Tvrdosť nehrdzavejúcej ocele 316: HRB, HBW, HV, Rockwell C a príručka pre prácu za studena

Nákupný technik sa podpíše na výkrese vložky skrine prevodovky. Poznámka znie "316 nerez, 30 HRC." Prvý dodávateľ uvádza tyč ťahanú za studena. Druhá loď dodáva žíhaný materiál a tvrdí, že tvrdosť je "v špecifikácii." Obidva citáty opisujú rovnakú zliatinu a jeden z nich nemôže poskytnúť to, čo výkres požaduje. Táto medzera medzi výkresom a certifikátom mlyna je miestom, kde začína väčšina problémov s tvrdosťou 316 nehrdzavejúcej ocele.

Tu je krátka odpoveď. Žíhaná nehrdzavejúca oceľ 316 zvyčajne meria 150 až 190 HBW , čo sa prevedie na zhruba 80 až 95 HRB alebo 155 až 200 HV . Nie je to tvrdý materiál. Je to austenitická trieda odolná voči korózii a jej tvrdosť sa nedá zvýšiť kalením alebo popúšťaním. Jediné dve cesty k tvrdšiemu dielu 316 sú práca za studena, ktorá môže posunúť objemovú tvrdosť 350 HBW (približne 38 HRC) a povrchové úpravy, ako je nitridovanie, ktoré môže nadvihnúť pokožku 1000 HV pričom jadro zostáva nedotknuté.

Všetko ostatné v tomto článku vyplýva z týchto dvoch faktov. Či už kupujete závitové vložky, olejové zátky, konverzné matice alebo spojovacie prvky, tvrdosť, ktorú dostanete, závisí od spôsobu spracovania materiálu, nie od nápisu tepelného spracovania na výtlačku.

Tvrdosť nehrdzavejúcej ocele 316: Čo čísla skutočne znamenajú

Tvrdosť je meranie odporu, nie vlastnosť materiálu vytesaná do kameňa. Zaznamenáva, ako konkrétny indentor pri špecifickom zaťažení deformuje konkrétny povrch. Zmeňte ktorúkoľvek z týchto troch a číslo sa posunie. Preto je údaj o tvrdosti 316 bez stupnice a pripojenej skúšobnej metódy takmer nezmyselný.

V prípade žíhanej austenitickej nehrdzavejúcej ocele dominujú v obchodnej praxi tri stupnice:

• Brinell (HBW) — 10 mm guľa z karbidu volfrámu pri 3000 kgf. Štandardné pre tyčové, doskové a ťažké profily. Typické čítanie 316: 150-190 HBW.
• Rockwell B (HRB) - 1/16 palcová guľa s hmotnosťou 100 kgf. Bežné na certifikátoch fréz pre tenké alebo malé diely. Typické čítanie 316: 80-95 HRB.
• Vickers (HV) — diamantová pyramída, používaná na tenké fólie, povrchové vrstvy a mapovanie mikrotvrdosti. Typické čítanie 316: 155-200 HV.

Stojí za to držať sa dvoch praktických bodov. Po prvé, väčšina produktových štandardov pre tyče a tvary 316 a 316L a maximálne žíhaná tvrdosť okolo 215 až 223 HBW . Tento strop má zaručiť ťažnosť a korózne vlastnosti, nie sľubovať pevnosť. Po druhé, austenitická nehrdzavejúca oceľ sa mení medzi stupnicami tvrdosti inak ako uhlíková oceľ. Časť 316 pri 95 HRB nemá rovnakú pevnosť v ťahu ako uhlíková oceľ pri 95 HRB. Konverzné tabuľky vytvorené pre feritické ocele vás vyvedú z omylu o 10 až 15 percent, ak ich použijete naslepo.

Typická tvrdosť podľa formy produktu pri izbovej teplote

• Tyč žíhaná za studena: 160-190 HBW
• Za tepla valcovaný žíhaný plech: 150-180 HBW
• Žíhaný drôt a tyč s malým priemerom: 80-90 HRB
• Bezšvíková rúra, žíhaná: 70-85 HRB (HR15T na tenkej stene)
• Lišta ťahaná za studena, redukcia svetla: 200-230 HBW
• Pružinový temperovací drôt: 300-380 HBW

Prečo 316 Stainless nemožno vytvrdiť tepelným spracovaním

Nerez 316 je austenitický. Jeho kryštálová štruktúra pri izbovej teplote je kubická so stredom tváre a zostáva taká od kryogénnych teplôt až po topenie. Neexistuje žiadna martenzitická transformácia, ktorá by sa spustila pri kalení, a žiadny mechanizmus zrážania karbidu, ktorý by sa dal využiť na hromadné spevnenie. Tepelné spracovanie jednoducho nemení tvrdosť zliatiny.

