سختی فولاد ضد زنگ 316: HRB، HBW، HV، Rockwell C و راهنمای کار سرد

یک مهندس خریدار نقشه ای را برای درج محفظه گیربکس امضا می کند. روی یادداشت نوشته شده است: «316 ضد زنگ، 30 HRC». اولین عرضه کننده به نقل از نوار سرد کشیده شده است. کشتی دوم ذخایر آنیل شده را ارسال می کند و ادعا می کند که سختی آن "در حد مشخصات" است. هر دو نقل قول یک آلیاژ را توصیف می کنند، و یکی از آنها نمی تواند آنچه را که نقشه می خواهد ارائه دهد. این شکاف بین نقشه و گواهی آسیاب جایی است که اکثر مشکلات سختی 316 ضد زنگ شروع می شود.

در اینجا پاسخ کوتاه است. فولاد ضد زنگ 316 آنیل شده معمولاً اندازه گیری می کند 150 تا 190 HBW ، که تقریباً به تبدیل می شود 80 تا 95 HRB یا 155 تا 200 HV . این ماده سختی نیست. این یک درجه آستنیتی مقاوم در برابر خوردگی است و سختی آن را نمی توان با خاموش کردن یا تمپر کردن افزایش داد. تنها دو مسیر برای رسیدن به قسمت سخت‌تر 316، کار سرد است که می‌تواند سختی حجیم را به سمت بالا بکشد 350 HBW (حدود 38 HRC) و درمان‌های سطحی مانند نیترید کردن، که می‌تواند پوست بالا را بلند کند 1000 HV در حالی که هسته را دست نخورده باقی می گذارد.

همه چیزهای دیگر در این مقاله از این دو واقعیت ناشی می شود. فرقی نمی‌کند که درج‌های رزوه‌دار، شاخه‌های روغن، مهره‌های تبدیل یا بست‌ها را بخرید، سختی دریافتی به نحوه پردازش مواد بستگی دارد، نه به تهویه حرارتی روی چاپ.

316 سختی فولاد ضد زنگ: اعداد واقعاً به چه معنا هستند

سختی یک اندازه گیری مقاومت است، نه یک خاصیت ماده حک شده در سنگ. این ثبت می کند که چگونه یک فرورفتگی خاص، تحت یک بار خاص، یک سطح خاص را تغییر شکل می دهد. هر یک از آن سه را تغییر دهید و عدد حرکت می کند. به همین دلیل است که یک رقم سختی زنگ نزن 316 بدون ترازو و روش تست متصل به آن تقریباً بی معنی است.

برای ضد زنگ آستنیتی بازپخت شده، سه مقیاس بر روش تجاری غالب است:

• برینل (HBW) - یک توپ کاربید تنگستن 10 میلی متری با وزن 3000 کیلوگرم. استاندارد برای نوار، صفحه و بخش های سنگین. خواندن 316 معمولی: 150-190 HBW.
• Rockwell B (HRB) - یک توپ 1/16 اینچی با وزن 100 کیلوگرم. رایج در گواهی آسیاب برای قطعات نازک یا کوچک. خواندن 316 معمولی: 80-95 HRB.
• ویکرز (HV) - یک هرم الماس که برای فویل های نازک، لایه های سطحی و نقشه برداری ریزسختی استفاده می شود. خواندن 316 معمولی: 155-200 HV.

دو نکته عملی ارزش توجه به آن را دارد. اول، اکثر استانداردهای محصول برای میله ها و اشکال 316 و 316 لیتری a را تنظیم می کنند حداکثر سختی آنیل شده در اطراف 215 تا 223 HBW . این سقف برای تضمین شکل پذیری و عملکرد خوردگی وجود دارد، نه برای نوید دادن به استحکام. دوم، ضد زنگ آستنیتی بین مقیاس های سختی متفاوت از فولاد کربنی تبدیل می شود. یک قطعه 316 در 95 HRB استحکام کششی یکسانی با فولاد کربنی در 95 HRB ندارد. جداول تبدیل ساخته شده برای فولادهای فریتی اگر کورکورانه از آنها استفاده کنید، 10 تا 15 درصد شما را گمراه می کند.

سختی معمولی توسط فرم محصول در دمای اتاق

• میله آنیل شده سرد: 160-190 HBW
• صفحه آنیل شده نورد گرم: 150-180 HBW
• سیم آنیل شده و میله با قطر کوچک: 80-90 HRB
• لوله بدون درز، بازپخت: 70-85 HRB (HR15T روی دیواره نازک)
• میله کشش سرد، کاهش نور: 200-230 HBW
• سیم تمپر فنری: 300-380 HBW

چرا 316 Stainless را نمی توان با عملیات حرارتی سخت کرد؟

316 ضد زنگ آستنیتی است. ساختار کریستالی آن در دمای اتاق، مکعبی رو به مرکز است و از دمای برودتی تا ذوب شدن به همین شکل باقی می ماند. هیچ دگرگونی مارتنزیتی برای شروع خاموش کردن وجود ندارد، و هیچ مکانیسم بارش کاربید وجود ندارد که بتوان از آن برای تقویت توده استفاده کرد. عملیات حرارتی به سادگی سختی آلیاژ را تغییر نمی دهد.

