316 ruostumattoman teräksen kovuus: HRB, HBW, HV, Rockwell C ja kylmätyöstöopas

Ostoinsinööri allekirjoittaa piirustuksen vaihteistokotelon sisäosasta. Setelissä lukee "316 ruostumaton, 30 HRC." Ensimmäinen toimittaja lainaa kylmävedettyä tankoa. Toinen laivoista hehkutettua materiaalia ja väittää, että kovuus on "määritelty". Molemmat lainaukset kuvaavat samaa metalliseosta, eikä yksi niistä voi toimittaa mitä piirustus pyytää. Suurin osa ruostumattoman teräksen 316 kovuusongelmasta alkaa tästä piirroksen ja myllyn todistuksen välisestä aukosta.

Tässä lyhyt vastaus. Hehkutettu 316 ruostumaton teräs tyypillisesti mittaa 150-190 HBW , joka muuntaa suunnilleen 80-95 HRB tai 155-200 HV . Se ei ole kova materiaali. Se on korroosionkestävää austeniittista laatua, eikä sen kovuutta voi nostaa karkaisulla tai karkaisulla. Ainoat kaksi reittiä kovempaan 316-osaan ovat kylmätyöstö, joka voi nostaa bulkkikovuutta kohti 350 HBW (noin 38 HRC) ja pintakäsittelyt, kuten nitridointi, jotka voivat nostaa ihon yläpuolelle 1000 HV jättäen ytimen koskemattomaksi.

Kaikki muu tässä artikkelissa johtuu näistä kahdesta tosiasiasta. Olitpa ostamassa kierteitettyjä sisäosia, öljytulppia, muunnosmuttereita tai kiinnikkeitä, saamasi kovuus riippuu materiaalin käsittelytavasta, ei tulosteen lämpökäsittelymerkinnästä.

316 ruostumattoman teräksen kovuus: mitä numerot todellisuudessa tarkoittavat

Kovuus on vastuksen mittaus, ei kiveen kaiverrettu materiaaliominaisuus. Se tallentaa kuinka tietty sisennys muuttaa tietyn pinnan muotoa tietyllä kuormituksella. Muuta mitä tahansa näistä kolmesta ja numero liikkuu. Siksi 316 ruostumattoman teräksen kovuusluku ilman asteikkoa ja testausmenetelmää on lähes merkityksetön.

Hehkutetussa austeniittisessa ruostumattomassa teräksessä kolme asteikkoa hallitsee kaupallista käytäntöä:

• Brinell (HBW) — 10 mm volframikarbidipallo 3000 kgf. Vakiona tankoille, levyille ja raskaille osille. Tyypillinen 316 lukema: 150-190 HBW.
• Rockwell B (HRB) - 1/16 tuuman pallo 100 kgf. Yleistä ohuiden tai pienten osien tehdassertifikaateissa. Tyypillinen 316 lukema: 80-95 HRB.
• Vickers (HV) — timanttipyramidi, jota käytetään ohuisiin kalvoihin, pintakerroksiin ja mikrokovuuden kartoittamiseen. Tyypillinen 316 lukema: 155-200 HV.

Kaksi käytännön asiaa kannattaa pitää kiinni. Ensinnäkin useimmat tuotestandardit 316 ja 316 litran tankoille ja muodoille asettavat a maksimi hehkutettu kovuus ympärillä 215-223 HBW . Tämä katto on tarkoitettu takaamaan sitkeys ja korroosiokyky, ei lupaamaan lujuutta. Toiseksi austeniittinen ruostumaton teräs muuntaa kovuusasteikkojen välillä eri tavalla kuin hiiliteräs. 316-osa 95 HRB:ssä ei ole sama vetolujuus kuin hiiliteräs 95 HRB:ssä. Ferriittisten terästen muunnostaulukot johtavat sinua harhaan 10–15 prosenttia, jos käytät niitä sokeasti.

Tyypillinen kovuus tuotemuodon mukaan huoneenlämpötilassa

• Kylmäkäsitelty hehkutettu tanko: 160-190 HBW
• Kuumavalssattu hehkutettu levy: 150-180 HBW
• Hehkutettu lanka ja halkaisijaltaan pieni sauva: 80-90 HRB
• Saumaton putki, hehkutettu: 70-85 HRB (HR15T ohuessa seinässä)
• Kylmävedetyt tankot, valonvaimennus: 200-230 HBW
• Jousen karkaisulanka: 300-380 HBW

Miksi 316 ruostumatonta terästä ei voi kovettaa lämpökäsittelyllä?