To, čo robí tepelné spracovanie, je pravý opak. Roztokové žíhanie, zvyčajne pri 1040 až 1120 stupňoch Celzia, po ktorom nasleduje rýchle ochladenie, rozpúšťa karbidy a vytvára najjemnejšie, najtvárnejšie a najodolnejšie voči korózii, aké sú k dispozícii. Ak vám dodávateľ povie, že „tepelne spracované 316 až 40 HRC“, vyhlásenie je pre sypký materiál technicky nemožné. Deje sa niečo iné a stojí za to zistiť čo.

Tri mechanizmy, ktoré menia tvrdosť 316

1. Studená práca. Valcovanie, ťahanie, kovania, valcovanie nití a brokovanie – to všetko spôsobuje dislokácie. Austenitická nehrdzavejúca oceľ rýchlo vytvrdzuje a zachováva si účinok pri izbovej teplote. Toto je jediný spôsob, ako zvýšiť objemovú tvrdosť.
2. Povrchové difúzne úpravy. Nitridácia, nauhličovanie a nitrokarburizácia zavádza intersticiálny dusík alebo uhlík do vonkajšej vrstvy. Tvrdosť prudko stúpa, ale len v desiatkach mikrónov od povrchu.
3. Poťahovanie a pokovovanie. Tvrdý chróm, bezprúdový nikel a tepelný nástrek nanášajú na povrch iný materiál. Tvrdosť substrátu je nezmenená.

Toto rozlíšenie je komerčne dôležité. Za studena spracovaná časť 316 a nitridovaná časť 316 môžu vykazovať rovnakú tvrdosť povrchu a správať sa úplne inak v prevádzke. Za studena spracovaná časť je po celej dĺžke pevná a o niečo menej odolná voči korózii. Nitridovaná časť má tvrdú povrchovú vrstvu na mäkkom, tvárnom jadre a jej odolnosť proti korózii môže byť výrazne znížená, pokiaľ nie je proces starostlivo kontrolovaný.

316 Nerezová konverzia tvrdosti: HBW, HV, HRB a HRC

Nižšie uvedená tabuľka uvádza približné prepočty v rámci rozsahu, s ktorým sa skutočne stretnete pri špecifikácii alebo kontrole nerezových dielov 316. Stĺpec pevnosti v ťahu je len orientačný a odráža typické austenitické správanie, nie zaručený vzťah. Vždy to potvrďte podľa špecifikácie materiálu rozhodujúceho pre vašu aplikáciu.

Tri upozornenia týkajúce sa čítania tejto tabuľky. Prvým je, že stĺpiky HRB a HRC sa dizajnovo neprekrývajú. Rockwell B sa stáva nespoľahlivým nad približne 100 HRB, pretože guľôčkový indentor klesá príliš hlboko, a Rockwell C sa stáva nespoľahlivým pod približne 20 HRC, pretože diamant preniká príliš ďaleko. Medzi týmito dvoma bodmi existuje konverzná medzera, ktorú normy neuzatvárajú, a preto vyššie uvedený riadok kyslých služieb používa ekvivalent podľa Brinella namiesto čísla HRB.

Druhé upozornenie sa týka stĺpca pevnosti v ťahu. Austenitická nehrdzavejúca oceľ pri danej tvrdosti nesie väčšiu pevnosť v ťahu ako uhlíková oceľ pri rovnakej tvrdosti, pretože zliatina tvrdne počas samotnej skúšky ťahom. Prevod tvrdosti 316 na pevnosť pomocou tabuľky z uhlíkovej ocele to podcení.

Tretie upozornenie sa týka veľkosti sekcie. Drôt s priemerom 3 mm a tyč s priemerom 60 mm nereagujú na rovnakú testovaciu metódu a ani nemusia. Tvrdosť na tenkých rezoch by sa mala merať pomocou povrchovej Rockwellovej stupnice alebo by sa mala previesť na Vickersovu stupnicu, nie nútene do Brinellovej hodnoty, ktorú geometria nemôže podporovať.

