Tvrdoća nehrđajućeg čelika 316: HRB, HBW, HV, Rockwell C i vodič za hladni rad

Inženjer nabave potpisuje crtež za umetak kućišta mjenjača. Napomena glasi "316 nehrđajući, 30 HRC." Prvi dobavljač nudi hladno vučenu šipku. Drugi ispiliučuje žareni dio i tvrdi da je tvrdoća "u specifikacijama". Oba citata opisuju istu leguru, a jedan od njih ne može isporučiti ono što crtež traži. Taj jaz između crteža i potvrde mlina je mjesto gdje većina problema s tvrdoćom 316 nehrđajućeg čelika počinje.

Evo kratkog odgovora. Žareni nehrđajući čelik 316 obično mjeri 150 do 190 HBW , što se pretvara u otprilike 80 do 95 HRB or 155 do 200 HV . To nije tvrd materijal. To je austenitni stupanj otporan na koroziju, a njegova se tvrdoća ne može povećati kaljenjem ili popuštanjem. Jedina dva puta do tvrđeg dijela 316 su hladni radovi, koji mogu povećati tvrdoću mase 350 HBW (oko 38 HRC) i površinski tretmani kao što je nitriranje, koji mogu podignuti kožu iznad 1000 HV dok je jezgra ostala netaknuta.

Sve ostalo u ovom članku proizlazi iz te dvije činjenice. Bez obzira kupujete li umetke s navojem, čepove za ulje, pretvorbene matice ili pričvršćivače, tvrdoća koju dobijete ovisi o tome kako je materijal obrađen, a ne o natpisu toplinske obrade na otisku.

Tvrdoća nehrđajućeg čelika 316: što brojke zapravo znače

Tvrdoća je mjera otpora, a ne svojstvo materijala uklesano u kamenu. Bilježi kako određeni utiskivač pod određenim opterećenjem deformira određenu površinu. Promijenite bilo koji od ta tri i broj se pomiče. Zbog toga je brojka tvrdoće nehrđajućeg čelika 316 bez priložene ljestvice i metode ispitivanja gotovo besmislena.

Za žarenu austenitnu nehrđajuću čelik, tri ljestvice dominiraju komercijalnom praksom:

• Brinell (HBW) — kuglica od volfram karbida od 10 mm na 3000 kgf. Standardno za šipke, ploče i teške dijelove. Tipično očitanje 316: 150-190 HBW.
• Rockwell B (HRB) — lopta od 1/16 inča na 100 kgf. Uobičajeno na certifikatima mlinova za tanke ili male dijelove. Tipično očitanje 316: 80-95 HRB.
• Vickers (HV) — dijamantna piramida, koja se koristi za tanke folije, površinske slojeve i kartiranje mikrotvrdoće. Tipično očitanje 316: 155-200 HV.

Vrijedi se pridržavati dvije praktične točke. Prvo, većina standarda proizvoda za šipke i oblike 316 i 316L postavlja a maksimalno žarena tvrdoća oko 215 do 223 HBW . Taj strop postoji kako bi jamčio duktilnost i otpornost na koroziju, a ne kako bi obećao snagu. Drugo, austenitni nehrđajući čelik pretvara između ljestvica tvrdoće drugačije od ugljičnog čelika. Dio 316 na 95 HRB nije iste vlačne čvrstoće kao ugljični čelik na 95 HRB. Tablice pretvorbe izrađene za feritne čelike zavest će vas za 10 do 15 posto ako ih primijenite naslijepo.

Tipična tvrdoća po obliku proizvoda na sobnoj temperaturi

• Hladno dovršena žarena šipka: 160-190 HBW
• Vruće valjana žarena ploča: 150-180 HBW
• Žarena žica i šipka malog promjera: 80-90 HRB
• Bešavna cijev, žarena: 70-85 HRB (HR15T na tankoj stijenci)
• Hladno vučena šipka, smanjenje svjetla: 200-230 (prikaz, ostalo). HBW
• Opružna kaljena žica: 300-380 HBW

Zašto se nehrđajući čelik 316 ne može očvrsnuti toplinskom obradom

316 nehrđajući je austenit. Njegova kristalna struktura na sobnoj temperaturi je kubična s plošom u središtu i takva ostaje od niskih temperatura do taljenja. Nema martenzitne transformacije koja bi se pokrenula pri kaljenju, niti mehanizma taloženja karbida koji bi se mogao iskoristiti za skupno ojačanje. Toplinska obrada jednostavno ne mijenja tvrdoću legure.

