[Cfytrr]

Приветствую.
Возник вопрос с назначением расчетных характеристик сечения.
Используется сталь 40Х по ГОСТ 4543-71у неё прочностные характеристики не зависят от размера сечения:


у неё не указана твердость, хотя есть закалка...

Объясните, почему указаны такие характеристики?

[ZVV]

В ГОСТе на поковки есть зависимости механических свойств от размеров и термообработки. По нему и надо заказывать сталь.

[Liukk]

Сообщение от Cfytrr у неё не указана твердость, хотя есть закалка...

Там высокий отпуск, какая уж тут твёрдость по HRC...

[Cfytrr]

ZVV,
Так что, по волшебному ГОСТ 4543-71 изделие получается в полтора раза прочнее? За счет каких ресурсов?

[Liukk]

Сообщение от Cfytrr За счет каких ресурсов?

ресурс называется технология термической обработка и, в частности, температура отпуска.

[Cfytrr]

Liukk,
Я конечно не технолог, но я не вижу принципиальной разницы между отпуском с 500 градусов или с 600. Вот в этих 100 градусах разницы и скрыта великая магия?

[Liukk]

Сообщение от Cfytrr Вот в этих 100 градусах разницы и скрыта великая магия?

Именно. См. справочник термиста или книги по материаловедению (металловедению)

[Cfytrr]

Что то во всех встреченных источниках мех свойства по ГОСТ 4543-71 дают только для прутка D=25 мм, это подозрительно...

[ratay]

Ну если говорить о словах, то закалка с высоким отпуском - это улучшение, и повышение твердости будет, указывают его по НВ. В старом "Марочнике сталей и сплавов" М.Машиностроение, 1989 целая таблица вариантов термообработки для 40Х. Там же и механические свойства.

[Liukk]

Сообщение от Cfytrr это подозрительно...

Чего подозрительно то?....
Есть такое понятие как прокаливаемость. Загляните в сей ГОСТ там и графики есть.
Во вложении страница из этого ГОСТа про 40Х, качество хреновое, но разобрать можно. Лучшее качество в интернете лень искать.

[lexabelic]

У стали 40Х диаметр прутка, который прокаливается в масле на все сечение (структура не менее 50% мартенсита в центре, твердость 50 HRCэ в центре) - порядка 20 мм.

----- добавлено через ~1 мин. -----

Сообщение от Cfytrr Вот в этих 100 градусах разницы и скрыта великая магия?

Там магия скрывается в 30 градусах.

Что вам конкретно нужно?

[Cfytrr]

Мне нужен ответ на вопрос: "Какое расчетное сопротивление Ry принимать для сечения d=150 мм из стали 40Х по ГОСТ 4543-71 "

[ZVV]

Сообщение от Cfytrr Мне нужен ответ на вопрос: "Какое расчетное сопротивление Ry принимать для сечения d=150 мм из стали 40Х по ГОСТ 4543-71 "

ГОСТ 4543-71, на мой взгляд, какой-то мутный. Сперва кажется будто St=785 МПа для всех толщин. Но посмотрев на мех. характеристики по справочникам и в ГОСТ на поковки закрадываются сомнения. Вот данные из справочника Гохберга для стали 40Х, на достижимые в нем значения для проката я бы и ориентировался:

В своей практике для осей полиспастов и осей шарнирных соединений применял поковки из 40Х и указывал для них группу V и класс прочности по ГОСТ. Если бы была необходимость применять прокат из 40Х - в тех. требованиях записал бы значения механических характеристик и термообработку из Гохберга (если ГОСТ допускает такой вид заказа).
Насчет расчетного сопротивления. Расчетное сопротивление есть частное от деления нормативного сопротивления (предела текучести) на коэффициент надежности по материалу. В СНиПе для стали 40Х такого коэффициента нет. Я бы взял коэффициент надежности по материалу 1,1 как в ОСТ 36-128-85.

[АС_В]

Сообщение от Cfytrr Мне нужен ответ на вопрос: "Какое расчетное сопротивление Ry принимать для сечения d=150 мм из стали 40Х по ГОСТ 4543-71 "

для начала надо ответить на простой вопрос: сталь для "строительной металлической конструкции"?
если да, то смотрите строительные нормы

[lexabelic]

Сообщение от Cfytrr Мне нужен ответ на вопрос: "Какое расчетное сопротивление Ry принимать для сечения d=150 мм из стали 40Х по ГОСТ 4543-71 "

Вопросом на вопрос:
Почему никогда нет картинки или объяснения, какой элемент, как он работает? На растяжение или на изгиб? Или на срез? Какие требования к ударной вязкости?
Если это должно работать на растяжение - то, поскольку круг диаметром 150 мм закалится в масле до глубины порядка 12 мм от поверхности (50% мартенсита), а ближе к центру будет феррито-перлитная структура различной степени дисперсности (в центре - как после нормализации), то достигнуть одинаковых прочностных свойств по всему сечению не получится, и надо принимать термообработку - нормализацию. Нормализованная заготовка даст бв=550 МПа, бт=315 МПа твердость порядка 190 HB.
Если деталь работает на изгиб - то прочностные свойства сердцевины (до 1/2...2/3 радиуса сечения) не важны, сопроматы ж знаем. Тогда деталь можно улучшить (закалка в масле + высокий отпуск, порядка 650 градусов), температуру отпуска такую, чтоб получить твердость на поверхности была порядка 220 HB, и мехсвойства на глубине 1/3 радиуса порядка: бв=600...650 МПа, бт=450до 400 МПа. Большего требовать от стали 40Х на таком диаметре не получится.
Если закалку производить в воде - можно получить мартенситную структуру на большей глубине и, соответственно, получить более высокие мехсвойства по сечению после отпуска. Вопрос закалочных трещин. Если конфигурация детали простая - можно пробовать калить в воде. Выгода от этого, опять же, будет при работе на изгиб. Насквозь ведь такое сечение и в воде не прокалится.