Ako sa mení práca za studena 316 Tvrdosť nehrdzavejúcej ocele

Práca za studena je primárnou komerčnou pákou pre tvrdosť 316. Operácia tvárnenia kovu, ktorá by sotva pohla ihlou na nízkouhlíkovej oceli, môže zdvojnásobiť medzu klzu austenitickej nehrdzavejúcej ocele, pretože zliatina vytvrdzuje pri spracovaní približne štyri až šesťkrát vyššou rýchlosťou. Pochopenie tejto krivky je rozdiel medzi špecifikovaním dielu, ktorý prežije montáž, a dielu, ktorý praskne v prvom mesiaci.

Vzťah nie je lineárny. Malé zníženia v prvých 10 percentách deformácie spôsobujú veľké prírastky tvrdosti, pretože žíhaná štruktúra má dostatok priestoru na akumuláciu dislokácií. Po približne 25-percentnom znížení sa krivka splošťuje a každý ďalší percentuálny bod znižuje tvrdosť a zároveň spotrebuje viac ťažnosti. Existuje aj smerový efekt: tyč ťahaná za studena je tvrdšia pozdĺž osi ťahania ako cez ňu a prieskum tvrdosti po obvode ťahanej tyčinky môže ukázať rozptyl 10 až 20 HBW.

Pruhy vyššie stláčajú široké prevádzkové okno do šiestich reprezentatívnych bodov. Pri čítaní zľava doprava prvé dva pruhy opisujú materiál, ktorý opúšťa frézu v najjemnejšom stave s najvyššou odolnosťou voči korózii a je to, čo väčšina kupujúcich závitových vložiek a spojovacích prvkov štandardne dostáva. Presunutím na tretiu tyč, ľahké ťahanie za studena približne o 10 percent zvyšuje tvrdosť o približne 30 HBW, čo je často dostatočné na zlepšenie kvality obrobeného závitu bez poškodenia ťažnosti materiálu.

Štvrtý a piaty stĺpec zobrazuje stred rozsahu pre prácu za studena, kde sa zvyčajne nachádza spojovací materiál pre automobilový a letecký priemysel. Pri 15-percentnom znížení tvrdosť stúpa na približne 230 HBW a medza klzu presahuje 700 MPa, zatiaľ čo predĺženie zostáva nad 25 percentami. Pri znížení o 30 percent sa tvrdosť blíži k 260 HBW, medza klzu presahuje 800 MPa a predĺženie začína klesať k 15 percentám.

Posledná lišta predstavuje pružinový temperovací drôt, kde je tvrdosť tlače o 50 percent alebo viac znížená nad 350 HBW. Materiál na tejto úrovni je skutočne pevný, ale je tiež blízko k hranici toho, čo môže austenitická nehrdzavejúca oceľ akceptovať. Požiadavky na polomer ohybu sa sprísnia, citlivosť na praskanie koróziou pod napätím stúpa a akékoľvek sekundárne zváranie alebo spájkovanie lokálne zničí tvrdosť, ktorá bola tak starostlivo vyrobená.

Nasledujú tri praktické dôsledky. Po prvé, za studena spracovaná 316 nie je jediný materiál - je to skupina podmienok a objednávka, ktorá hovorí len "nerez 316", zvyčajne dodá žíhanú verziu. Po druhé, gradienty tvrdosti v časti tvarovanej za studena sú skutočné. Valcovaný závit na doštičke ťahanej za studena môže byť o 20 až 30 HBW tvrdší ako stopka pod ním, čo je zvyčajne prospešné, ale komplikuje kontrolu. Po tretie, akákoľvek následná tepelná operácia nad približne 400 stupňov Celzia začne uvoľňovať dislokačnú štruktúru a znižovať tvrdosť, takže zváranie, tvrdé spájkovanie alebo vytvrdzovanie pri vysokej teplote sa musí plánovať podľa požiadavky na tvrdosť, nie až po nej.

Tvrdosť 316 vs 316L: O koľko mäkšia je trieda s nízkym obsahom uhlíka?

Rozdiel medzi 316 a 316L spočíva v karbóne. Štandard 316 povoľuje až 0,08 percent uhlíka; 316L to obmedzuje na 0,03 percenta. Ide o malú zmenu v chémii s merateľným vplyvom na tvrdosť, pevnosť a zvariteľnosť.

V žíhanom stave beží zhruba 316L 10 až 15 HBW mäkšie ako 316. Kde 316 pristane pri 160-180 HBW, 316L zvyčajne pristane pri 140-160 HBW. Medzera je dostatočne malá na to, aby ich mnohé výkresy považovali za vzájomne zameniteľné, a dostatočne veľká na to, aby záležala na tom, keď je okno tvrdosti tesné.