کاری که عملیات حرارتی انجام می دهد برعکس است. بازپخت محلول، معمولاً در دمای 1040 تا 1120 درجه سانتیگراد و به دنبال آن خنک‌سازی سریع، کاربیدها را حل می‌کند و نرم‌ترین، انعطاف‌پذیرترین و مقاوم‌ترین شرایط موجود در برابر خوردگی را ایجاد می‌کند. اگر یک تامین کننده به شما بگوید که "316 تا 40 HRC عملیات حرارتی شده است"، این بیانیه از نظر فنی برای مواد فله غیرممکن است. چیز دیگری در حال وقوع است، و ارزش آن را دارد که بفهمیم چه چیزی.

سه مکانیسمی که سختی 316 را تغییر می دهند

1. کار سرد. نورد، کشیدن، چرخاندن، نورد نخ و شات پین همگی باعث دررفتگی می شوند. کار ضد زنگ آستنیتی به سرعت سفت می شود و در دمای اتاق اثر خود را حفظ می کند. این تنها راه برای افزایش سختی حجیم است.
2. درمان های انتشار سطحی نیترید کردن، کربورسازی و نیتروکربوریزه کردن، نیتروژن یا کربن بینابینی را به لایه بیرونی وارد می کند. سختی به شدت افزایش می یابد، اما فقط در ده ها میکرون از سطح.
3. پوشش و آبکاری. کروم سخت، نیکل الکترولس و اسپری حرارتی مواد متفاوتی را روی سطح می‌گذارند. سختی بستر بدون تغییر است.

این تمایز از نظر تجاری اهمیت دارد. یک قطعه 316 سرد کار شده و یک قطعه 316 نیترید شده می توانند سختی سطح یکسانی را گزارش کنند و در سرویس کاملاً متفاوت رفتار کنند. قسمت سرد کار شده در تمام طول آن مستحکم است و کمی کمتر در برابر خوردگی مقاوم است. قسمت نیترید شده دارای پوسته سختی روی یک هسته نرم و انعطاف پذیر است و مقاومت در برابر خوردگی آن ممکن است به میزان قابل توجهی کاهش یابد مگر اینکه فرآیند به دقت کنترل شود.

316 تبدیل سختی ضد زنگ: HBW، HV، HRB و HRC

جدول زیر تبدیل های تقریبی را در محدوده ای که در هنگام تعیین یا بازرسی 316 قطعه ضد زنگ با آن مواجه خواهید شد، نشان می دهد. ستون مقاومت کششی فقط نشان دهنده است و رفتار آستنیتی معمولی را نشان می دهد، نه یک رابطه تضمین شده. همیشه مشخصات مواد حاکم را برای برنامه خود تأیید کنید.

سه هشدار در مورد خواندن این جدول. اولین مورد این است که ستون های HRB و HRC بر اساس طراحی با هم همپوشانی ندارند. Rockwell B بیش از 100 HRB غیرقابل اعتماد می شود زیرا فرورفتگی توپ خیلی عمیق فرو می رود و Rockwell C زیر تقریباً 20 HRC غیرقابل اعتماد می شود زیرا الماس بیش از حد نفوذ می کند. بین این دو نقطه یک شکاف تبدیلی وجود دارد که استانداردها بسته نمی‌شوند، به همین دلیل است که ردیف خدمات ترش در بالا از یک معادل برینل به جای رقم HRB استفاده می‌کند.

هشدار دوم مربوط به ستون مقاومت کششی است. ضد زنگ آستنیتی در یک سختی مشخص استحکام کششی بیشتری نسبت به فولاد کربنی در سختی یکسان دارد، زیرا آلیاژ در طول آزمایش کشش خود سخت می‌شود. تبدیل سختی 316 به استحکام با استفاده از میز فولاد کربنی آن را دست کم می گیرد.

هشدار سوم در مورد اندازه بخش است. یک سیم با قطر 3 میلی متر و یک میله با قطر 60 میلی متر به همان روش آزمایش پاسخ نمی دهند و نیازی به این کار ندارند. سختی در مقاطع نازک باید با مقیاس راکول سطحی اندازه‌گیری شود یا به ویکرز تبدیل شود، نه اینکه مجبور به خواندن برینل شود که هندسه آن را پشتیبانی نمی‌کند.