Из нормативов - см. ГОСТ 8479. Надо помнить:
а) мехсвойства даны для улучшенных, каленых в масле (не всегда) поковок.
б) с возрастанием температуры отпуска бт падает сильнее бв (растет пластичность)
в) данные по группам прочности совсем не абсолютны, зависят от размера сечения и марки стали.

Коэффициенты запаса (расчетные сопротивления) - подберете от предела текучести. Считать по предельным состояниям - коэффициент по материалу для несерийной поковки брать порядка 1,2.

А вообще, читайте книги по термообработке. Хорошая - Гуляев "Металловедение"

----- добавлено через ~1 мин. -----

Сообщение от ZVV ГОСТ 4543-71, на мой взгляд, какой-то мутный.

Что и сказать...

[_Roman_]

lexabelic, это все прекрасно - закалка и отпуск, в воде и масле, 500 и 650 градусов. У строителей снабженец не поймет и половины слов из этого, а манагер у перепродавцов металла кроме марки 40Х не поймет ничего. В итоге вся глубина познаний в металловедении проектировщиков компенсируется жаждой экономии строителей. И приходится расчетные сопротивления смотреть попроще, да с запасом на "эффективный менеджмент". Так и живем

[lexabelic]

Сообщение от _Roman_ а манагер у перепродавцов металла

Вот и вы не оттуда начали) Если это деталь механически и термически обрабатываемая - надо не на металлобазу ехать, а с машзаводом дело иметь.

----- добавлено через ~2 мин. -----
Имеется ввиду не с Уралмашзаводом - но предприятийцем, где есть термичесий цех/участок. И кузня.

----- добавлено через ~8 мин. -----
ТС вот не признается, зачем ему сталь 40Х, и нельзя ли заменить его кругом Ф250 из "сырой" стали 20/Ст3

[Liukk]

_Roman_ напрасно ёрничаете, lexabelic совершенно правильно ответил на вопрос ТС. Сталь 40Х - конструкционная легированная сталь, широко применяется в машиностроении и её свойства сильно зависят от термообработки. Машиностроители об этом знают и указывают, при необходимости, в тт чертежа требуемую твёрдость поверхности (всё это есть в справочниках, которые и я и lexabelic уже указали)
Поэтому, для ТС, вопросы:
1. Почему была выбрана именно машиностроительная сталь 40Х, а не ст3, например?
2. а что конкретно нужно от детали? и от этого уже назначать термообработку детали. Только предварительно связаться с термистом, сможет ли он сделать то, что хочет конструктор. Например, деталь физически в печку может не влезть. Тогда материал можно использовать только в "состоянии поставки".
3. теребить продавцов о свойствах металла в "состоянии поставки". У них должны быть сертификаты и т.п., Где должно быть указана термообработка: нормализация, улучшение, отжиг и т.п., а также поверхностная твёрдость. Если у продавцов такого нет, то лучше идти к другому продавцу, не то можно нарваться на последующие проблемы, тогда лучше применить обычную сталь (ст3, например), не требующую термообработки.

[_Roman_]

Liukk, lexabelic четко, ясно и развернуто дал ответ - даже не начинал критиковать.
ТС, для неизвестных пока целей, интересует расчетное сопротивление Ry принимать для сечения d=150 мм из стали 40Х.
Чукча не механик, чукча строитель)))

[Cfytrr]

Спасибо за развернутый ответ.
Деталь-палец работающий на срез и изгиб, причем определяющее значение имеет изгиб, ст3 не хватает. Как я понял надо ориентироваться на ГОСТ 8479-70 с обязательным прописыванием НВ

[lexabelic]

Какое получается напряжения от изгиба при расчетной нагрузке? На сколько можно увеличить диаметр?

----- добавлено через ~5 мин. -----

Сообщение от Cfytrr с обязательным прописыванием НВ

Поковка группы IV (твердость на поверхности, механические свойства и ударная вязкость на образцах, вырезанных на глубине 1/3 радиуса). Если круглый прокат - требования те же.

[Liukk]

Сообщение от Cfytrr Как я понял надо ориентироваться на ГОСТ

Ориентироваться нужно на термиста завода, где будут делать термообработку. Ибо кроме закалки в воде и масле есть и закалка в солевых растворах, и от температуры закалочной среды много зависит, но это уже высшая магия.

[Liukk]

Нашёл в старом справочнике (оборонка). Правда не 40Х, а 45Х. Но тем не менее, поможет для правильной ориентировки в выборе прочностных характеристик стали.
Я этому справочнику верю больше, чем марочникам стали.