Pri práci za studena sa medzera zužuje, ale neuzatvára sa. Nižší uhlík znamená o niečo menej spevnenia tuhého roztoku a mierne nižšiu rýchlosť tvrdnutia, takže 316L dosahuje danú tvrdosť s mierne väčším znížením. V praxi je rozdiel pri 20 percentách práce za studena rádovo 5 až 10 HBW.

Kde na výbere skutočne záleží

Praktické pravidlo: zvoľte 316, keď potrebujete maximálnu tvrdosť z práce za studena a diel nebude zvarený. Vyberte si 316L, keď sa bude diel zvárať, keď pri zvýšenej teplote vidí chloridy, alebo keď je tvrdosť sekundárnym problémom za odolnosťou proti korózii. Ak výkres vyžaduje 316, ale časť sa zvarí počas montáže, ide o konflikt špecifikácií, ktorý stojí za to vyriešiť pred výrobou, nie po zlyhaní.

Povrchové kalenie 316 Stainless: Nitridácia, nauhličovanie a nátery

Keď je objemová tvrdosť obmedzená metalurgiou zliatiny, zostávajúcou možnosťou je vytvrdiť iba povrch. Robí to niekoľko procesov a každý prináša zreteľný kompromis v korózii, zmene rozmerov a hĺbke vrstvy.

• Konvenčná plynová alebo plazmová nitridácia. Vykonáva sa pri teplote 500 až 580 stupňov Celzia. Vytvára povrchovú tvrdosť v rozsahu 1000 až 1700 HV, ale precipitácia nitridu chrómu odstraňuje chróm z matrice a môže vážne zhoršiť odolnosť proti korózii. Hĺbka vrstvy je zvyčajne 20 až 100 mikrónov.
• Nízkoteplotná nitridácia (S-fáza). Vedené pod 450 stupňov Celzia. Dusík zostáva skôr v intersticiálnom pevnom roztoku než pri vytváraní nitridov, takže odolnosť proti korózii je do značnej miery zachovaná. Dosiahnuteľná je povrchová tvrdosť 1000 až 1200 HV s hĺbkou vrstvy 10 až 30 mikrónov.
• Nízkoteplotné nauhličovanie. Podobný princíp s uhlíkom namiesto dusíka. Tvrdosť povrchu okolo 700 až 900 HV s vynikajúcou odolnosťou proti korózii, ale dlhšími dobami cyklu.
• Tvrdé chrómovanie. Nanáša vrstvu 700 až 1000 HV, typicky 10 až 50 mikrónov. Dobrá odolnosť proti opotrebeniu, ale obmedzený prínos pre koróziu a dobre známa environmentálna záťaž.
• Bezprúdový nikel. Približne 500 až 600 HV podľa uloženia, po upečení stúpa na 900 HV. Rovnomerné pokrytie na zložitej geometrii, ale vrstva sa môže odštiepiť pri vysokom bodovom zaťažení.

Rozmerové dôsledky si zaslúžia pozornosť. Nitridovaná vrstva zväčší diel o niekoľko mikrónov a pokovovaná vrstva o 5 až 50 mikrónov na stranu v závislosti od hrúbky. Na závitovej vložke s kontrolovanou toleranciou priemeru stúpania môže tento rast vytlačiť súčiastku z akceptačného pásma. Povrchovo kalené doštičky musia byť pred úpravou dimenzované so zabudovaným rastovým prírastkom a popri tolerancii závitu musí byť špecifikovaný proces pokovovania alebo difúzie.

Pri závitových spojoch je povrchové vytvrdzovanie zriedka prvou správnou odpoveďou. Zmení koeficient trenia, čím sa zmení vzťah krútiaceho momentu a napätia, čím sa zmení predpätie v spoji. Mäkšia, ale rozmerovo konzistentná vložka 316 často prekonáva vložku s tvrdým povlakom jednoducho preto, že montážny moment sa správa predvídateľne.

316 Nerezová tvrdosť v závitových vložkách a spojovacích prvkoch

Závitové vložky sú prípadovou štúdiou, prečo na tvrdosti záleží viac, ako naznačuje číslo povrchu. Vložka musí vykonávať tri úlohy naraz: držať skrutku pri menovitom predpätí, vydržať opakované montážne cykly a odolávať zadretiu o protiľahlú nehrdzavejúcu skrutku. Tvrdosť ovplyvňuje všetky tri a robí to spôsobmi, ktoré nie sú vždy intuitívne.

