Обозначение термообработки на чертежах
В технике под термической обработкой подразумевается такая технология обработки металлов и сплавов при которой в результате теплового воздействия происходит изменения их свойств в необходимом для нас направлении. В ходе этого процесса происходят структурные изменения обрабатываемых материалов. Таким образом, изменение строения их кристаллических решеток является основной и единственной задачей, которую решает термообработка.
Чертежи тех деталей, которые в ходе изготовления предполагается подвергать термической, химико-термической и другим разновидностям обработки, согласно ГОСТ 2.310–68 должны содержать показатели свойств, которые будут получены в результате проведения необходимых технологических процессов. К примеру:
• Твердость: НВ (по Бринелю), HV (по Виккерсу), HRA (по Роквеллу, шкала А ), HRB (по Роквеллу, шкала В ), HRCэ (по Роквеллу, шкала Сэ );
• Ударная вязкость: ( σв ) ;
• Предел упругости: ( σу ) ;
Выбор проекции
Поверхности деталей, которые в ходе их изготовления должны подвергаться термической обработке, на чертежах отмечаются утолщенной штрихпунктирной линией. При этом используется та проекция изделия, на которой такое обозначение будет ясно определено.
Термическая обработка поверхности
Поверхности изделий, которые в ходе производственного цикла должны быть термически обработанными, можно отметать и на прочих проекциях. Надписи, содержащие показатели свойств материала, которые относятся к одним и тем же поверхностям, должны наноситься только один раз.
Обозначение термообработки на чертежах
Нередко при составлении чертежей бывает так, что те надписи, которые служат для указания размеров и свойств материалов подвергаемых обработке поверхностей, могут существенно затруднить чтение технической документации. Чтобы этого избежать, действующими стандартами допускается их указание на упрощенном изображении, приводимом дополнительно.
Наименование обработки
Существуют разновидности термической обработки, результаты проведения которой контролю не подвергаются (таковой, к примеру, является отжиг). Кроме того, технологический процесс изготовления деталей нередко предполагает проведения только одного вида обработки, гарантирующего достижения всех требуемых свойств материала и долговечности изготавливаемой детали. Их также допускается указывать на технических чертежах. Они обозначаются теми словами или условными сокращениями, которые принято использовать в научно-технической литературе.
Указание на чертеже термообработки
Место испытания твердости
В случае если это необходимо, место проверки показателя твердости обозначают на чертеже в зоне требуемой твердости.
Место испытания твердости
Запись в технических требованиях
В тех случаях, когда согласно технологии изготовления детали вся ее поверхность подвергается одному виду обработки, это указывается на чертеже в технических требованиях, к примеру: « Отжечь », « Цементировать 0,5. 0,6 мм; 53. 60 HRC » « 30..35HRC ».
В тех случаях, когда согласно технологии изготовления детали одному виду обработки подвергается большая ее часть, а остальные части подлежат предохранению от такого воздействия, то технические требования должны содержать запись следующего типа: « 35. 40 НRС, кроме места, обозначенного особо », « 45. 50 HRC, кроме поверхности А » и т.д.
Изменение свойств металлов
Термообработка на чертежах
В тех случаях, когда должны быть обработаны участки или поверхности изделий, которые определяются техническим понятием или термином (к примеру, поверхности, обозначаемые буквенными символами, поверхности зубчатого колеса или зубьев, хвостовики режущих инструментов или же их рабочие части), то действующие стандарты допускают их не обозначать с помощью утолщенной штрихпунктирной линии, в случае если это не приведёт к неправильному пониманию чертежа. В технических же требованиях делается надпись следующего типа: « Поверхность В – 40. 45 НRС », « Хвостовик h0,7. 0,9 мм; 45. 50 НRС » и т.п.
Обработка участков изделия
В тех случаях, когда обработке подвергаются отдельные участки деталей, то они должны быть на чертежах отмечены утолщенной штрихпунктирной линией. Она проводится на расстоянии 0,8…1 мм от них и указываются определяющие размеры поверхности. Кроме того, все показатели свойств материала, а также, если это необходимо, способы их получения, указываются на полках линий-выносок.
Изменение свойств металла при нагреве
В тех местах, где те размеры, которые определяют подвергаемые обработке поверхности, ясны из данных чертежа, их можно не проставлять.
Термическая обработка деталей
В тех случаях, когда требования к свойствам материала детали различны для разных участков ее поверхности, то все они должны указываться по отдельности.