Ono što toplinska obrada radi je suprotno. Žarenje u otopini, obično na 1040 do 1120 stupnjeva Celzijusa nakon čega slijedi brzo hlađenje, otapa karbide i proizvodi najmekše, najduktilnije i najotpornije na koroziju dostupno stanje. Ako vam dobavljač kaže da su "toplinski obrađeni 316 do 40 HRC", izjava je tehnički nemoguća za rasuti materijal. Još se nešto događa, a vrijedi saznati što.

Tri mehanizma koji mijenjaju tvrdoću 316

1. Hladni rad. Valjanje, izvlačenje, savijanje, motanje navoja i sačmarenje dovode do dislokacija. Austenitni nehrđajući rad brzo se stvrdnjava i zadržava svoj učinak na sobnoj temperaturi. To je jedini način da se poveća nasipna tvrdoća.
2. Obrada površinskom difuzijom. Nitriranje, pougljičenje i nitrougljičenje uvode intersticijski dušik ili ugljik u vanjski sloj. Tvrdoća naglo raste, ali samo unutar desetaka mikrona površine.
3. Premazivanje i pozlaćivanje. Tvrdi krom, neelektrični nikal i termalni sprej ostavljaju drugačiji materijal na površini. Tvrdoća podloge je nepromijenjena.

Ova je razlika komercijalno važna. Hladno obrađen 316 dio i nitrirani 316 dio mogu pokazati istu površinsku tvrdoću i potpuno se različito ponašati tijekom rada. Hladno obrađen dio je čvrst cijelim putem i nešto manje otporan na koroziju. Nitrirani dio ima tvrdu opnu preko meke, duktilne jezgre, a njegova otpornost na koroziju može biti znatno smanjena osim ako se proces pažljivo kontrolira.

Pretvorba tvrdoće nehrđajućeg čelika 316: HBW, HV, HRB i HRC

Donja tablica daje približne pretvorbe u rasponu s kojim ćete se stvarno susresti kada specificirate ili pregledavate 316 nehrđajućih dijelova. Stupac vlačne čvrstoće samo je indikativan i odražava tipično austenitsko ponašanje, a ne zajamčeni odnos. Uvijek potvrdite prema važećim specifikacijama materijala za svoju aplikaciju.

Tri upozorenja o čitanju ove tablice. Prvi je da se HRB i HRC stupci dizajnom ne preklapaju. Rockwell B postaje nepouzdan iznad otprilike 100 HRB jer kuglični utiskivač tone preduboko, a Rockwell C postaje nepouzdan ispod otprilike 20 HRC jer dijamant prodire predaleko. Između te dvije točke postoji pretvorbeni jaz koji standardi ne zatvaraju, zbog čega gornji red kisele usluge koristi Brinellov ekvivalent umjesto HRB brojke.

Drugo upozorenje odnosi se na stupac vlačne čvrstoće. Austenitni nehrđajući čelik pri određenoj tvrdoći nosi veću vlačnu čvrstoću od ugljičnog čelika pri istoj tvrdoći, jer legura otvrdnjava tijekom samog ispitivanja vlačnim radom. Pretvaranjem tvrdoće 316 u čvrstoću pomoću tablice od ugljičnog čelika to će se podcijeniti.

Treće upozorenje odnosi se na veličinu odjeljka. Žica promjera 3 mm i šipka promjera 60 mm ne reagiraju na istu ispitnu metodu, a i ne moraju. Tvrdoću na tankim presjecima treba mjeriti površinskom Rockwell ljestvicom ili pretvoriti u Vickersovu, a ne forsirati Brinellovo očitavanje koje geometrija ne može podržati.