چگونه کار سرد سختی ضد زنگ 316 را تغییر می دهد

کار سرد اهرم تجاری اولیه برای سختی 316 است. عملیات شکل‌دهی فلز که به سختی سوزن را روی فولاد کم کربن حرکت می‌دهد، می‌تواند قدرت تسلیم فولاد زنگ نزن آستنیتی را دو برابر کند، زیرا آلیاژ با سرعتی تقریباً چهار تا شش برابر بیشتر سخت می‌شود. درک این منحنی تفاوت بین تعیین قطعه ای است که در هنگام مونتاژ زنده می ماند و بخشی که در ماه اول ترک می خورد.

رابطه خطی نیست. کاهش های کوچک در 10 درصد اول تغییر شکل، افزایش سختی زیادی ایجاد می کند، زیرا ساختار آنیل شده فضای زیادی برای جمع آوری نابجایی ها دارد. فراتر از حدود 25 درصد کاهش، منحنی مسطح می شود و هر نقطه درصد اضافی، سختی کمتری را خریداری می کند در حالی که شکل پذیری بیشتری مصرف می کند. همچنین یک اثر جهت دار وجود دارد: میله های سرد کشیده در امتداد محور کشش سخت تر از عرض آن است و بررسی سختی در اطراف محیط میله کشیده شده می تواند گستردگی 10 تا 20 HBW را نشان دهد.

میله های بالا یک پنجره عملیاتی گسترده را به شش نقطه معرف فشرده می کنند. با خواندن از چپ به راست، دو نوار اول موادی را توصیف می‌کنند که آسیاب را در نرم‌ترین و مقاوم‌ترین حالت در برابر خوردگی قرار می‌دهند و همان چیزی است که اکثر خریداران درج نخ و بست به طور پیش‌فرض دریافت می‌کنند. با حرکت به سمت میله سوم، کشش سرد سبک تقریباً 10 درصد سختی را حدود 30 HBW افزایش می دهد که اغلب برای بهبود کیفیت نخ ماشینکاری شده بدون آسیب به شکل پذیری کافی است.

میله‌های چهارم و پنجم وسط محدوده کار سرد را نشان می‌دهند، جایی که معمولاً استوک بست‌های خودرو و هوافضا قرار دارد. با کاهش 15 درصدی، سختی به حدود 230 HBW افزایش می یابد و قدرت تسلیم از 700 مگاپاسکال بالاتر می رود، در حالی که ازدیاد طول بالای 25 درصد باقی می ماند. با کاهش 30 درصدی، سختی به 260 HBW نزدیک می‌شود، استحکام تسلیم بیش از 800 مگاپاسکال است و ازدیاد طول به 15 درصد کاهش می‌یابد.

نوار نهایی نشان دهنده سیم تمپر فنری است که در آن کاهش 50 درصدی یا بیشتر سختی فشار بیش از 350 HBW. ماده در این سطح واقعاً قوی است، اما به حدی است که ضد زنگ آستنیتی می تواند بپذیرد. شعاع خمشی سخت می‌شود، حساسیت به ترک خوردگی در برابر خوردگی تنشی افزایش می‌یابد، و هر گونه عملیات جوشکاری یا لحیم کاری ثانویه سختی را که با دقت تولید شده است از بین می‌برد.

سه مفهوم عملی به دنبال دارد. اولاً، 316 سرد کار شده یک ماده واحد نیست - یک خانواده شرایط است، و یک سفارش خرید که فقط "316 ضد زنگ" را می گوید، معمولاً نسخه آنیل شده را تحویل می دهد. دوم، شیب سختی در یک بخش سرد شکل واقعی است. یک نخ نورد شده بر روی یک درج سرد می تواند 20 تا 30 HBW سخت تر از ساقه زیر آن باشد که معمولاً مفید است اما بازرسی را پیچیده می کند. سوم، هر عملیات حرارتی بعدی بالاتر از تقریباً 400 درجه سانتیگراد شروع به شل کردن ساختار نابجایی و کاهش سختی می کند، بنابراین جوشکاری، لحیم کاری یا عمل آوری در دمای بالا باید بر اساس سختی مورد نیاز برنامه ریزی شود، نه بعد از آن.

سختی 316 در مقابل 316L: درجه کم کربن چقدر نرمتر است؟

تفاوت بین 316 و 316L به کربن برمی گردد. استاندارد 316 تا 0.08 درصد کربن مجاز است. 316L آن را در 0.03 درصد پوشش می دهد. این یک تغییر کوچک در شیمی با تأثیر قابل اندازه گیری بر سختی، استحکام و جوش پذیری است.