Симметричные участки обработки
В тех случаях, когда симметричные поверхности или участки деталей обрабатываются одинаково, все они отмечаются утолщенной штрихпунктирной линией. Указание свойств материала делается только один раз.
Обозначение на чертеже термической обработки
Твердость по Роквеллу
Твердость материалов является интегрирующим показателем их механических свойств. Существует эмпирическое соответствие между значением твердости и рядом механических характеристик (например, предел прочности на сжатие, растяжение или изгиб).
С развитием машиностроения возникла необходимость иметь общие методики измерения твердости. В начале XX века профессором Людвигом была разработана теоретическая часть методики определения твердости алмазным конусом. В 1919 году Хью и Стэнли Роквеллы запатентовали гидромеханическую установку, которая получила имя — твердомер Роквелла.
Актуальность этого устройства вызвана необходимостью применения неразрушающих методов контроля твердости в подшипниковой промышленности. Существующий метод Бринелля (HB) основан на измерении площади отпечатка шарика диаметром 10 мм. Отпечаток формируется с помощью шарика из закаленной стали или карбида вольфрама, который вдавливается в образец с определенным усилием. Метод Бринелля применяется для определения твердости цветных металлов или низколегированных сталей и неприменим для образцов из закаленной стали. Это связано с тем, что рабочая нагрузка составляет 3000 кгс. Шарик деформируется, поэтому метод Бринелля не может считаться неразрушающим методом контроля.
Метод измерения твердости по Роквеллу
Твердость — характеристика материала, противоположная пластичности, способности материала «вытекать» из-под нагрузки. Методика измерения твердости по Роквеллу предназначена для неразрушающего контроля твердости наименее пластичных материалов — сталей и их сплавов. Универсальность метода заключается в наличии трех шкал твердости, которые проградуированы для измерения под одной из трех нагрузок (60, 100 и 150 кгс) для работы с одной из измерительных головок. В качестве рабочего органа измерительной головки применяют алмазный конус с углом 120° и радиусом при вершине 0,2 мм или закаленный шарик диаметром 1/16“ (1,588 мм).
Метод основан на фиксации прямого измерения глубины проникновения твердого тела измерительной головки (индентора) в материал образца. Глубина отпечатка характеризует способность материала сопротивляться внешнему воздействию без образования валика из вытесненного металла вокруг индентора.
Единица твердость по Роквеллу — безразмерная величина, которая выражается в условных единицах до 100. За единицу твердости приняли перемещение индентора на 0,002.
Твердость металла по Роквеллу: таблица
Таблица создана для наглядного сравнения методов Роквелла и Бриннеля.
Что такое hrc на чертеже
Единая система конструкторской документации
НАНЕСЕНИЕ НА ЧЕРТЕЖАХ ОБОЗНАЧЕНИЙ ПОКРЫТИЙ, ТЕРМИЧЕСКОЙ И ДРУГИХ ВИДОВ ОБРАБОТКИ
Unified system for design documentation. Marking of designations of coverings, heat treatment and other types of treatment on engineering drawings
Дата введения 1971-01-01
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Комитетом стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Комитета стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР от 5 июня 1968 г. N 830
3. ВЗАМЕН ГОСТ 2940-63 в части пп.15-17
4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который дана ссылка
5. Изменение N 4 принято Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 15 от 28 мая 1999 г.)
За принятие изменения проголосовали
Наименование национального органа по стандартизации
Госстандарт Республики Казахстан
Главная государственная инспекция Туркменистана
6. ИЗДАНИЕ (август 2007 г.) с Изменениями N 1, 2, 3, 4, утвержденными в феврале 1973 г., августе 1984 г., октябре 1987 г., январе 2000 г. (ИУС N 4-73, 12-84, 1-88, 4-2000)
Настоящий стандарт устанавливает правила нанесения на чертежи изделий всех отраслей промышленности обозначений покрытий (защитных, декоративных, электроизоляционных, износоустойчивых и т.п.), а также показателей свойств материалов, получаемых в результате термической и других видов обработки (химико-термической, наклепа и т.п.).
(Измененная редакция, Изм. N 3).
1. ПРАВИЛА НАНЕСЕНИЯ ОБОЗНАЧЕНИЙ ПОКРЫТИЙ
1.2. В технических требованиях чертежа после обозначения покрытия приводят данные о материалах покрытия (марку и обозначение стандарта или технических условий), указанных в обозначении.
1.1, 1.2. (Измененная редакция, Изм. N 1).
1.3. (Исключен, Изм. N 1).