Kako hladni rad mijenja tvrdoću nehrđajućeg čelika 316

Hladni rad je primarna komercijalna poluga za tvrdoću 316. Postupak oblikovanja metala koji bi jedva pomaknuo iglu na čeliku s niskim udjelom ugljika može udvostručiti granicu razvlačenja austenitnog nehrđajućeg čelika, jer se legura stvrdnjava brzinom otprilike četiri do šest puta većom. Razumijevanje te krivulje je razlika između specificiranja dijela koji preživi montažu i dijela koji pukne u prvom mjesecu.

Odnos nije linearan. Mala smanjenja u prvih 10 posto deformacije proizvode velika povećanja tvrdoće, jer žarena struktura ima dovoljno prostora za nakupljanje dislokacija. Nakon smanjenja od oko 25 posto, krivulja se izravnava, a svaki dodatni postotak smanjuje tvrdoću dok troši više rastegljivosti. Postoji i učinak usmjerenja: hladno vučena šipka tvrđa je duž osi izvlačenja nego poprečno, a ispitivanje tvrdoće po obodu izvučene šipke može pokazati raspon od 10 do 20 HBW.

Gornje trake komprimiraju širok radni prozor u šest reprezentativnih točaka. Čitajući slijeva na desno, prve dvije crte opisuju materijal koji napušta mlin u najmekšem stanju, najotpornijem na koroziju i ono što većina kupaca umetaka za navoje i pričvršćivača dobiva prema zadanim postavkama. Prelaskom na treću šipku, lagano hladno izvlačenje od otprilike 10 posto povećava tvrdoću za oko 30 HBW, što je često dovoljno za poboljšanje kvalitete strojno obrađenog konca bez materijalnog oštećenja duktilnosti.

Četvrta i peta traka pokazuju sredinu raspona hladnog rada, gdje se obično nalaze zalihe za spajanje u automobilskoj i zrakoplovnoj industriji. Pri smanjenju od 15 posto, tvrdoća raste na oko 230 HBW, a granica razvlačenja prelazi 700 MPa, dok istezanje ostaje iznad 25 posto. Pri smanjenju od 30 posto, tvrdoća se približava 260 HBW, granica razvlačenja prelazi 800 MPa, a istezanje počinje padati prema 15 posto.

Posljednja šipka predstavlja opružnu kaljenu žicu, gdje smanjenje od 50 posto ili više povećava tvrdoću iznad 350 HBW. Materijal na ovoj razini je istinski jak, ali je također blizu granice onoga što austenitni nehrđajući čelik može prihvatiti. Zahtjevi za radijus savijanja postaju strogi, raste osjetljivost na pucanje uslijed korozije, a svaka sekundarna operacija zavarivanja ili tvrdog lemljenja lokalno će uništiti tvrdoću koja je tako pažljivo proizvedena.

Slijede tri praktične implikacije. Prvo, hladno obrađeni 316 nije jedan materijal — to je skupina uvjeta, a narudžbenica koja kaže samo "316 nehrđajući" obično će isporučiti žarenu verziju. Drugo, gradijenti tvrdoće unutar hladno oblikovanog dijela su stvarni. Valjani navoj na hladno vučenom umetku može biti 20 do 30 HBW tvrđi od drške ispod njega, što je obično korisno, ali komplicira pregled. Treće, svaka naknadna toplinska operacija iznad otprilike 400 stupnjeva Celzijusa počet će opuštati dislokacijsku strukturu i smanjivati ​​tvrdoću, tako da se zavarivanje, lemljenje ili stvrdnjavanje na visokoj temperaturi mora planirati oko zahtjeva tvrdoće, a ne nakon njega.

Tvrdoća 316 u odnosu na 316L: Koliko je niskougljični stupanj mekši?

Razlika između 316 i 316L svodi se na ugljik. Standard 316 dopušta do 0,08 posto ugljika; 316L ga ograničava na 0,03 posto. To je mala promjena u kemiji s mjerljivim učinkom na tvrdoću, čvrstoću i zavarljivost.

U žarenom stanju, 316L radi grubo 10 do 15 HBW mekši nego 316. Gdje 316 pada na 160-180 HBW, 316L obično pada na 140-160 HBW. Razmak je dovoljno mali da mnogi crteži to dvoje tretiraju kao međusobno zamjenjive, a dovoljno velik da je bitan kada je prozor tvrdoće tijesan.