316 ruostumaton on austeniittista. Sen kiderakenne huoneenlämmössä on kasvokeskeinen kuutio, ja se pysyy sellaisena kryogeenisistä lämpötiloista sulamiseen asti. Ei ole olemassa martensiittista muutosta, joka laukaisisi sammuttamisen yhteydessä, eikä karbidin saostusmekanismia, jota voitaisiin valjastaa bulkkivahvistukseen. Lämpökäsittely ei yksinkertaisesti muuta seoksen kovuutta.

Mitä lämpökäsittely tekee, on päinvastoin. Liuoshehkutus, tyypillisesti 1040-1120 celsiusasteessa, jota seuraa nopea jäähdytys, liuottaa karbidit ja tuottaa pehmeimmän, sitkeimmän ja korroosionkestävimmän saatavilla olevan tilan. Jos toimittaja kertoo, että hän on "lämpökäsitelty 316-40 HRC", lausunto on teknisesti mahdoton irtotavaralle. Jotain muuta on meneillään, ja kannattaa selvittää mitä.

Kolme mekanismia, jotka muuttavat 316 kovuutta

1. Kylmä työ. Rullaus, vetäminen, taivuttaminen, langan rullaus ja haukkuminen aiheuttavat kaikki dislokaatioita. Austeniittinen ruostumaton teräs kovettuu nopeasti ja säilyttää vaikutuksensa huoneenlämmössä. Tämä on ainoa tapa nostaa bulkkikovuutta.
2. Pintadiffuusiokäsittelyt. Nitraus, hiiletys ja typpihiiletys tuovat välikerroksen typpeä tai hiiltä ulkokerrokseen. Kovuus nousee jyrkästi, mutta vain kymmenien mikrometrien sisällä pinnasta.
3. Pinnoitus ja pinnoitus. Kovakromi, kemiallinen nikkeli ja lämpösumutus levittävät erilaista materiaalia pinnalle. Alustan kovuus on muuttumaton.

Tällä erolla on kaupallisesti merkitystä. Kylmätyöstetty 316-osa ja nitrattu 316-osa voivat raportoida saman pinnan kovuuden ja käyttäytyä käytössä täysin eri tavalla. Kylmätyöstetty osa on kauttaaltaan vahva ja hieman vähemmän korroosionkestävä. Nitridoidussa osassa on kova pinta pehmeän, sitkeän ytimen päällä, ja sen korroosionkestävyys voi heikentyä merkittävästi, ellei prosessia valvota huolellisesti.

316 ruostumattoman teräksen kovuusmuunnos: HBW, HV, HRB ja HRC

Alla olevassa taulukossa on likimääräiset muunnokset alueella, jonka kohtaat määrittäessäsi tai tarkastaessasi 316 ruostumatonta osaa. Vetolujuuspylväs on vain ohjeellinen ja heijastaa tyypillistä austeniittista käyttäytymistä, ei taattua suhdetta. Vahvista aina sovelluksesi materiaalispesifikaatioita vastaan.

Kolme varoitusta tämän taulukon lukemisesta. Ensimmäinen on se, että HRB- ja HRC-pylväät eivät mene päällekkäin rakenteen mukaan. Rockwell B:stä tulee epäluotettava noin 100 HRB:n yläpuolella, koska pallon sisennys uppoaa liian syvälle, ja Rockwell C tulee epäluotettavaksi noin 20 HRC:n alapuolella, koska timantti tunkeutuu liian pitkälle. Näiden kahden pisteen välissä on muunnosaukko, jota standardit eivät sulkeudu, minkä vuoksi yllä oleva hapan palvelurivi käyttää Brinell-vastinetta HRB-luvun sijaan.

Toinen varoitus koskee vetolujuuspylvästä. Austeniittisella ruostumattomalla teräksellä on tietyllä kovuudella suurempi vetolujuus kuin hiiliteräksellä samalla kovuudella, koska seos kovettuu itse vetokokeen aikana. Kovuuden 316 muuntaminen lujuudelle hiiliteräspöydällä aliarvioi sen.

Kolmas varoitus koskee osion kokoa. Halkaisijaltaan 3 mm:n lanka ja halkaisijaltaan 60 mm:n tanko eivät vastaa samaan testimenetelmään, eikä niiden tarvitsekaan. Ohuiden osien kovuus tulee mitata pinnallisella Rockwell-asteikolla tai muuntaa Vickersiksi, ei pakottaa Brinell-lukemaan, jota geometria ei voi tukea.