Vezmite si štandard nerezová závitová vložka v 316. Žíhaný na 160-180 HBW, je dostatočne mäkký na to, aby sa pri prvom utiahnutí mierne zdeformoval, čo mu pomáha prispôsobiť sa základnému závitu, ale tiež to znamená, že závit vložky znesie bremeno akéhokoľvek nadmerného krútiaceho momentu. Rovnaká vložka v za studena spracovanej 316 pri 250-280 HBW lepšie odoláva deformácii, ale je náchylnejšia na odieranie, pretože vyššia tvrdosť znižuje schopnosť materiálu prispôsobiť sa drsnému kontaktu s mikroúrovňami.

Samorezná závitová vložka z nehrdzavejúcej ocele Samorezné závitové vložky z nehrdzavejúcej ocele sú upevňovacie prvky určené na spevnenie závitových spojov. Na rozdiel od štandardných vložiek sú vyrobené z nehrdzavejúcej ocele, poskytujú... Zobraziť produkt →

Samorezné vložky pridávajú ďalšiu vrásku. Tieto časti strihajú alebo vytvárajú svoj vlastný závit v základnom materiáli, takže vložka musí byť tvrdšia ako hostiteľ. V hliníku a horčíku, kde je tvrdosť hostiteľa často pod 100 HBW, má žíhaná vložka 316 pri 170 HBW dostatočnú rezervu. U liatinových alebo mäkkej ocele sa okraj zužuje a doštička potrebuje prácu za studena alebo tvrdšiu zliatinu, aby bolo možné čisté rezať. To je jeden z dôvodov, prečo sú samorezné vložky z uhlíkovej ocele bežné v železných hostiteľoch: nie preto, že sú lacnejšie, ale preto, že vzťah tvrdosti funguje.

Vložky s drôteným závitom sa správajú opäť inak. Pretože sú tvarované z valcovaného drôtu do diamantového prierezu, je práca za studena spôsobená počas ťahania a tvarovania drôtu značná. Typická vložka z 316 drôtu beží 300 až 400 HV, čo je výrazne tvrdšie ako žíhaná pevná vložka z rovnakej zliatiny. Táto tvrdosť je to, čo umožňuje ukotveniu vložky, aby sa zahryzla a cievka odolala vytiahnutiu pri zaťažení.

Závitová vložka bez zamotaného drôtu Závitová vložka z oceľového drôtu, tiež známa ako "objímka na skrutku z oceľového drôtu bez montážnej rukoväte", je typ objímky na skrutku z oceľového drôtu (závitom). Typ hodvábneho rukávu. T... Zobraziť produkt →

Pre olejové zátky a konverzné matice sa priorita tvrdosti posúva smerom k trvanlivosti závitu pri opakovanom odstraňovaní. Vypúšťacia zátka odstránená a znovu namontovaná v každom servisnom intervale môže nahromadiť stovky montážnych cyklov počas životnosti vozidla. Za studena opracovaná 316 pri 220-260 HBW zvláda počet cyklov bez viditeľnej deformácie závitu. Plne žíhaný materiál pri 160 HBW vykáže sploštenie na niekoľkých prvých závitoch v priebehu sto cyklov.

Prispôsobenie tvrdosti vložky hostiteľskému materiálu

Všimnite si rad nerez na nereze. Keď sú vložka aj spojovací prvok z austenitické nehrdzavejúcej ocele s podobnou tvrdosťou, dominantným spôsobom zlyhania sa stáva zváranie za studena a odieranie a odpoveďou zvyčajne nie je sťažiť to, ale zmeniť podmienky trenia – mazivo na báze sulfidu molybdénu, iná povrchová úprava alebo nepodobné páry zliatiny, ako napríklad vložka 316 s nehrdzavejúcou skrutkou 303 alebo A2.

Normy, ktoré stanovujú 316 limitov tvrdosti nehrdzavejúcej ocele

Limity tvrdosti pre 316 zriedka pochádzajú zo samotnej zliatiny. Vychádzajú z produktovej normy, aplikačnej normy alebo technického výkresu zákazníka. Vedieť, ktorý dokument sa riadi, je prvým krokom v akomkoľvek spore o tvrdosti.

