	P 0,1…0,25	ε = 50%			200	сокие упру-		пружиня-
							гие свойст-		щие	кон-
	0,15						ва		такты
							Коррози-		Пружи-
							онная стой-		ны,	мем-
							кость,	вы-	браны,
			Закалка,				сокие упру-		измери-		и
			старе-				гие и анти-		тельные
	БрБ2	Ве 2…2,3		1200	4	250	фрикцион-		регули-
			ние при
			325ºС				ные	свой-	рующие
							ства		устройст-
9									ва, рычаги,
									вибраторы
							Хорошие		Слож-
							литейные		ные	от-
							свойства,		ливки,		в
							коррозион-		том	числе
							ная	стой-	художест-
	БрО5	Sn 4…6;					кость,	вы-	венное
							сокие	зна-	литьё,
		Zn 4…6,		180	4	60
	Ц5С5						чения	теп-	арматура,
		Pb 4…6					ло и	элек-	работаю-		в
							тро-провод-		щая
							ности		агрессив-
									ных	сре-
									дах

126

С О Д Е Р Ж А Н И Е
Лабораторная работа № 1. Изучение микроструктуры металов и сплавов..........	3
Лабораторная работа № 2. Определение свойств метериалов в малых
объемах .................................................................................................................	14
Лабораторная работа № 3. Построение анализ диаграмм состояния сплавов ...	24
Лабораторная работа № 4. Структура и свойства отожженой углеродистой
стали .......................................................................................................................	34
Лабораторная работа № 5. Свойства металлов и сплавов после холодной
пластической деформации и последующего отжига..........................................	41
Лабораторная работа № 6. Закалка стали..............................................................	48
Лабораторная работа № 7. Отпуск закаленной стали...........................................	56
Лабораторная работа № 8. Термическая обработка углеродистой стали...........	61
Лабораторная работа № 9. Изучение микроструктуры и термической
обработки цементированной стали......................................................................	67
Лабораторная работа № 10. Изучение структуры и свойств легированных
сталей и сплавов ...................................................................................................	77
Лабораторная работа № 11. Закалка и старение дуралюмина.............................	88
Лабораторная работа № 12. Легирование, термическая обработка, структура
и свойства титановых сплавов..............................................................................	97
Лабораторная работа № 13. Конструкционные материалы в приборостро-
ении.......................................................................................................................	102
Лабораторная работа № 14. Исследование влияния азротермоакустической
обработки (АТАО) на структуру и свойства технического железа......................	109
П р и л о ж е н и е 1. Пересчет номера зерна на стандартное увеличение(100)
при использовании увеличений от 25 до 800.......................................................	114
П р и л о ж е н и е 2. Характеристики (параметры) структуры стали с разной
величиной баллов................................................................................................	114
П р и л о ж е н и е 3. Шкала размеров зерен конструкционной стали ................	116
П р и л о ж е н и е 4. Приближенное соотношение чисел твердости по
Бринелю, Роквеллу и Виккерсу..........................................................................	118
П р и л о ж е н и е 5. Приложения усилий при измерении твердости.................	120
П р и л о ж е н и е 6. Диапазоны измерений твердости, величины испытатель-
ных нагрузок и виды инденторов по шкалам Роквелла ...................................	121
П р и л о ж е н и е 7. Шкалы твердости в зависимости от вида испытуемого
материала .............................................................................................................	122
П р и л о ж е н и е 8. Состав, структура и механические свойства сталей..........	123
П р и л о ж е н и е 9. Механические и физико-химические свойства сплавов
на основе цветных металлов...............................................................................	124

Материаловедение

Составители: Воробьёва Галина Анатольевна, Складнова Елена Евгеньевна, Петренко Юрий Алексеевич

Редактор Г.М. Звягина

Корректор Л.А. Петрова Подписано в печать 16.03.2010. Формат бумаги 60х84/16. Бумага документная.

Печать трафаретная. Усл. печ. л. 7,35. Тираж 400 экз. Заказ № 34. Балтийский государственный технический университет Типография БГТУ

190005, С.-Петербург, 1-я Красноармейская ул., д. 1