Kuinka kylmätyö muuttaa 316 ruostumattoman teräksen kovuutta

Kylmätyöstö on ensisijainen kaupallinen vipu kovuuden 316 suhteen. Metallin muovausoperaatio, joka tuskin liikuttaisi neulaa vähähiilisellä teräksellä, voi kaksinkertaistaa austeniittisen ruostumattoman teräksen myötörajan, koska seos kovettuu noin neljästä kuuteen kertaa suuremmalla nopeudella. Tämän käyrän ymmärtäminen on ero sen osan määrittämisen välillä, joka kestää kokoonpanon, ja osan, joka halkeilee ensimmäisen kuukauden aikana.

Suhde ei ole lineaarinen. Pienet vähennykset ensimmäisissä 10 prosentissa muodonmuutosta tuottavat suuria kovuuslisäyksiä, koska hehkutetussa rakenteessa on runsaasti tilaa kerääntyä dislokaatioihin. Noin 25 prosentin vähennyksen jälkeen käyrä tasoittuu, ja jokainen ylimääräinen prosenttipiste vähentää kovuutta ja kuluttaa enemmän taipuisuutta. Siinä on myös suuntavaikutelma: kylmävedetty tanko on kovempi vetoakselilla kuin sen poikki, ja kovuusmittaus vedetyn tangon kehän ympärillä voi näyttää 10-20 HBW:n leviämisen.

Yllä olevat palkit puristavat leveän käyttöikkunan kuuteen edustavaan pisteeseen. Vasemmalta oikealle luettuna kaksi ensimmäistä palkkia kuvaavat materiaalia, joka jättää myllyn pehmeimpään, korroosionkestävimpään tilaan ja jota useimmat kierresisäkkeiden ja kiinnikkeiden ostajat saavat oletuksena. Kolmannelle tangolle siirryttäessä kevyt noin 10 prosentin kylmäveto nostaa kovuutta noin 30 HBW, mikä usein riittää parantamaan koneistetun langan laatua ilman, että se vahingoittaa olennaisesti sitkeyttä.

Neljäs ja viides pylväs näyttävät kylmätyöskentelyalueen keskikohdan, jossa auto- ja ilmailukiinnitysvarastot yleensä sijaitsevat. Kun vähennys on 15 prosenttia, kovuus nousee noin 230 HBW:iin ja myötöraja ylittää 700 MPa:n, kun taas venymä pysyy yli 25 prosentissa. 30 prosentin vähennyksellä kovuus lähestyy 260 HBW, myötöraja ylittää 800 MPa ja venymä alkaa laskea kohti 15 prosenttia.

Viimeinen palkki edustaa jousen karkaisulankaa, jossa työntökovuus pienenee vähintään 50 prosenttia yli 350 HBW:n. Tämän tason materiaali on todella vahvaa, mutta se on myös lähellä austeniittisen ruostumattoman teräksen sietokykyä. Taivutussädevaatimukset tiukenevat, jännityskorroosiohalkeiluherkkyys kasvaa ja kaikki toissijaiset hitsaus- tai juotostoimenpiteet tuhoavat paikallisesti niin huolellisesti tuotetun kovuuden.

Tästä seuraa kolme käytännön merkitystä. Ensinnäkin kylmätyöstetty 316 ei ole yksittäinen materiaali - se on ehtoperhe, ja ostotilaus, jossa lukee vain "316 ruostumaton", toimittaa tavallisesti hehkutetun version. Toiseksi kovuusgradientit kylmämuovatun osan sisällä ovat todellisia. Kylmävedetyn sisäosan rullattu lanka voi olla 20-30 HBW kovempi kuin sen alla oleva varsi, mikä on yleensä hyödyllistä, mutta vaikeuttaa tarkastusta. Kolmanneksi kaikki myöhemmät noin 400 celsiusasteen lämpötoimenpiteet alkavat rentouttaa dislokaatiorakennetta ja vähentää kovuutta, joten hitsaus, juottaminen tai korkealämpötilakovetus on suunniteltava kovuusvaatimuksen ympärille, ei sen jälkeen.

316 vs 316L kovuus: kuinka paljon pehmeämpi on vähähiilinen laatu?

Ero 316 ja 316 litran välillä johtuu hiilestä. Vakioi 316 sallii jopa 0,08 prosenttia hiiltä; 316L rajoittaa sen 0,03 prosenttiin. Se on pieni muutos kemiassa, jolla on mitattavissa oleva vaikutus kovuuteen, lujuuteen ja hitsattavuuteen.

Hehkutetussa tilassa 316L käy suunnilleen 10-15 HBW pehmeämpi kuin 316. Kun 316 laskeutuu tehoon 160-180 HBW, 316L laskeutuu tyypillisesti 140-160 HBW:hen. Rako on riittävän pieni, jotta monet piirustukset pitävät näitä kahta keskenään vaihdettavina, ja riittävän suuri ollakseen väliä, kun kovuusikkuna on tiukka.