Kod hladnog rada razmak se sužava, ali se ne zatvara. Niži ugljik znači nešto manje ojačavanje čvrstom otopinom i neznatno nižu stopu otvrdnjavanja, tako da 316L postiže zadanu tvrdoću uz nešto veće smanjenje. U praksi razlika kod 20 posto hladnog rada je reda veličine 5 do 10 HBW.

Gdje je izbor zapravo bitan

Praktično pravilo: odaberite 316 kada vam je potrebna maksimalna tvrdoća od hladnog rada i dio neće biti zavaren. Odaberite 316L kada će se dio zavarivati, kada vidi kloride na povišenoj temperaturi ili kada je tvrdoća sekundarna briga iza otpornosti na koroziju. Ako crtež zahtijeva 316, ali se dio zavari tijekom sastavljanja, to je sukob specifikacija koji vrijedi riješiti prije proizvodnje, a ne nakon kvara.

Površinsko otvrdnjavanje nehrđajućeg čelika 316: nitriranje, naugljičenje i premazi

Kada je tvrdoća u masi ograničena metalurgijom legure, preostaje mogućnost da se očvrsne samo površina. To čini nekoliko procesa, a svaki od njih ima poseban kompromis u koroziji, promjeni dimenzija i dubini sloja.

• Konvencionalno plinsko ili plazma nitriranje. Provodi se na 500 do 580 stupnjeva Celzijusa. Stvara površinsku tvrdoću u rasponu od 1000 do 1700 HV, ali taloženje krom nitrida skida krom s matrice i može ozbiljno smanjiti otpornost na koroziju. Dubina sloja je obično 20 do 100 mikrona.
• Niskotemperaturno nitriranje (S-faza). Provodi se ispod 450 stupnjeva Celzijusa. Dušik ostaje u intersticijskoj čvrstoj otopini umjesto da stvara nitride, tako da je otpornost na koroziju uglavnom zadržana. Površinska tvrdoća od 1000 do 1200 HV je moguća, s dubinom sloja od 10 do 30 mikrona.
• Naugljičavanje na niskim temperaturama. Sličan princip s ugljikom umjesto dušikom. Površinska tvrdoća oko 700 do 900 HV s izvrsnim zadržavanjem otpornosti na koroziju, ali duljim ciklusima.
• Tvrdo kromiranje. Taloži sloj od 700 do 1000 HV, obično debljine 10 do 50 mikrona. Dobra otpornost na habanje, ali ograničena korist od korozije i dobro poznato opterećenje usklađenosti s okolišem.
• Bezelektrični nikal. Otprilike 500 do 600 HV kao taloženo, raste do 900 HV nakon pečenja. Ravnomjerna pokrivenost na složenoj geometriji, ali sloj se može odlomiti pod velikim točkastim opterećenjem.

Dimenzionalne posljedice zaslužuju pozornost. Nitrirani sloj povećava dio za nekoliko mikrona, a presvučeni sloj za 5 do 50 mikrona po strani, ovisno o debljini. Na umetku s navojem s kontroliranom tolerancijom promjera koraka, taj rast može gurnuti dio izvan prihvatne trake. Površinski kaljeni umetci moraju se dimenzionirati prije obrade s ugrađenim dodatkom za rast, a postupak nanošenja ili difuzije mora biti specificiran zajedno s tolerancijom navoja.

Za navojne spojeve površinsko otvrdnjavanje rijetko je pravi prvi odgovor. Mijenja koeficijent trenja, što mijenja odnos momenta i napetosti, što mijenja predopterećenje u zglobu. Mekši, ali dimenzionalno dosljedan umetak 316 često nadmašuje umetak s tvrdom presvlakom jednostavno zato što se okretni moment sklopa ponaša predvidljivo.

Tvrdoća nehrđajućeg čelika 316 u navojnim umetcima i pričvrsnim elementima

Navojni umetci su studija slučaja zašto je tvrdoća važnija nego što sugerira broj površine. Umetak mora obavljati tri zadaće odjednom: držati vijak pri nominalnom predopterećenju, izdržati ponovljene cikluse montaže i oduprijeti se trzanju o spojni vijak od nehrđajućeg čelika. Tvrdoća utječe na sve tri, i to na načine koji nisu uvijek intuitivni.