در شرایط آنیل شده، 316L تقریباً کار می کند 10 تا 15 HBW نرم تر از 316. جایی که 316 در 160-180 HBW فرود می آید، 316L معمولاً در 140-160 HBW فرود می آید. این شکاف به اندازه‌ای کوچک است که بسیاری از نقشه‌ها این دو را قابل تعویض می‌دانند و به اندازه‌ای بزرگ است که وقتی پنجره سختی محکم است اهمیت پیدا کند.

تحت کار سرد شکاف کم می شود اما بسته نمی شود. کربن کمتر به معنای استحکام محلول جامد کمی کمتر و میزان سختی کار کمی کمتر است، بنابراین 316L با کاهش کمی بیشتر به سختی معینی می رسد. در عمل تفاوت در 20 درصد کار سرد در حد 5 تا 10 HBW است.

جایی که انتخاب واقعا مهم است

قانون عملی: زمانی که به حداکثر سختی از کار سرد نیاز دارید و قطعه جوش نمی شود، 316 را انتخاب کنید. زمانی که قطعه جوش داده می شود، زمانی که کلریدها را در دمای بالا می بیند یا زمانی که سختی یک نگرانی ثانویه در پس مقاومت در برابر خوردگی است، 316L را انتخاب کنید. اگر نقشه ای 316 را بخواهد اما قطعه در حین مونتاژ جوش داده شود، این یک تضاد مشخصات است که ارزش حل کردن را قبل از تولید دارد، نه بعد از خرابی.

سفت شدن سطح 316 Stainless: نیتریدینگ، کربورسازی و پوشش

هنگامی که سختی حجیم توسط متالورژی آلیاژ پوشش داده می شود، گزینه باقی مانده سخت شدن فقط سطح است. چندین فرآیند این کار را انجام می دهند، و هر کدام یک مبادله مشخص در عملکرد خوردگی، تغییر ابعاد و عمق لایه دارند.

• نیترید کردن گاز یا پلاسما معمولی. در دمای 500 تا 580 درجه سانتیگراد انجام می شود. سختی سطح را در محدوده 1000 تا 1700 HV ایجاد می کند، اما بارش نیترید کروم کروم را از ماتریس جدا می کند و می تواند مقاومت در برابر خوردگی را به طور جدی کاهش دهد. عمق لایه معمولاً 20 تا 100 میکرون است.
• نیتریدینگ در دمای پایین (فاز S). زیر 450 درجه سانتیگراد هدایت می شود. نیتروژن به جای تشکیل نیترید در محلول جامد بین بافتی باقی می ماند، بنابراین مقاومت در برابر خوردگی تا حد زیادی حفظ می شود. سختی سطح 1000 تا 1200 HV با عمق لایه 10 تا 30 میکرون قابل دستیابی است.
• کربورسازی در دمای پایین اصل مشابه با کربن به جای نیتروژن. سختی سطح حدود 700 تا 900 HV با حفظ مقاومت در برابر خوردگی عالی، اما زمان چرخه طولانی تر.
• آبکاری کروم سخت. یک لایه 700 تا 1000 HV را رسوب می دهد که معمولاً 10 تا 50 میکرون ضخامت دارد. مقاومت در برابر سایش خوب اما مزایای خوردگی محدود و بار انطباق محیطی شناخته شده است.
• نیکل بدون برق حدود 500 تا 600 HV به عنوان رسوب داده شده، که پس از پخت به 900 HV افزایش می یابد. پوشش یکنواخت در هندسه پیچیده، اما لایه می تواند تحت بارهای نقطه ای بالا تراشه کند.

پیامدهای بعدی مستحق توجه هستند. یک لایه نیترید شده قطعه را چند میکرون و یک لایه آبکاری شده 5 تا 50 میکرون در هر طرف بسته به ضخامت آن رشد می کند. روی یک درج نخ با تحمل قطر گام کنترل شده، این رشد می تواند قطعه را از نوار پذیرش خارج کند. درج های سطحی سخت شده باید قبل از درمان با کمک هزینه رشد ساخته شده ابعاد داده شوند و فرآیند آبکاری یا انتشار باید در کنار تحمل نخ مشخص شود.

برای اتصالات رزوه ای، سخت شدن سطح به ندرت اولین پاسخ درست است. ضریب اصطکاک را تغییر می دهد، که رابطه گشتاور-کشش را تغییر می دهد، که باعث تغییر پیش بار در اتصال می شود. یک درج 316 نرم‌تر اما از نظر ابعادی سازگار، اغلب از یک درج با روکش سخت بهتر عمل می‌کند، فقط به این دلیل که گشتاور مجموعه به‌طور قابل پیش‌بینی رفتار می‌کند.