Kylmätyössä rako kapenee, mutta ei sulkeudu. Pienempi hiilipitoisuus tarkoittaa hieman vähemmän kiinteän liuoksen vahvistusta ja hieman alhaisempaa työkovettumisnopeutta, joten 316L saavuttaa tietyn kovuuden hieman suuremmalla vähennyksellä. Käytännössä ero 20 prosentin kylmätyössä on luokkaa 5-10 HBW.

Missä valinnalla on todella merkitystä

Käytännön sääntö: valitse 316, kun tarvitset maksimaalista kovuutta kylmätyöstä ja osaa ei hitsata. Valitse 316L, kun osa hitsataan, kun siinä näkyy klorideja korotetussa lämpötilassa tai kun kovuus on toissijainen ongelma korroosionkestävyyden takana. Jos piirustus vaatii 316:ta, mutta osa hitsautuu kokoonpanon aikana, se on määrittelyristiriita, joka kannattaa ratkaista ennen tuotantoa, ei vian jälkeen.

316 ruostumattoman teräksen pinnan karkaisu: typpitys, hiiletys ja pinnoitteet

Kun irtokovuus on rajoittunut lejeeringin metallurgiaan, jäljellä oleva vaihtoehto on kovettaa vain pinta. Useat prosessit tekevät tämän, ja jokaisella on selkeä kompromissi korroosion suorituskyvyn, mittojen muutoksen ja kerrossyvyyden suhteen.

• Perinteinen kaasu- tai plasmanitraus. Käytetään 500-580 celsiusasteessa. Tuottaa pinnan kovuuden välillä 1000-1700 HV, mutta krominitridisaostus poistaa kromin matriisista ja voi vakavasti heikentää korroosionkestävyyttä. Kerrossyvyys on tyypillisesti 20-100 mikronia.
• Matalan lämpötilan nitraus (S-vaihe). Käytetään alle 450 celsiusastetta. Typpi pysyy kiinteässä interstitiaalisessa liuoksessa sen sijaan, että muodostuisi nitridejä, joten korroosionkestävyys säilyy suurelta osin. Pintakovuus 1000–1200 HV on saavutettavissa, kerrossyvyyden ollessa 10–30 mikronia.
• Matalan lämpötilan hiiletys. Samanlainen periaate hiilen sijaan typen kanssa. Pinnan kovuus noin 700-900 HV, erinomainen korroosionkestävyys, mutta pidemmät sykliajat.
• Kova kromipinnoite. Pinnoittaa 700 - 1000 HV kerroksen, tyypillisesti 10 - 50 mikronia paksu. Hyvä kulutuskestävyys, mutta rajallinen korroosiohyöty ja tunnettu ympäristökuormitus.
• Sähkötön nikkeli. Noin 500 - 600 HV laskettuna, nousee 900 HV:iin paistamisen jälkeen. Tasainen peitto monimutkaisilla geometrioilla, mutta kerros voi halkeilla korkeissa pistekuormituksessa.

Mittasuhteet ansaitsevat huomion. Nitrattu kerros kasvattaa osaa muutaman mikronin verran ja pinnoitettu kerros 5-50 mikronia per puoli paksuudesta riippuen. Kierresisäkkeessä, jonka nousuhalkaisijan toleranssi on kontrolloitu, kasvu voi työntää osan ulos vastaanottokaistalta. Pintakarkaistut terät on mitoitettava ennen käsittelyä sisäänrakennetulla kasvuvaralla ja pinnoitus- tai diffuusioprosessi on määriteltävä kierretoleranssin rinnalla.

Kierreliitoksissa pinnan karkaisu on harvoin oikea ensimmäinen vastaus. Se muuttaa kitkakerrointa, mikä muuttaa vääntömomentin ja jännityksen suhdetta, mikä muuttaa esijännitystä nivelessä. Pehmeämpi mutta mitoiltaan yhtenäinen 316-sisäke on usein parempi kuin kovapäällysteinen yksinkertaisesti siksi, että kokoonpanon vääntömomentti käyttäytyy ennustettavasti.

316 Ruostumattoman teräksen kovuus kierteitetyissä sisäosissa ja kiinnikkeissä

Kierreterät ovat tapaustutkimus siitä, miksi kovuus on tärkeämpi kuin pintaluku antaa ymmärtää. Sisäosan on suoritettava kolme tehtävää kerralla: pidä pulttia nimellisesijännityksellä, kestää toistuvat kokoonpanojaksot ja estetään naarmuuntuminen yhteensopivaan ruostumattomaan ruuviin. Kovuus vaikuttaa kaikkiin kolmeen, ja se tekee niin tavoilla, jotka eivät aina ole intuitiivisia.