Limit NACE si zasluhuje osobitnú pozornosť, pretože je to obmedzenie, ktoré sa najčastejšie nedodržiava. V kyslom prostredí sa náchylnosť na praskanie sulfidovým napätím zvyšuje s tvrdosťou a strop 22 HRC je tvrdou hranicou. Za studena ťahaný 316 bar pri 280 HBW môže spĺňať všetky mechanické požiadavky na výkrese a napriek tomu môže byť úplne odmietnutý, pretože prekračuje limit kyslosti. Ak sa vaša aplikácia dotýka oleja a plynu, pred kontrolou pevnosti skontrolujte tvrdosť.

Znamená vyššia tvrdosť lepšiu odolnosť proti opotrebovaniu a oderu?

Nie je to spoľahlivé a práve tu sa veľa dobre mieneného výberu materiálu pokazí. Tvrdosť pri mnohých materiáloch koreluje s odolnosťou proti oderu, ale austenitická nehrdzavejúca oceľ je špeciálny prípad a najmä odieranie nesleduje krivku tvrdosti.

Galling je adhézne opotrebovanie. Pri zaťažení sa nerovnosti na dvoch protiľahlých povrchoch za studena zvaria, potom sa roztrhnú, prenesú materiál a zdrsnia povrch. Proces sa zrýchľuje, pretože roztrhnutý povrch odhaľuje čerstvý kov bez oxidov. Austenitická nehrdzavejúca oceľ je na ňu obzvlášť náchylná, pretože pasívna vrstva oxidu chrómu sa pomaly reformuje a základný kov je vysoko ťažný.

Zvýšenie tvrdosti pomôže iba vtedy, ak zmení správanie lepidla. Dva 316 povrchy pri 300 HBW sa budú stále proti sebe drieť pod vysokým kontaktným tlakom. Dva 316 povrchy pri 160 HBW budú tiež dráždiť. Premenné, ktoré skutočne menia výsledok, sú:

• Rozdiel tvrdosti. Medzera 100 HBW medzi dosadajúcimi časťami podstatne znižuje riziko odretia. To je dôvod, prečo tvrdené nerezové skrutky spárované s mäkšími nerezovými vložkami fungujú lepšie ako spárované páry.
• Povrchová úprava. Valcované závity sa pri rovnakej tvrdosti odierajú menej ako rezané závity, pretože valcovaný povrch je hladší a mechanicky spevnený v kontaktnej zóne.
• Mazanie. Mazivo so suchým filmom alebo zmes proti zadieraniu prerušuje kontakt kov na kov, ktorý spúšťa proces lepenia.
• Kontaktný tlak. Udržiavanie tlaku na boku závitu pod približne 50 percentami medze klzu dramaticky oneskoruje začiatok odierania.
• Rýchlosť a teplota montáže. Rýchla montáž elektrického náradia vytvára lokálny ohrev, ktorý podporuje zváranie. Pomáha riadený krútiaci moment a pomalší dobeh.

V prípade abrazívneho opotrebenia a nie adhézneho opotrebenia je tvrdosť dôležitejšia priamo, ale relevantnou tvrdosťou je často skôr protiplocha než časť 316. Tesnenie olejovej zátky 316 proti opracovanému oceľovému sedlu sa opotrebováva podľa tvrdosti ocele a stavu povrchu, nie podľa tvrdosti zátky.

Ešte jedno upozornenie. Zvýšenie tvrdosti opracovaním za studena znižuje predĺženie a znížené predĺženie zvyšuje riziko vodíkového skrehnutia a korózneho praskania pod napätím v citlivých prostrediach. Správna tvrdosť je najnižšia hodnota, ktorá spĺňa mechanickú požiadavku, nie najvyššia dosiahnuteľná hodnota.

Špecifikácia a nákup 316 nerezových dielov: Praktický kontrolný zoznam

Väčšina problémov s tvrdosťou vzniká vo fáze cenovej ponuky. Nákres, ktorý hovorí „nerez 316“ bez podmienky, mierky alebo limitu, ponecháva dodávateľovi voľnosť pri odoslaní čohokoľvek, čo mal mlyn na sklade. Nasledujúce porovnanie v dvoch stĺpcoch stanovuje, podľa čoho sa rozhodnúť po inžinierskej stránke a čo napísať do objednávky.

Dva detaily v tomto zozname majú neprimeranú váhu. Prvým je okno tvrdosti. Požiadavku na jednu hodnotu, ako napríklad „180 HBW“, bude každý dodávateľ chápať inak a výsledný argument stojí viac, ako by mala tolerancia. Druhým je miesto čítania. Na časti tvarovanej za studena sa tvrdosť na povrchu a tvrdosť v jadre môžu líšiť o 40 HBW alebo viac, takže v certifikáte musí byť uvedené, kde bolo vtlačenie urobené.