1.4. Если на все поверхности изделия должно быть нанесено одно и то же покрытие, то запись делают по типу: «Покрытие. «.
1.8. Если одно и то же покрытие наносят на большее количество поверхностей изделия, а на остальные поверхности наносят другое покрытие или их оставляют без покрытия, то последние обозначают буквами (черт.3) и запись делают по типу: «Покрытие поверхности А. остальных. » или «Покрытие. кроме поверхности А«.
1.9. Если необходимо нанести покрытие на поверхность сложной конфигурации или на часть поверхности, которую нельзя однозначно определить, то такие поверхности обводят штрихпунктирной утолщенной линией на расстоянии 0,8. 1 мм от контурной линии, обозначают их одной буквой и проставляют размеры, определяющие положение этих поверхностей; запись делают по типу: «Покрытие поверхности А. » (черт.4).
Размеры, определяющие положение поверхности, на которую должно быть нанесено покрытие, допускается не проставлять, если они ясны из чертежа (см. черт.4а).
(Измененная редакция, Изм. N 2).
1.10. Участки поверхности, подлежащие покрытию, отмечают, как показано на черт.5, с указанием размеров, определяющих положение этих участков.
2. ПРАВИЛА НАНЕСЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ
2.1. На чертежах изделий, подвергаемых термической и другим видам обработки, указывают показатели свойств материалов, полученных в результате обработки, например: твердость (HRC, HRB, HRA, HB, HV), предел прочности ( ), предел упругости ( ), ударная вязкость ( ) и т.п.
В технически обоснованных случаях допускается указывать номинальные значения этих величин с предельными отклонениями, например, 0,8±0,1; (43±3) НRС.
2.2. Допускается на чертежах указывать виды обработки, результаты которых не подвергаются контролю, например, отжиг, а также виды обработки, если они являются единственными, гарантирующими требуемые свойства материала и долговечность изделия. В этих случаях наименование обработки указывают словами или условными сокращениями, принятыми в научно-технической литературе (черт.6, 7).
2.1, 2.2. (Измененная редакция, Изм. N 2, 4).
2.3. При необходимости в зоне требуемой твердости указывают место испытания твердости (черт.8).
2.4. Если все изделие подвергают одному виду обработки, то в технических требованиях делают запись: «40. 45 HRC» или «Цементировать 0,7. 0,9 мм; 58. 62 HRC» или «Отжечь» и т.п.
2.5. Если большую часть поверхностей изделия подвергают одному виду обработки, а остальные поверхности другому виду обработки или предохраняют от нее, то в технических требованиях делают запись по типу: «40. 45 HRC, кроме поверхности А» (черт.9) или «30. 35 НRС, кроме места, обозначенного особо» (черт.10).
2.6. Если обработке подвергают отдельные участки изделия, то показатели свойств материала и, при необходимости, способ получения этих свойств указывают на полках линий-выносок, а участки изделия, которые должны быть обработаны, отмечают штрихпунктирной утолщенной линией, проводимой на расстоянии 0,8. 1 мм от них, с указанием размеров, определяющих поверхности (черт.11, 12).
Твердость – главный показатель качества инструмента
Выбирая инструмент для работы, мы сталкиваемся с такой его характеристикой как твердость, которая характеризует его качество. Чем выше этот показатель, тем выше его способность сопротивляться пластической деформации и износу при воздействии на обрабатываемый материал. Именно этот показатель определяет, согнется ли зуб пилы при распиловке заготовок, или какую проволоку смогут перекусить кусачки.
Метод Роквелла
Среди всех существующих методов определения твердости сталей и цветных металлов самым распространенным и наиболее точным является метод Роквелла.
Проведение измерений и определение числа твердости по Роквеллу регламентируется соответствующими документами ГОСТа 9013-59. Этот метод реализуется путем вдавливания в тестируемый материал инденторов – алмазного конуса или твердосплавного шарика. Алмазные инденторы используются для тестирования закаленных сталей и твердых сплавов, а твердосплавные шарики – для менее твердых и относительно мягких металлов. Измерения проводят на механических или электронных твердомерах.
Методом Роквелла предусматривается возможность применения целого ряда шкал твердости A, B, C, D, E, F, G, H (всего – 54), каждая из которых обеспечивает наибольшую точность только в своем, относительно узком диапазоне измерений.
Для измерения высоких значений твердости алмазным конусом чаще всего используются шкалы «А», «С». По ним тестируют образцы из закаленных инструментальных сталей и других твердых стальных сплавов. А сравнительно более мягкие материалы, такие как алюминий, медь, латунь, отожженные стали испытываются шариковыми инденторами по шкале «В».