Ota standardi ruostumattomasta teräksestä valmistettu kierre sisäosa 316:ssa. Hehkutettu 160-180 HBW, se on tarpeeksi pehmeä muuttaakseen hieman muotoaan ensimmäisen kiristyksen aikana, mikä auttaa sitä mukautumaan alkuperäisen kierteen kanssa, mutta tarkoittaa myös sitä, että sisäkierre kestää ylivääntömomentin. Sama sisäosa kylmätyöstetyssä 316:ssa 250-280 HBW:ssä kestää muodonmuutoksia paremmin, mutta on alttiimpi naarmuuntumiselle, koska korkeampi kovuus heikentää materiaalin kykyä ottaa vastaan ​​mikromittakaavan asperitykontaktia.

Ruostumattomasta teräksestä valmistettu itsekierrettävä kierresisäke Ruostumattomasta teräksestä valmistetut itsekierteittävät kierteet ovat kiinnikkeitä, jotka on suunniteltu vahvistamaan kierreliitoksia. Toisin kuin tavalliset sisäosat, ne on valmistettu ruostumattomasta teräksestä,... Näytä tuote →

Itsekierteittävät lisäkkeet lisäävät ryppyä. Nämä osat leikkaavat tai muodostavat oman kierteensä perusmateriaalissa, joten sisäkkeen tulee olla kovempaa kuin isäntä. Alumiinissa ja magnesiumissa, joissa isäntäkovuus on usein alle 100 HBW, hehkutetulla 316-sisäkkeellä 170 HBW:lla on runsaasti marginaalia. Valurautaisissa tai pehmeäteräksisissa isännissä marginaali kapenee ja terä tarvitsee kylmätyöstöä tai kovempaa metalliseosta leikatakseen siististi. Tämä on yksi syy, miksi hiiliteräksiset itsekierteittävät terät ovat edelleen yleisiä rautapitoisissa isännissä: ei siksi, että ne ovat halvempia, vaan koska kovuussuhde toimii.

Langan kierresisäkkeet käyttäytyvät jälleen eri tavalla. Koska ne on muodostettu valssatusta langasta timanttipoikkileikkaukseksi, langan vedon ja muovauksen aikana aiheutuva kylmätyö on huomattavaa. Tyypillinen 316-lankainen sisäosa toimii 300–400 HV:llä, huomattavasti kovemmin kuin samasta metalliseoksesta valmistettu hehkutettu kiinteä sisäosa. Tämä kovuus mahdollistaa sen, että sisäkkeen ankkurointikielet pureutuvat ja kela kestää ulosvetoa kuormituksen alaisena.

Tangless Wire-kierresisäke Tangless lankakierresisäke, joka tunnetaan myös nimellä "teräslankaruuviholkki ilman asennuskahvaa", on eräänlainen teräslankaruuviholkki (kierteitetty). Eräänlainen silkkihiha. T... Näytä tuote →

Öljytulppien ja muunnosmutterien kovuusprioriteetti siirtyy kohti kierteen kestävyyttä toistuvan irrotuksen yhteydessä. Jokaisella huoltovälillä poistettu ja uudelleen asennettu tyhjennystulppa voi kerätä satoja kokoamisjaksoja ajoneuvon käyttöiän aikana. Kylmätyöstetty 316 220-260 HBW kahvat, jotka laskevat sykliä ilman näkyvää kierteen muodonmuutosta. Täysin hehkutettu materiaali 160 HBW:lla näyttää litistymistä ensimmäisissä kierteissä sadan jakson aikana.

Sopiva terän kovuus isäntämateriaaliin

Huomaa ruostumaton ruostumaton -rivi. Kun sekä sisäke että vastinkiinnitin ovat austeniittista ruostumatonta ja saman kovuuden, kylmähitsauksesta ja räjähdyssyötöstä tulee hallitseva vikatila, ja vastaus ei yleensä ole kovempi, vaan kitkaolosuhteiden muuttaminen - molybdeenidisulfidivoiteluaine, erilainen pintakäsittely tai erilainen seospari, kuten 3303-ruuvilla tai ruuvittomalla.

Standardit, jotka asettavat 316 ruostumattoman teräksen kovuusrajaa

316:n kovuusrajat tulevat harvoin itse seoksesta. Ne tulevat tuotestandardista, sovellusstandardista tai asiakkaan suunnittelupiirustuksesta. Kovuuskiistan ensimmäinen askel on tietää, mikä asiakirja hallitsee.