Uzmite standard umetak s navojem od nehrđajućeg čelika u 316. Žaren na 160-180 HBW, dovoljno je mekan da se lagano deformira pri prvom zatezanju, što mu pomaže da se prilagodi matičnom navoju, ali također znači da umetnuti navoj preuzima najveći teret bilo kakvog prekomjernog momenta. Isti umetak u hladno obrađenom 316 na 250-280 HBW bolje se odupire deformaciji, ali je skloniji habanju jer veća tvrdoća smanjuje sposobnost materijala da prihvati kontakt s neravninama na mikro razini.

Umetak sa samonarezujućim navojem od nehrđajućeg čelika Umetci za samorezni navoj od nehrđajućeg čelika su pričvršćivači dizajnirani za jačanje navojnih spojeva. Za razliku od standardnih umetaka, izrađeni su od nehrđajućeg čelika, provi... Pogledajte proizvod →

Samorezni umeci dodaju dodatne bore. Ovi dijelovi režu ili formiraju vlastitu nit u matičnom materijalu, tako da umetak mora biti tvrđi od matice. U aluminiju i magneziju, gdje je tvrdoća matice često ispod 100 HBW, žareni umetak 316 na 170 HBW ima dovoljno margine. U kućištima od lijevanog željeza ili mekog čelika, margina se sužava, a umetak treba hladnu obradu ili tvrđu leguru za čisto rezanje. Ovo je jedan od razloga zašto su samonarezujući umetci od ugljičnog čelika i dalje uobičajeni u kućištima od željeza: ne zato što su jeftiniji, već zato što odnos tvrdoće funkcionira.

Umeci žičane niti opet se ponašaju drugačije. Budući da su oblikovane od smotane žice u dijamantnom presjeku, rad na hladnom tijekom izvlačenja žice i oblikovanja je znatan. Tipični žičani umetak 316 radi 300 do 400 HV, osjetno tvrđe od žarenog čvrstog umetka od iste legure. Ta je tvrdoća ono što omogućuje zagrizanje pričvrsnih vrhova umetka i otpornost zavojnice na izvlačenje pod opterećenjem.

Umetak s navojem od žice bez spojeva Umetak s navojem od čelične žice, također poznat kao "čahura za vijak od čelične žice bez ručke za montažu", vrsta je naglavka za vijak od čelične žice (s navojem). Vrsta svilenog rukava. T... Pogledajte proizvod →

Za uljne čepove i konverzijske matice, prioritet tvrdoće pomiče se prema trajnosti navoja pri ponovljenom uklanjanju. Odvodni čep koji se uklanja i ponovno postavlja u svakom servisnom intervalu može akumulirati stotine ciklusa sklapanja tijekom životnog vijeka vozila. Hladno obrađeni 316 na 220-260 HBW podnosi taj broj ciklusa bez vidljive deformacije niti. Potpuno žaren materijal na 160 HBW pokazat će spljoštenje na prvih nekoliko niti unutar stotinjak ciklusa.

Odgovarajuća tvrdoća umetka materijalu matice

Obratite pažnju na red nehrđajućeg čelika na nehrđajućem metalu. Kada su i umetak i spojni pričvršćivač od austenitnog nehrđajućeg čelika slične tvrdoće, hladno zavarivanje i nagrizanje postaju dominantan način kvara, a odgovor obično nije u tome da jedan postane teži, već u promjeni uvjeta trenja - mazivo molibden disulfida, drugačija završna obrada površine ili uparivanje različite legure kao što je umetak 316 s vijkom od nehrđajućeg čelika 303 ili A2.

Standardi koji postavljaju granice tvrdoće nehrđajućeg čelika 316

Granice tvrdoće za 316 rijetko dolaze od same legure. Oni dolaze iz standarda proizvoda, standarda primjene ili inženjerskog crteža kupca. Poznavanje mjerodavnog dokumenta prvi je korak u svakom sporu oko tvrdoće.