316 سختی ضد زنگ در درج ها و بست های رزوه ای

درج های رزوه ای یک مطالعه موردی در مورد اینکه چرا سختی بیش از آنچه که تعداد سطح نشان می دهد اهمیت دارد. یک درج باید سه کار را همزمان انجام دهد: یک پیچ را در پیش بارگذاری نامی نگه دارد، از چرخه های مونتاژ مکرر جان سالم به در ببرد و در مقابل یک پیچ ضد زنگ جفت شونده مقاومت کند. سختی هر سه را تحت تأثیر قرار می دهد، و این کار را به روش هایی انجام می دهد که همیشه شهودی نیستند.

یک استاندارد بگیرید درج رزوه ای از جنس استنلس استیل در 316. آنیل شده در 160-180 HBW، به اندازه ای نرم است که در اولین سفت شدن کمی تغییر شکل می دهد، که به آن کمک می کند تا با نخ اصلی مطابقت داشته باشد، اما همچنین به این معنی است که رزوه درج بیشترین گشتاور بیش از حد را می گیرد. همان درج در 316 سرد کار شده در 250-280 HBW در برابر تغییر شکل بهتر مقاومت می کند، اما بیشتر مستعد داغ شدن است، زیرا سختی بالاتر توانایی مواد را برای تطبیق با تماس نرمی در مقیاس میکرو کاهش می دهد.

درج نخ فولادی ضد زنگ درج‌های رزوه‌ای از فولاد ضد زنگ، بست‌هایی هستند که برای تقویت اتصالات رزوه‌دار طراحی شده‌اند. بر خلاف درج های استاندارد، آنها از فولاد ضد زنگ ساخته شده اند. مشاهده محصول →

درج های خود ضربه ای چین و چروک بیشتری را اضافه می کنند. این قطعات نخ خود را در ماده اصلی برش می دهند یا تشکیل می دهند، بنابراین درج باید سخت تر از میزبان باشد. در آلومینیوم و منیزیم، که سختی میزبان اغلب زیر 100 HBW است، یک درج 316 آنیل شده در 170 HBW دارای حاشیه کافی است. در هاست های چدنی یا فولادی ملایم، حاشیه باریک می شود و درج به کار سرد یا آلیاژ سخت تری برای برش تمیز نیاز دارد. این یکی از دلایلی است که درج های فولادی کربنی در میزبان های آهنی رایج باقی می مانند: نه به این دلیل که ارزان تر هستند، بلکه به این دلیل که رابطه سختی کار می کند.

درج های نخ سیم دوباره رفتار متفاوتی دارند. از آنجایی که آنها از سیم نورد شده به سطح مقطع الماسی تشکیل می شوند، کار سردی که در طول کشیدن و شکل دهی سیم ایجاد می شود، قابل توجه است. یک درج سیم 316 معمولی 300 تا 400 HV دارد که به طور قابل توجهی سخت تر از یک درج جامد آنیل شده از همان آلیاژ است. این سختی چیزی است که به گیره‌های لنگر درج اجازه می‌دهد تا در برابر فشار وارد شوند و سیم پیچ در برابر بیرون کشیدن مقاومت کند.

درج نخ سیم بدون درهم درج رزوه سیم بدون درز که با نام "آستین پیچ سیم فولادی بدون دسته نصب" نیز شناخته می شود، نوعی آستین پیچ سیم فولادی (رزوه دار) است. نوعی آستین ابریشمی. تی... مشاهده محصول →

برای شاخه‌های روغن و مهره‌های تبدیل، اولویت سختی به سمت دوام نخ در برداشتن مکرر تغییر می‌کند. یک پلاگین تخلیه که در هر بازه زمانی سرویس برداشته و دوباره نصب می‌شود، می‌تواند صدها چرخه مونتاژ را در طول عمر خودرو جمع کند. 316 سرد کار شده در 220-260 HBW تعداد چرخه را بدون تغییر شکل رزوه قابل مشاهده کنترل می کند. مواد کاملا آنیل شده در 160 HBW در چند رزوه اول در عرض صد سیکل صاف شدن را نشان خواهند داد.

تطبیق سختی درج با مواد میزبان

به ردیف ضد زنگ روی ضد زنگ توجه کنید. هنگامی که درج و بست جفتی هر دو ضد زنگ آستنیتی با سختی مشابه هستند، جوش سرد و گالینگ به حالت شکست غالب تبدیل می‌شوند، و پاسخ معمولاً سخت‌تر کردن یکی نیست، بلکه تغییر شرایط اصطکاک است - روان‌کننده دی سولفید مولیبدن، پوشش سطحی متفاوت، یا یک آلیاژ غیر مشابه جفت شده با پیچ‌های A230 یا A230.