NACE-raja ansaitsee erityishuomiota, koska se on useimmiten ohitettu rajoitus. Hapan palvelussa sulfidijännityshalkeiluherkkyys kasvaa kovuuden myötä, ja 22 HRC -katto on kova raja. Kylmävedetty 316 baaria 280 HBW:lla voi täyttää kaikki piirustuksen mekaaniset vaatimukset ja silti hylätä kokonaan, koska se ylittää käyttörajan. Jos sovelluksesi koskettaa öljyä ja kaasua, tarkista kovuus ennen lujuuden tarkistamista.

Tarkoittaako korkeampi kovuus parempaa kulutuskestävyyttä ja kulumiskestävyyttä?

Ei luotettavasti, ja tässä moni hyvää tarkoittava materiaalivalinta menee pieleen. Kovuus korreloi monien materiaalien kulutuskestävyyden kanssa, mutta austeniittista ruostumatonta terästä on erikoistapaus, eikä varsinkaan naarmuuntuminen noudata kovuuskäyrää.

Galling on liimakulumaa. Kuormituksen alaisena kahden yhteenliittyvän pinnan epäpuhtaudet kylmähitsaavat yhteen, sitten repeytyvät, siirtäen materiaalia ja karhentaen pintaa. Prosessi kiihtyy, koska repeytynyt pinta paljastaa tuoreen, oksidivapaan metallin. Austeniittinen ruostumaton teräs on erityisen herkkä sille, koska passiivinen kromioksidikerros uudistuu hitaasti ja alla oleva metalli on erittäin sitkeää.

Kovuuden lisääminen auttaa vain, jos se muuttaa liimauskäyttäytymistä. Kaksi 316-pintaa 300 HBW:n teholla iskee edelleen toisiaan vasten suuressa kosketuspaineessa. Kaksi 316-pintaa teholla 160 HBW myös sappivat. Muuttujat, jotka todella muuttavat tulosta, ovat:

• Kovuusero. 100 HBW:n rako yhteensopivien osien välillä vähentää merkittävästi räjähdysvaaraa. Tästä syystä karkaistut ruostumattomat ruuvit, jotka on yhdistetty pehmeämpiin ruostumattomaan teräkseen, toimivat paremmin kuin yhteensopivat parit.
• Pintakäsittely. Valssatut langat sappivat vähemmän kuin leikatut langat samalla kovuudella, koska valssattu pinta on kosketusalueella sileämpi ja työstökarkaistu.
• Voitelu. Kuivakalvovoiteluaine tai tarttumisenestoaine katkaisee metallin ja metallin välisen kosketuksen, joka aloittaa liimausprosessin.
• Kosketuspaine. Kierteen kyljen paineen pitäminen alle noin 50 prosentissa myötölujuudesta viivästyttää kierteen alkamista dramaattisesti.
• Asennusnopeus ja lämpötila. Nopea, sähkötyökalujen kokoonpano tuottaa paikallista lämpöä, joka edistää hitsausta. Hallittu vääntömomentti ja hitaampi kuluminen auttavat.

Hankaavassa kulumisessa liiman sijaan kovuus vaikuttaa suoremmin, mutta relevantti kovuus on usein vastapinta 316-osan sijaan. 316 öljytulpan tiiviste koneistettua teräsistukkaa vasten kuluu teräksen kovuuden ja pinnan kunnon mukaan, ei tulpan.

Vielä yksi varoitus. Kovuuden lisääminen kylmätyöstöllä vähentää venymistä ja pienempi venymä lisää vetyhaurastumisen ja jännityskorroosiohalkeilun riskiä herkissä ympäristöissä. Oikea kovuus on pienin arvo, joka täyttää mekaaniset vaatimukset, ei korkein saavutettavissa oleva arvo.

316 ruostumattomien osien määrittäminen ja ostaminen: Käytännön tarkistuslista

Useimmat kovuusongelmat syntyvät tarjousvaiheessa. Piirustus, jossa lukee "316 ruostumaton" ilman ehtoa, mittakaavaa tai rajaa, jättää toimittajalle vapauden lähettää mitä tahansa tehtaalla olevaa varastossa. Seuraavassa kahden sarakkeen vertailussa kerrotaan, mitä suunnittelupuolella on päätettävä ja mitä kirjoitetaan ostotilaukseen.

Luettelon kahdella yksityiskohdalla on suhteeton painoarvo. Ensimmäinen on kovuusikkuna. Jokainen toimittaja lukee yhden arvon vaatimuksen, kuten "180 HBW", eri tavalla, ja tuloksena oleva argumentti maksaa enemmän kuin toleranssilla olisi. Toinen on lukupaikka. Kylmämuovatussa kappaleessa pinnan kovuus ja ytimen kovuus voivat erota 40 HBW tai enemmän, joten todistuksessa on mainittava, missä sisennys on tehty.