Granica NACE zaslužuje posebnu pozornost jer je to ograničenje koje se najčešće propušta. U kiselom radu, osjetljivost na sulfidne pukotine pod naponom raste s tvrdoćom, a gornja granica od 22 HRC je tvrda granica. Hladno vučeni 316 bara na 280 HBW može zadovoljiti sve mehaničke zahtjeve na crtežu i još uvijek biti potpuno odbijen jer premašuje granicu kisele upotrebe. Ako vaša aplikacija dodiruje ulje i plin, provjerite tvrdoću prije provjere čvrstoće.

Znači li veća tvrdoća bolju otpornost na habanje i habanje?

Nepouzdano, i tu mnogo dobronamjernog odabira materijala ide po zlu. Tvrdoća je u korelaciji s otpornošću na abraziju za mnoge materijale, ali austenitni nehrđajući čelik je poseban slučaj, a posebno garanje ne slijedi krivulju tvrdoće.

Galling je adhezivno trošenje. Pod opterećenjem, neravnine na dvjema dodirnim površinama hladno se zavaruju zajedno, a zatim se raskidaju, prenoseći materijal i čineći površinu hrapavom. Proces se ubrzava jer poderana površina otkriva svježi metal bez oksida. Austenitni nehrđajući metal posebno je sklon tome jer se pasivni sloj kromovog oksida sporo reformira, a metal ispod njega je vrlo duktilan.

Povećanje tvrdoće pomaže samo ako mijenja ponašanje ljepila. Dvije 316 površine na 300 HBW i dalje će se žučiti jedna o drugu pod visokim kontaktnim pritiskom. Dvije 316 površine na 160 HBW također će žuči. Varijable koje zapravo mijenjaju ishod su:

• Diferencijal tvrdoće. Razmak od 100 HBW između spojnih dijelova značajno smanjuje rizik od habanja. Zbog toga kaljeni nehrđajući vijci upareni s mekšim nehrđajućim umetcima rade bolje od usklađenih parova.
• Površinska obrada. Valjani navoji manje žuče od rezanih navoja pri istoj tvrdoći, jer je valjana površina glatkija i očvrsnuta u kontaktnoj zoni.
• Podmazivanje. Lubrikant za suhi film ili smjesa protiv zapinjanja prekida kontakt metala s metalom koji započinje proces lijepljenja.
• Kontaktni pritisak. Održavanje bočnog tlaka navoja ispod otprilike 50 posto granice razvlačenja dramatično odgađa početak nagrizanja.
• Brzina montaže i temperatura. Brza montaža električnog alata stvara lokalno zagrijavanje koje potiče zavarivanje. Pomažu kontrolirani zakretni moment i sporiji rad.

Za abrazivno trošenje, a ne za adhezivno trošenje, tvrdoća je važnija izravnije, ali relevantna tvrdoća često je protupovršina, a ne dio 316. Brtva uljnog čepa 316 na dosjedu od strojno obrađenog čelika istrošit će se ovisno o tvrdoći čelika i stanju površine, a ne čepa.

Još jedan oprez. Povećanje tvrdoće hladnim radom smanjuje istezanje, a smanjeno istezanje povećava rizik od vodikove krtosti i pucanja uslijed korozije u osjetljivim okruženjima. Prava tvrdoća je najniža vrijednost koja zadovoljava mehanički zahtjev, a ne najveća moguća vrijednost.

Određivanje i kupnja dijelova od nehrđajućeg čelika 316: praktični popis za provjeru

Većina problema s tvrdoćom nastaje u fazi kotiranja. Crtež koji kaže "316 nehrđajući" bez uvjeta, ljestvice ili ograničenja ostavlja dobavljaču slobodu da pošalje sve što tvornica ima na zalihi. Sljedeća usporedba u dva stupca pokazuje što odlučiti s inženjerske strane i što napisati na narudžbenici.

Dva detalja na tom popisu imaju nesrazmjernu težinu. Prvi je prozor tvrdoće. Zahtjev s jednom vrijednošću kao što je "180 HBW" svaki će dobavljač drugačije čitati, a rezultirajući argument košta više od tolerancije. Drugo je mjesto čitanja. Na hladno oblikovanom dijelu, tvrdoća na površini i tvrdoća u jezgri mogu se razlikovati za 40 HBW ili više, tako da je u certifikatu potrebno navesti gdje je napravljeno udubljenje.