استانداردهایی که 316 محدودیت سختی ضد زنگ را تعیین می کنند

محدودیت های سختی برای 316 به ندرت از خود آلیاژ ناشی می شود. آنها از استاندارد محصول، استاندارد کاربرد، یا نقشه مهندسی مشتری می آیند. دانستن اینکه کدام سند حاکم است اولین قدم در هر اختلاف سختی است.

محدودیت NACE سزاوار توجه ویژه است زیرا محدودیتی است که اغلب از دست می رود. در سرویس ترش، حساسیت به ترک تنش سولفید با سختی افزایش می‌یابد و سقف 22 HRC یک مرز سخت است. یک بار 316 بار سرد در 280 HBW ممکن است تمام نیازهای مکانیکی در نقشه را برآورده کند و همچنان کاملاً رد شود زیرا از حد مجاز خدمات ترش فراتر می رود. اگر برنامه شما با نفت و گاز تماس دارد، قبل از بررسی استحکام، سختی را بررسی کنید.

آیا سختی بالاتر به معنای مقاومت در برابر سایش و ضربه زدن بهتر است؟

قابل اعتماد نیست، و اینجاست که بسیاری از انتخاب مواد با نیت خوب اشتباه می کنند. سختی با مقاومت سایشی برای بسیاری از مواد مرتبط است، اما فولاد زنگ نزن آستنیتی یک مورد خاص است و به طور خاص گالری از منحنی سختی پیروی نمی کند.

گالینگ سایش چسب است. تحت بار، ناهمواری‌ها روی دو سطح جفت‌شونده به صورت سرد به هم جوش داده می‌شوند، سپس پاره می‌شوند، مواد را انتقال می‌دهند و سطح را زبر می‌کنند. این روند تسریع می شود زیرا سطح پاره شده فلز تازه و بدون اکسید را در معرض دید قرار می دهد. ضد زنگ آستنیتی به ویژه مستعد ابتلا به آن است زیرا لایه اکسید کروم غیرفعال به آرامی اصلاح می شود و فلز زیرین بسیار انعطاف پذیر است.

افزایش سختی تنها در صورتی کمک می کند که رفتار چسب را تغییر دهد. دو سطح 316 در 300 HBW همچنان تحت فشار تماس بالا با یکدیگر برخورد خواهند کرد. دو سطح 316 در 160 HBW نیز صفر می شوند. متغیرهایی که در واقع نتیجه را تغییر می دهند عبارتند از:

• دیفرانسیل سختی فاصله 100 HBW بین قطعات جفت شونده به طور قابل ملاحظه ای خطر گاز گرفتگی را کاهش می دهد. به همین دلیل است که پیچ‌های سخت‌شده ضد زنگ همراه با درج‌های ضدزنگ نرم‌تر بهتر از جفت‌های همسان کار می‌کنند.
• پرداخت سطح. رزوه های نورد شده با سختی یکسان کمتر از نخ های برش خورده هستند، زیرا سطح نورد شده در ناحیه تماس صاف تر و سخت تر می شود.
• روغن کاری. یک روان کننده لایه خشک یا ترکیب ضد گیر، تماس فلز با فلز را قطع می کند که فرآیند چسبندگی را آغاز می کند.
• فشار تماس. نگه داشتن فشار کناری رزوه کمتر از تقریباً 50 درصد استحکام تسلیم، شروع تلفات را به طور چشمگیری به تاخیر می اندازد.
• سرعت مونتاژ و دما مونتاژ سریع ابزار برقی گرمایش موضعی ایجاد می کند که باعث تقویت جوش می شود. گشتاور کنترل شده و کاهش سرعت پایین تر کمک می کند.

برای سایش ساینده به جای سایش چسب، سختی به طور مستقیم اهمیت دارد، اما سختی مربوطه اغلب به جای قسمت 316، سطح مقابل است. مهر و موم شمع روغن 316 بر روی صندلی فولادی ماشینکاری شده بر اساس سختی و شرایط سطح فولاد، نه شمع، سایش می شود.

یک احتیاط دیگر افزایش سختی با کار سرد باعث کاهش ازدیاد طول می شود و کاهش ازدیاد طول خطر تردی هیدروژنی و ترک خوردگی تنشی را در محیط های حساس افزایش می دهد. سختی مناسب کمترین مقداری است که نیاز مکانیکی را برآورده می کند، نه بالاترین میزان قابل دستیابی.

تعیین و خرید 316 قطعات ضد زنگ: یک چک لیست عملی

اکثر مشکلات سختی در مرحله نقل قول منشا می گیرند. طرحی که می‌گوید «316 ضد زنگ» بدون شرط، مقیاس یا محدودیت، عرضه‌کننده را آزاد می‌گذارد تا هر آنچه را که کارخانه در انبار داشت ارسال کند. مقایسه دو ستونی زیر مشخص می‌کند که در بخش مهندسی چه تصمیمی بگیرید و چه چیزی در سفارش خرید بنویسید.