Пример обозначения твердости по Роквеллу: 58 HRC или 42 HRB.
Впереди стоящие цифры обозначают число или условную единицу измерения. Две буквы после них – символ твердости по Роквеллу, третья буква – шкала, по которой проводились испытания.
(!) Два одинаковых значения от разных шкал – это не одно и то же, например, 58 HRC ≠ 58 HRA. Сопоставлять числовые значения по Роквеллу можно только в том случае, если они относятся к одной шкале.
Диапазоны шкал Роквелла по ГОСТ 8.064-94:
| A | 70-93 HR |
| B | 25-100 HR |
| C | 20-67 HR |
Слесарный инструмент
Инструменты для ручной обработки металлов (рубка, резка, опиливание, клеймение, пробивка, разметка) изготавливают из углеродистых и легированных инструментальных сталей. Их рабочие части подвергают закаливанию до определенной твердости, которая должна находиться в пределах:
| Ножовочные полотна, напильники | 58 – 64 HRC |
| Зубила, крейцмессели, бородки, кернеры, чертилки | 54 – 60 HRC |
| Молотки (боек, носок) | 50 – 57 HRC |
Монтажный инструмент
Сюда относятся различные гаечные ключи, отвертки, шарнирно-губцевый инструмент. Норму твердости для их рабочих частей устанавливают действующие стандарты. Это очень важный показатель, от которого зависит, насколько инструмент износостоек и способен сопротивляться смятию. Достаточные значения для некоторых инструментов приведены ниже:
| Гаечные ключи с размером зева до 36 мм | 45,5 – 51,5 HRC |
| Гаечные ключи с размером зева от 36 мм | 40,5 – 46,5 HRC |
| Отвертки крестовые, шлицевые | 47 – 52 HRC |
| Плоскогубцы, пассатижи, утконосы | 44 – 50 HRC |
| Кусачки, бокорезы, ножницы по металлу | 56 – 61 HRC |
Металлорежущий инструмент
В эту категорию входит расходная оснастка для обработки металла резанием, используемая на станках или с ручными инструментами. Для ее изготовления используются быстрорежущие стали или твердые сплавы, которые сохраняют твердость в холодном и перегретом состоянии.
| Метчики, плашки | 61 – 64 HRC |
| Зенкеры, зенковки, цековки | 61 – 65 HRC |
| Сверла по металлу | 63 – 69 HRC |
| Сверла с покрытием нитрид-титана | до 80 HRC |
| Фрезы из HSS | 62 – 66 HRC |
Примечание: Некоторые производители фрез указывают в маркировке твердость не самой фрезы, а материала, который она может обрабатывать.
Крепежные изделия
Существует взаимосвязь между классом прочности крепежа и его твердостью. Для высокопрочных болтов, винтов, гаек эта взаимосвязь отражена в таблице:
| Болты и винты | Гайки | Шайбы | ||||||||||||||
| Классы прочности | Ст. | Зак.ст. | ||||||||||||||
| d 16 мм | d 16 мм | |||||||||||||||
| Твердость по Роквеллу, HRC | min | 23 | 23 | 32 | 39 | 11 | 19 | 26 | 29.2 | 20.3 | 28.5 | |||||
| max | 34 | 34 | 39 | 44 | 30 | 36 | 36 | 36 | 23.1 | 40.8 | ||||||
Если для болтов и гаек главной механической характеристикой является класс прочности, то для таких крепежных изделий как стопорные гайки, шайбы, установочные винты, твердость не менее важна.
Стандартами установлены следующие минимальные / максимальные значения по Роквеллу:
Относительное измерение твердости при помощи напильников
Стоимость стационарных и портативных твердомеров довольно высока, поэтому их приобретение оправдано только необходимостью частой эксплуатации. Многие мастеровые по мере надобности практикуют измерять твердость металлов и сплавов относительно, при помощи подручных средств.
Измерение твердости при помощи напильников
Опиливание образца напильником – один из самых доступных, однако далеко не самый объективный способ проверки твердости стальных деталей, инструмента, оснастки. Напильник должен иметь не затупленную двойную насечку средней величины №3 или №4. Сопротивление опиливанию и сопровождающий его скрежет позволяет даже при небольшом навыке отличить незакаленную сталь от умеренно (40 HRC) или твердо закаленной (55 HRC).