Ako se dio nabavlja kao gotova komponenta, a ne kao sirovina, zatražite od proizvođača da jednostavnim riječima opiše put procesa. Dobavljač koji može objasniti kako se hladni rad kontrolira kroz crtanje i oblikovanje te kako se tvrdoća provjerava na gotovim dijelovima, a ne samo na ulaznoj šipki, je dobavljač koji razumije zahtjev.

Kako se ispituje tvrdoća nehrđajućeg čelika 316

Ispitivanje tvrdoće izgleda jednostavno i lako je pogriješiti. Rezultati ovise o pripremi površine, debljini presjeka, stanju utiskivača i tehnici operatera, a netočno očitanje je gore od nikakvog očitanja.

Rockwell ispitivanje (ASTM E18)

Brz i široko korišten na proizvodnim podovima. B ljestvica koristi kuglu od 1/16 inča i 100 kgf, prikladnu za žarenu 316. C ljestvica koristi dijamantni stožac na 150 kgf, prikladnu samo za hladno obrađenu 316 iznad otprilike 20 HRC. Površinske vage kao što je HR15T koriste manja opterećenja za tanke presjeke. Kritični zahtjev je ravnost i debljina: ispitni komad mora biti debeo najmanje deset puta veći od dubine prodiranja, inače će na očitanje utjecati nakovanj.

Ispitivanje po Brinellu (ASTM E10)

Kugla od 10 mm pri 3000 kgf proizvodi veliki otisak koji u prosjeku izdvaja lokalne varijacije, što je čini preferiranom metodom za odljevke, otkivke i velike šipke. Kompromis je u tome što je otisak uistinu velik — otisak promjera 10 mm — pa se ne može koristiti na gotovim malim dijelovima ili tankim zidovima.

Vickersova i mikrotvrdoća (ASTM E92, E384)

Dijamantni piramidalni utiskivač omogućuje testiranje na vrlo malim elementima, pojedinačnim fazama i kaljenim slojevima. Prelazi mikrotvrdoće preko nitriranog sloja standardni su način provjere dubine kućišta. Zahtjev je dobro uglačana površina; hrapava površina raspršuje otisak i stvara raspršenje od 10 posto ili više između očitanja.

Uobičajene pogreške u testiranju

1. Ispitivanje na zakrivljenoj površini bez odgovarajućeg potpornog nakovnja, proizvodi nisko očitanje.
2. Testiranje preblizu prethodnom otisku, dopuštajući deformiranoj zoni da utječe na novo očitanje.
3. Korištenje tablice za pretvorbu izrađene za ugljični čelik na austenitnom nehrđajućem.
4. Očitavanje tvrdoće na dijelu s zaostalim naprezanjem od strojne obrade, što pomiče rezultat.
5. Prihvaćanje vrijednosti certifikata mlina bez potvrde da se ispitna lokacija podudara s navedenom.

Za kupnje koje su kritične za kvalitetu, tražite broj očitanja, njihove lokacije i njihov raspon, a ne samo prosjek. Certifikat koji navodi "175 HBW" bez dodatnih pojedinosti govori vam vrlo malo o tome je li dio uniforman.

Uobičajeni problemi s tvrdoćom 316 i kako ih spriječiti

To su problemi koji se najčešće pojavljuju u dolaznoj inspekciji i analizi grešaka na terenu. Svaki od njih ima uzrok ukorijenjen u specifikaciji ili procesu i svaki ima preventivni odgovor.

Problem: žareni materijal isporučen u skladu sa zahtjevima za hladnu obradu

Najčešća pritužba na tvrdoću. Crtež zahtijeva najmanje 240 HBW, dobavljač isporučuje standardnu ​​žarenu šipku na 170 HBW, a dijelovi kvare na prvom pregledu. Prevencija je određivanje uvjeta obrade, a ne samo vrijednosti tvrdoće, i traženje procesa procesa u ponudi.