Jos osa hankitaan valmiina komponenttina eikä raaka-aineena, pyydä valmistajaa kuvaamaan prosessin reitti selkeästi. Toimittaja, joka osaa selittää, kuinka kylmätyötä ohjataan vedon ja muovauksen avulla ja kuinka kovuus todennetaan valmiista osista eikä vain saapuvasta tangosta, on toimittaja, joka ymmärtää vaatimuksen.

Kuinka 316 ruostumattoman teräksen kovuus testataan

Kovuustestaus näyttää yksinkertaiselta ja on helppo erehtyä. Tulokset riippuvat pinnan valmistelusta, poikkileikkauksen paksuudesta, sisennyksen kunnosta ja käyttäjän tekniikasta, ja väärin otettu lukema on huonompi kuin lukematta jättäminen.

Rockwell-testaus (ASTM E18)

Nopea ja laajalti käytetty tuotantolattioilla. B-asteikko käyttää 1/16 tuuman palloa ja 100 kgf, joka soveltuu hehkutetulle 316:lle. C-asteikko käyttää timanttikartiota 150 kgf:lla, mikä sopii vain kylmätyöstetylle 316:lle noin 20 HRC:n yläpuolella. Pinnalliset vaa'at, kuten HR15T, käyttävät pienempiä kuormia ohuille osille. Kriittinen vaatimus on tasaisuus ja paksuus: koekappaleen tulee olla vähintään kymmenen kertaa tunkeutumissyvyyden paksuus, muuten alasin vaikuttaa lukemaan.

Brinell-testaus (ASTM E10)

10 mm:n kuula 3000 kgf:lla tuottaa suuren vaikutelman, joka laskee paikallisen vaihtelun, mikä tekee siitä suositellun menetelmän valuihin, takomoihin ja suuriin tankoihin. Kompromissi on se, että vaikutelma on todella suuri – halkaisijaltaan 10 mm:n jalanjälki – joten sitä ei voi käyttää valmiissa pienissä osissa tai ohuissa seinissä.

Vickers ja mikrokovuus (ASTM E92, E384)

Timanttipyramidin sisennys mahdollistaa erittäin pienten ominaisuuksien, yksittäisten vaiheiden ja kotelokarkaistujen kerrosten testaamisen. Mikrokovuus poikki nitridoidun kerroksen ovat tavallinen tapa tarkistaa kotelon syvyys. Vaatimus on hyvin kiillotettu pinta; karkea pinta hajottaa jäljennöksen ja tuottaa 10 prosentin tai enemmän sirontaa lukemien välillä.

Yleisiä testausvirheitä

1. Testaus kaarevalla pinnalla ilman asianmukaista tukialustaa, tuottaa alhaisen lukeman.
2. Testaus liian lähellä aikaisempaa vaikutelmaa, jolloin epämuodostunut vyöhyke voi vaikuttaa uuteen lukemaan.
3. Käyttämällä muunnospöytää, joka on rakennettu hiiliteräkselle austeniittiselle ruostumattomalle teräkselle.
4. Kovuuden lukeminen kappaleessa, jossa on koneistuksen jäännösjännitystä, mikä siirtää tulosta.
5. Tehdassertifikaatin arvon hyväksyminen vahvistamatta, että testipaikka vastaa määritettyä sijaintia.

Laatukriittisten ostosten osalta kysy lukemien lukumäärää, sijaintia ja leviämistä pelkän keskiarvon sijaan. Varmenne, jossa ilmoitetaan "175 HBW" ilman lisätietoja, kertoo hyvin vähän siitä, onko osa yhtenäinen.

Yleiset 316-kovuusongelmat ja niiden ehkäisy

Nämä ovat asioita, jotka näkyvät useimmiten saapuvien tarkastusten ja kenttävikojen analysoinnissa. Jokaisella on spesifikaatioon tai prosessiin juurtunut syy, ja jokaisella on ennalta ehkäisevä vastaus.

Ongelma: hehkutettu materiaali toimitetaan kylmämuokkausvaatimuksen mukaisesti

Yleisin kovuusvalitus. Piirustuksessa vaaditaan vähintään 240 HBW, toimittaja toimittaa vakiohehkutetun tangon teholla 170 HBW, ja osat epäonnistuvat ensimmäisessä tarkastuksessa. Ennaltaehkäisy on käsittelyolosuhteiden määrittämistä, ei vain kovuuden arvoa, ja prosessin reitin kysymistä tarjouksessa.