Ak sa časť získava ako hotový komponent a nie ako surovina, požiadajte výrobcu, aby jasne opísal cestu procesu. Dodávateľ, ktorý dokáže vysvetliť, ako sa kontroluje práca za studena prostredníctvom ťahania a tvárnenia a ako sa tvrdosť overuje na hotových dieloch, a nie iba na vstupnej tyči, je dodávateľ, ktorý rozumie požiadavkám.

Ako sa testuje tvrdosť nehrdzavejúcej ocele 316

Testovanie tvrdosti vyzerá jednoducho a dá sa ľahko pomýliť. Výsledky závisia od prípravy povrchu, hrúbky rezu, stavu indentoru a techniky operátora a nesprávne odčítanie je horšie ako žiadne.

Rockwellov test (ASTM E18)

Rýchly a široko používaný na výrobných podlahách. Stupnica B používa guľu 1/16 palca a 100 kgf, vhodnú pre žíhaný 316. Stupnica C používa diamantový kužeľ s hmotnosťou 150 kgf, vhodný len pre 316 opracovanú za studena nad približne 20 HRC. Povrchové váhy, ako napríklad HR15T, používajú nižšie zaťaženie pre tenké časti. Kritická požiadavka je rovinnosť a hrúbka: skúšobný kus musí mať hrúbku aspoň desaťnásobku hĺbky prieniku, inak bude údaj ovplyvnený kovadlinou.

Brinellov test (ASTM E10)

10 mm guľa s hmotnosťou 3 000 kgf vytvára veľký dojem, ktorý spriemeruje miestne variácie, čo z nej robí preferovanú metódu pre odliatky, výkovky a veľké tyče. Kompromisom je, že odtlačok je skutočne veľký – stopa s priemerom 10 mm – takže ho nemožno použiť na hotové malé diely alebo tenké steny.

Vickers a mikrotvrdosť (ASTM E92, E384)

Diamantový pyramídový indentor umožňuje testovanie na veľmi malých prvkoch, jednotlivých fázach a cementovaných vrstvách. Prechod mikrotvrdosti cez nitridovanú vrstvu je štandardným spôsobom overenia hĺbky puzdra. Požiadavkou je dobre vyleštený povrch; drsný povrch rozptyľuje odtlačok a vytvára rozptyl 10 percent alebo viac medzi meraniami.

Bežné chyby pri testovaní

1. Testovanie na zakrivenom povrchu bez správnej podpornej kovadliny, výsledkom čoho je nízka hodnota.
2. Testovanie príliš blízko k predchádzajúcemu odtlačku, čo umožňuje deformovanej zóne ovplyvniť nové čítanie.
3. Použitie konverzného stola vyrobeného pre uhlíkovú oceľ na austenitickej nehrdzavejúcej oceli.
4. Odčítanie tvrdosti na časti so zvyškovým napätím z obrábania, čo posúva výsledok.
5. Prijatie hodnoty certifikátu mlyna bez potvrdenia, že miesto testu sa zhoduje so zadaným miestom.

Pri nákupoch, ktoré sú kritické pre kvalitu, sa pýtajte skôr na počet čítaní, ich umiestnenie a ich rozpätie, než len na priemer. Certifikát hlásiaci „175 HBW“ bez ďalších podrobností vám povie len veľmi málo o tom, či je dielec jednotný.

Bežné problémy s tvrdosťou 316 a ako im predchádzať

Toto sú problémy, ktoré sa najčastejšie prejavujú pri vstupnej kontrole a analýze porúch v teréne. Každý z nich má príčinu zakorenenú v špecifikácii alebo procese a každý má preventívnu odpoveď.

Problém: žíhaný materiál dodávaný podľa požiadavky opracovania za studena

Najčastejšia sťažnosť na tvrdosť. Výkres vyžaduje minimálne 240 HBW, dodávateľ dodáva štandardnú žíhanú tyč s výkonom 170 HBW a diely zlyhajú pri prvej kontrole. Prevenciou je špecifikovanie podmienok spracovania, nielen hodnoty tvrdosti, a vyžiadanie si cesty procesu v cenovej ponuke.