Problem: gradijenti tvrdoće unutar jednog dijela

Hladno oblikovanje proizvodi nejednoliku deformaciju. Namotani navoj može biti 30 HBW tvrđi od drške, a dva kraja izvučene šipke mogu se razlikovati za 15 HBW. Prevencija je definirati mjesto prihvaćanja na crtežu i omogućiti realan raspon tolerancije.

Problem: tvrdoća smanjena nizvodnim toplinskim korakom

Zavarivanje, tvrdo lemljenje ili stvrdnjavanje premaza na visokoj temperaturi mogu odložiti hladni rad koji je iziskivao značajan napor. Prevencija je slijed operacija tako da svi toplinski koraci prethode konačnom hladnom oblikovanju ili odabir površinske obrade koja se odvija na niskim temperaturama.

Problem: obrada površine oštećuje otpornost na koroziju

Konvencionalno nitriranje može precipitirati kromove nitride i ostaviti dio osjetljivim na rupičastu pojavu i intergranularni napad. Prevencija je odabrati nitriranje ili pougljičavanje na niskoj temperaturi gdje je korozija bitna, te provjeriti testom korozije umjesto pretpostavke.

Problem: nagrizanje unatoč velikoj tvrdoći

Podudaranje 316 površina pri visokoj tvrdoći još uvijek žuči. Prevencija je uvođenje razlike u tvrdoći, specificiranje maziva ili promjena završne obrade površine umjesto povećanja tvrdoće.

Problem: tvrdoća iznad propisane gornje granice

Hladno vučeni 316 na 260 HBW premašuje ograničenje NACE MR0175 za kiselu upotrebu i bit će odbijen bez obzira na njegovu mehaničku izvedbu. Prevencija je potvrditi aplikacijsko okruženje prije finaliziranja rute obrade.

Često postavljana pitanja o tvrdoći nehrđajućeg čelika 316

Gdje se tvrdoća 316 uklapa u pravi dizajn komponenti

Odmaknite se od brojeva i slika je jasna. Nehrđajući čelik 316 je legura otporna na koroziju koja je umjereno jaka i može se znatno ojačati hladnim radom. Nije habajući materijal, ne reagira na toplinsku obradu, a njegova tvrdoća ovisi o tome kako je oblikovan, a ne o tome što je navedeno.

Za komponente navojnog spoja - umetke, pretvorbene matice, čepove za ulje i alat koji ih ugrađuje - to ima tri posljedice. Prvo, tvrdoća gotovog dijela mora biti sljediva do definirane rute obrade, a ne izvedena iz stupnja legure. Drugo, specifikacije tvrdoće pripadaju uz tolerancije navoja i površinsku obradu na crtežu, jer su sve tri međusobno povezane. Treće, gdje je habanje ili habanje prava briga, odgovor je obično uparivanje materijala ili odluka o podmazivanju, a ne veći broj tvrdoće.

Proizvođač koji proizvodi te dijelove u velikim količinama svakodnevno vidi posljedice. Umetci za navoje koji napuštaju tvornicu na dosljednih 220 do 260 HBW s dokumentiranim mjestima očitavanja prolaze dolaznu inspekciju i sastavljaju se na predvidljiv način. Dijelovi koji se razlikuju za 50 HBW unutar serije stvaraju jamstvene zahtjeve koje je skupo pronaći i teže spriječiti drugi put.

Povezana literatura iz naše knjižnice

Ponašanje tvrdoće nehrđajućeg čelika 316 oblikuje kako se umetci za navoj ponašaju u mekim osnovnim materijalima, gdje umetak mora rezati ili oblikovati vlastiti navoj bez deformiranja. Naša tehnička napomena o kako metalni navojni umeci poboljšavaju čvrstoću navoja u mekim materijalima prolazi kroz putanju opterećenja, ulogu tvrdoće umetka u odnosu na matičnu stranicu i načine kvara koji se pojavljuju kada je taj odnos netočno postavljen.

Za kupce koji rade u automobilskim, zrakoplovnim i željezničkim programima, praktični zaključak je da navedu uvjete obrade i mjesto prihvaćanja zajedno, te da zatraže podatke o tvrdoći gotovih dijelova umjesto da se oslanjaju samo na dolazne certifikate tvornice.