Ongelma: kovuusgradientit yhden osan sisällä

Kylmämuovaus tuottaa epätasaisen jännityksen. Rullattu kierre voi olla 30 HBW kovempaa kuin varsi, ja vedetyn tangon kaksi päätä voivat erota 15 HBW. Ennaltaehkäisy on vastaanottopaikan määrittäminen piirustukseen ja realistisen toleranssialueen salliminen.

Ongelma: kovuus heikkenee alavirran lämpövaiheessa

Hitsaus, juottaminen tai korkean lämpötilan pinnoituskovetus voivat hehkuttaa pois kylmätöitä, jotka vaativat paljon vaivaa. Ennaltaehkäisy on jaksottaa toiminnot niin, että kaikki lämpövaiheet edeltävät lopullista kylmämuovausta, tai valita matalassa lämpötilassa toimiva pintakäsittely.

Ongelma: pintakäsittely vahingoittaa korroosionkestävyyttä

Perinteinen nitridaus voi saostaa krominitridejä ja jättää osan alttiiksi pistesyöksylle ja rakeiden väliselle hyökkäykselle. Ennaltaehkäisy on valita matalan lämpötilan nitraus tai hiiletys silloin, kun korroosiolla on merkitystä, ja varmistaa korroosiokokeella oletuksen sijaan.

Ongelma: umpikuja korkeasta kovuudesta huolimatta

Yhteensopiva 316 pintaan korkealla kovalla still-gall. Ennaltaehkäisy on kovuuseron käyttöönotto, voiteluaineen määrittäminen tai pinnan viimeistelyn muuttaminen kovuuden lisäämisen sijaan.

Ongelma: kovuus ylittää säädetyn katon

Kylmävedetty 316 teholla 260 HBW ylittää NACE MR0175 -rajan hapan palvelulle, ja se hylätään riippumatta sen mekaanisesta suorituskyvystä. Ennaltaehkäisy on sovellusympäristön vahvistaminen ennen käsittelyreitin viimeistelyä.

Usein kysyttyjä kysymyksiä ruostumattoman teräksen kovuudesta 316

Missä 316-kovuus sopii todelliseen komponenttisuunnitteluun

Astu taaksepäin numeroista ja kuva on suoraviivainen. 316 ruostumaton on korroosionkestävä metalliseos, joka sattuu olemaan kohtalaisen luja ja jota voidaan tehdä huomattavasti lujempaa kylmätyöstöllä. Se ei ole kuluvaa materiaalia, se ei reagoi lämpökäsittelyyn, ja sen kovuus riippuu pikemminkin siitä, miten se on muodostettu, eikä siitä, mitä on määritelty.

Kierreliitososille – sisäosat, muunnosmutterit, öljytulpat ja ne asentavat työkalut – tällä on kolme seurausta. Ensinnäkin valmiin osan kovuuden on oltava jäljitettävissä määriteltyyn käsittelyreittiin, ei seoksen laatuun. Toiseksi kovuusmääritykset kuuluvat piirustuksen kierretoleranssien ja pinnan viimeistelyn rinnalle, koska kaikki kolme ovat vuorovaikutuksessa. Kolmanneksi, jos rappautuminen tai kuluminen on todellinen huolenaihe, vastaus on yleensä materiaalipari tai voitelupäätös korkeamman kovuusluvun sijaan.

Valmistaja, joka valmistaa näitä osia volyymilla, näkee seuraukset päivittäin. Kierteet, jotka jättävät laitoksen tasaisen 220–260 HBW:n ja dokumentoidut lukupaikat, läpäisevät saapuvan tarkastuksen ja kootaan ennustettavasti. Osat, jotka vaihtelevat 50 HBW erän sisällä, aiheuttavat takuuvaatimuksia, jotka ovat kalliita jäljittää ja vaikeampi estää toisella kerralla.

Aiheeseen liittyvää luettavaa kirjastostamme

316:n ruostumattoman teräksen kovuuskäyttäytyminen muotoilee sitä, miten kierrelisäkkeet toimivat pehmeissä perusmateriaaleissa, joissa välikkeen on leikattava tai muodostettava oma lankansa ilman muotoaan. Meidän tekninen huomautus kuinka metallilankaterät parantavat langan lujuutta pehmeissä materiaaleissa käy läpi kuormituspolun, välikkeen kovuuden roolin isäntään nähden ja vikatilat, jotka näkyvät, kun tämä suhde on asetettu väärin.

Auto-, ilmailu- ja rautatieohjelmissa työskenteleville ostajille käytännönläheinen tapa on määrittää prosessointiolosuhteet ja vastaanottopaikka yhdessä ja pyytää valmiiden osien kovuustietoja sen sijaan, että luottaisivat vain saapuviin tehdassertifikaatteihin.