دو جزئیات در آن لیست وزن نامتناسبی دارند. اولین مورد پنجره سختی است. الزامات تک ارزشی مانند "180 HBW" توسط هر تامین کننده به طور متفاوت خوانده می شود و استدلال حاصل بیش از تحمل هزینه دارد. دوم محل مطالعه است. در یک قطعه سرد، سختی در سطح و سختی در هسته می تواند 40 HBW یا بیشتر متفاوت باشد، بنابراین گواهی باید بگوید که در کجا فرورفتگی ایجاد شده است.

در جایی که یک قطعه به‌عنوان یک جزء تمام‌شده به‌جای مواد خام تهیه می‌شود، از سازنده بخواهید که مسیر فرآیند را به‌صورت ساده توصیف کند. تأمین‌کننده‌ای که می‌تواند توضیح دهد که چگونه کار سرد از طریق کشش و شکل‌دهی کنترل می‌شود، و چگونه سختی روی قطعات نهایی به‌جای فقط روی نوار ورودی تأیید می‌شود، تأمین‌کننده‌ای است که نیاز را درک می‌کند.

نحوه تست سختی ضد زنگ 316

تست سختی ساده به نظر می رسد و به راحتی اشتباه می شود. نتایج به آماده‌سازی سطح، ضخامت بخش، شرایط دندانه‌دار و تکنیک عملگر بستگی دارد و قرائت نادرست بدتر از عدم خواندن است.

تست راکول (ASTM E18)

سریع و به طور گسترده در کف های تولیدی استفاده می شود. ترازو B از یک توپ 1/16 اینچی و 100 کیلوگرم بر وزن، مناسب برای 316 آنیل شده استفاده می کند. ترازو C از مخروط الماس با وزن 150 کیلوگرم استفاده می کند، که فقط برای 316 سرد کار شده بالای 20 HRC مناسب است. ترازوهای سطحی مانند HR15T از بارهای کمتری برای مقاطع نازک استفاده می کنند. شرط حیاتی صافی و ضخامت است: قطعه آزمایش باید حداقل ده برابر عمق نفوذ ضخامت داشته باشد، در غیر این صورت خوانش تحت تأثیر سندان قرار می گیرد.

تست برینل (ASTM E10)

توپ 10 میلی‌متری در 3000 کیلوگرم برف، تأثیر بزرگی ایجاد می‌کند که تغییرات محلی را به طور میانگین نشان می‌دهد، که آن را به روش ترجیحی برای ریخته‌گری، آهنگری و میله‌های بزرگ تبدیل می‌کند. نقطه مقابل این است که برداشت واقعاً بزرگ است - ردپایی با قطر 10 میلی متر - بنابراین نمی توان آن را روی قطعات کوچک تمام شده یا دیوارهای نازک استفاده کرد.

ویکرز و میکروسختی (ASTM E92, E384)

فرورفتگی هرم الماسی امکان آزمایش بر روی ویژگی های بسیار کوچک، فازهای جداگانه و لایه های سخت شده را فراهم می کند. پیمایش میکروسختی در یک لایه نیترید شده راه استانداردی برای تأیید عمق کیس است. مورد نیاز یک سطح خوب صیقلی است. یک سطح ناهموار اثر را پراکنده می کند و بین خوانش ها پراکندگی 10 درصد یا بیشتر ایجاد می کند.

اشتباهات رایج تست

1. آزمایش بر روی یک سطح منحنی بدون سندان نگهدارنده مناسب، تولید خوانش پایین.
2. آزمایش بسیار نزدیک به برداشت قبلی، اجازه می دهد منطقه تغییر شکل یافته بر خواندن جدید تأثیر بگذارد.
3. با استفاده از یک جدول تبدیل ساخته شده برای فولاد کربنی روی ضد زنگ آستنیتی.
4. خواندن سختی روی یک قطعه با تنش پسماند از ماشین کاری، که نتیجه را تغییر می دهد.
5. پذیرش ارزش گواهی کارخانه بدون تأیید اینکه محل آزمایش با مکان مشخص شده مطابقت دارد.

برای خریدهایی که از نظر کیفیت مهم هستند، به جای میانگین، تعداد مطالعه ها، مکان آنها و گسترش آنها را بپرسید. گواهینامه ای که "175 HBW" را گزارش می کند بدون جزئیات اضافی، اطلاعات کمی در مورد یکنواخت بودن قطعه به شما می گوید.

مشکلات رایج 316 سختی و نحوه جلوگیری از آنها

اینها مسائلی هستند که اغلب در بازرسی ورودی و تجزیه و تحلیل خرابی میدان نشان داده می شوند. هر یک علتی دارد که ریشه در مشخصات یا فرآیند دارد و هر کدام یک پاسخ پیشگیرانه دارند.