Для тестирования с большей точностью существуют наборы тарированных напильников, именуемые также царапающий твердомер. Они применяются для испытания зубьев пил, фрез, шестерен. Каждый такой напильник является носителем определенного значения по шкале Роквелла. Твердость измеряется коротким царапанием металлической поверхности поочередно напильниками из набора. Затем выбираются два близко стоящие – более твердый, который оставил царапину и менее твердый, который не смог поцарапать поверхность. Твердость тестируемого металла будет находиться между значениями твердости этих двух напильников.
Переводная таблица твердости
Для сопоставления чисел твердости Роквелла, Бринелля, Виккерса, а также для перевода показателей одного метода в другой существует справочная таблица:
| Виккерс, HV | Бринелль, HB | Роквелл, HRB |
| 100 | 100 | 52.4 |
| 105 | 105 | 57.5 |
| 110 | 110 | 60.9 |
| 115 | 115 | 64.1 |
| 120 | 120 | 67.0 |
| 125 | 125 | 69.8 |
| 130 | 130 | 72.4 |
| 135 | 135 | 74.7 |
| 140 | 140 | 76.6 |
| 145 | 145 | 78.3 |
| 150 | 150 | 79.9 |
| 155 | 155 | 81.4 |
| 160 | 160 | 82.8 |
| 165 | 165 | 84.2 |
| 170 | 170 | 85.6 |
| 175 | 175 | 87.0 |
| 180 | 180 | 88.3 |
| 185 | 185 | 89.5 |
| 190 | 190 | 90.6 |
| 195 | 195 | 91.7 |
| 200 | 200 | 92.8 |
| 205 | 205 | 93.8 |
| 210 | 210 | 94.8 |
| 215 | 215 | 95.7 |
| 220 | 220 | 96.6 |
| 225 | 225 | 97.5 |
| 230 | 230 | 98.4 |
| 235 | 235 | 99.2 |
| 240 | 240 | 100 |
| Виккерс, HV | Бринелль, HB | Роквелл, HRC |
| 245 | 245 | 21.2 |
| 250 | 250 | 22.1 |
| 255 | 255 | 23.0 |
| 260 | 260 | 23.9 |
| 265 | 265 | 24.8 |
| 270 | 270 | 25.6 |
| 275 | 275 | 26.4 |
| 280 | 280 | 27.2 |
| 285 | 285 | 28.0 |
| 290 | 290 | 28.8 |
| 295 | 295 | 29.5 |
| 300 | 300 | 30.2 |
| 310 | 310 | 31.6 |
| 320 | 319 | 33.0 |
| 330 | 328 | 34.2 |
| 340 | 336 | 35.3 |
| 350 | 344 | 36.3 |
| 360 | 352 | 37.2 |
| 370 | 360 | 38.1 |
| 380 | 368 | 38.9 |
| 390 | 376 | 39.7 |
| 400 | 384 | 40.5 |
| 410 | 392 | 41.3 |
| 420 | 400 | 42.1 |
| 430 | 408 | 42.9 |
| 440 | 416 | 43.7 |
| 450 | 425 | 44.5 |
| 460 | 434 | 45.3 |
| 470 | 443 | 46.1 |
| 490 | — | 47.5 |
| 500 | — | 48.2 |
| 520 | — | 49.6 |
| 540 | — | 50.8 |
| 560 | — | 52.0 |
| 580 | — | 53.1 |
| 600 | — | 54.2 |
| 620 | — | 55.4 |
| 640 | — | 56.5 |
| 660 | — | 57.5 |
| 680 | — | 58.4 |
| 700 | — | 59.3 |
| 720 | — | 60.2 |
| 740 | — | 61.1 |
| 760 | — | 62.0 |
| 780 | — | 62.8 |
| 800 | — | 63.6 |
| 820 | — | 64.3 |
| 840 | — | 65.1 |
| 860 | — | 65.8 |
| 880 | — | 66.4 |
| 900 | — | 67.0 |
| 1114 | — | 69.0 |
| 1120 | — | 72.0 |
Примечание: В таблице приведены приближенные соотношения чисел, полученные разными методами. Погрешность перевода значений HV в HB составляет ±20 единиц, а перевода HV в HR (шкала C и B) до ±3 единиц.
При выборе инструмента желательно предпочесть модели известных производителей. Это дает уверенность в том, что приобретаемый продукт изготовлен с соблюдением технологий, а его твердость отвечает заявленным значениям.
Соотношение твердости по Роквеллу и Бринеллю различных изделий.