Problém: gradienty tvrdosti v rámci jednej časti

Tvarovanie za studena vytvára nerovnomerné napätie. Valcovaný závit môže byť o 30 HBW tvrdší ako stopka a dva konce ťahanej tyče sa môžu líšiť o 15 HBW. Prevenciou je definovanie akceptačného miesta na výkrese a umožnenie realistického tolerančného pásma.

Problém: tvrdosť znížená následným tepelným krokom

Zváranie, tvrdé spájkovanie alebo vytvrdzovanie povlaku pri vysokej teplote môže žíhať prácu za studena, ktorej výroba si vyžadovala značné úsilie. Prevenciou je poradie operácií tak, aby všetky tepelné kroky predchádzali finálnemu tvárneniu za studena, alebo výber povrchovej úpravy, ktorá prebieha pri nízkej teplote.

Problém: povrchová úprava poškodzuje odolnosť proti korózii

Konvenčná nitridácia môže vyzrážať nitridy chrómu a nechať súčiastku náchylnú na jamkovanie a intergranulárne napadnutie. Prevenciou je zvoliť nízkoteplotnú nitridáciu alebo nauhličovanie tam, kde na korózii záleží, a overiť koróznym testom, a nie predpokladať.

Problém: odieranie napriek vysokej tvrdosti

Zodpovedajúcich 316 povrchov pri vysokej tvrdosti stále žmolkovité. Prevenciou je zaviesť rozdiel v tvrdosti, špecifikovať mazivo alebo zmeniť povrchovú úpravu namiesto toho, aby sa tvrdosť zvyšovala.

Problém: tvrdosť nad regulačným stropom

316 ťahaný za studena pri 260 HBW prekračuje limit NACE MR0175 pre kyslú prevádzku a bude odmietnutý bez ohľadu na jeho mechanickú výkonnosť. Prevencia spočíva v potvrdení prostredia aplikácie pred dokončením procesu spracovania.

Často kladené otázky o tvrdosti 316 nehrdzavejúcej ocele

Kde tvrdosť 316 zapadá do skutočného dizajnu komponentov

Odstúpte od čísel a obraz je jasný. Nehrdzavejúca nehrdzavejúca oceľ 316 je zliatina odolná voči korózii, ktorá je stredne pevná a môže byť značne pevnejšia opracovaním za studena. Nie je to opotrebiteľný materiál, nereaguje na tepelné spracovanie a jeho tvrdosť je skôr funkciou toho, ako bol vytvorený, ako toho, čo bolo špecifikované.

Pre komponenty závitového spojenia – vložky, konverzné matice, olejové zátky a nástroje, ktoré ich inštaluje – to má tri dôsledky. Po prvé, tvrdosť hotového dielu musí byť vysledovateľná podľa definovanej cesty spracovania, ktorá sa neodvodzuje z triedy zliatiny. Po druhé, špecifikácie tvrdosti patria k toleranciám závitu a povrchovej úprave na výkrese, pretože všetky tri spolu pôsobia. Po tretie, tam, kde je odieranie alebo opotrebovanie skutočným problémom, odpoveďou je zvyčajne spárovanie materiálu alebo rozhodnutie o mazaní, a nie vyššie číslo tvrdosti.

Výrobca, ktorý tieto diely vyrába vo veľkom množstve, vidí následky každý deň. Závitové vložky, ktoré opúšťajú závod s konzistentným výkonom 220 až 260 HBW so zdokumentovanými miestami čítania, prejdú prichádzajúcou kontrolou a zostavia sa predvídateľne. Diely, ktoré sa líšia o 50 HBW v rámci šarže, generujú záručné reklamácie, ktoré sú nákladné na sledovanie a je ťažšie zabrániť ich druhému.

Súvisiace čítanie z našej knižnice

Správanie tvrdosti nerezových tvarov 316, ako sa správajú závitové vložky v mäkkých základných materiáloch, kde vložka musí rezať alebo vytvárať vlastný závit bez deformácie. Naša technická poznámka na ako kovové závitové vložky zlepšujú pevnosť závitu v mäkkých materiáloch prechádza dráhou zaťaženia, úlohou tvrdosti vložky vo vzťahu k hostiteľovi a režimami zlyhania, ktoré sa objavia, keď je tento vzťah nastavený nesprávne.

Pre kupujúcich pracujúcich naprieč automobilovými, leteckými a železničnými programami je praktickým krokom špecifikovať podmienky spracovania a miesto prijatia spoločne a vyžiadať si údaje o tvrdosti hotových dielov, namiesto toho, aby sa spoliehali len na prichádzajúce certifikáty z lisovne.