مشکل: مواد آنیل شده در برابر نیاز کار سرد عرضه شده است

شایع ترین شکایت سختی. یک نقشه حداقل 240 HBW را می طلبد، تامین کننده میله آنیل شده استاندارد را در 170 HBW ارسال می کند، و قطعات در اولین بازرسی از کار می افتند. پیشگیری، مشخص کردن شرایط پردازش است، نه فقط مقدار سختی، و درخواست مسیر فرآیند در نقل قول.

مشکل: گرادیان سختی در یک قطعه

شکل دهی سرد باعث ایجاد کرنش غیر یکنواخت می شود. یک نخ نورد شده می تواند 30 HBW سخت تر از ساقه باشد و دو سر یک میله کشیده شده می تواند 15 HBW متفاوت باشد. پیشگیری عبارت است از تعیین محل پذیرش روی نقشه و اجازه دادن به یک نوار تحمل واقعی.

مشکل: سختی با یک پله حرارتی پایین دست کاهش می یابد

جوشکاری، لحیم کاری یا درمان پوشش در دمای بالا می تواند کار سردی را که برای تولید آن تلاش زیادی انجام شده است، از بین ببرد. پیشگیری عبارت است از ترتیب دادن عملیات به گونه ای که تمام مراحل حرارتی مقدم بر شکل گیری سرد نهایی باشد یا انتخاب سطحی که در دمای پایین اجرا می شود.

مشکل: درمان سطحی که به مقاومت در برابر خوردگی آسیب می رساند

نیترید کردن معمولی می تواند نیتریدهای کروم را رسوب دهد و قسمت را در برابر حمله حفره ای و بین دانه ای آسیب پذیر کند. پیشگیری عبارت است از انتخاب نیتریدینگ یا کربورسازی در دمای پایین در جایی که خوردگی اهمیت دارد و به جای فرض، با آزمایش خوردگی تأیید شود.

مشکل: گاز گرفتن با وجود سختی بالا

مطابق با 316 سطح با سختی بالا هنوز هم صفرا. پیشگیری عبارت است از معرفی یک تفاوت سختی، تعیین یک روان کننده، یا تغییر سطح پرداخت به جای بالا بردن سختی.

مشکل: سختی بالای سقف تنظیمی

316 سرد در 260 HBW بیش از حد NACE MR0175 برای سرویس ترش است و صرف نظر از عملکرد مکانیکی آن رد می شود. پیشگیری، تأیید محیط برنامه قبل از نهایی کردن مسیر پردازش است.

سوالات متداول در مورد سختی ضد زنگ 316

جایی که سختی 316 در طراحی اجزای واقعی مناسب است

از اعداد عقب نشینی کنید و تصویر ساده است. 316 ضد زنگ یک آلیاژ مقاوم در برابر خوردگی است که از نظر استحکام نسبتاً بالایی دارد و با کار سرد می توان آن را به میزان قابل توجهی قوی تر کرد. این ماده سایش نیست، به عملیات حرارتی پاسخ نمی دهد و سختی آن به جای آنچه مشخص شده است، تابعی از نحوه تشکیل آن است.

برای اجزای اتصال رزوه ای - درج ها، مهره های تبدیل، شاخه های روغن و ابزاری که آنها را نصب می کند - سه نتیجه دارد. اول، سختی یک قطعه تمام شده باید تا یک مسیر پردازش تعریف شده قابل ردیابی باشد، نه اینکه از درجه آلیاژ استنتاج شود. دوم، مشخصات سختی در کنار تلورانس های رزوه و پرداخت سطح روی نقشه تعلق دارند، زیرا هر سه با هم تعامل دارند. سوم، در جایی که داغ شدن یا سایش نگرانی واقعی است، پاسخ معمولاً جفت شدن مواد یا تصمیم روانکاری است تا عدد سختی بالاتر.

سازنده ای که این قطعات را با حجم تولید می کند روزانه عواقب آن را می بیند. درج‌های نخی که کارخانه را در 220 تا 260 HBW ثابت با مکان‌های خواندن مستند ترک می‌کنند، بازرسی ورودی را پشت سر می‌گذارند و به‌طور قابل پیش‌بینی مونتاژ می‌شوند. قطعاتی که 50 HBW در یک دسته تغییر می‌کنند، ادعاهای گارانتی را ایجاد می‌کنند که ردیابی آن گران است و جلوگیری از بار دوم دشوارتر است.

مطالب مرتبط از کتابخانه ما

رفتار سختی 316 ضد زنگ نحوه عملکرد درج‌های نخ در مواد مادر نرم را شکل می‌دهد، جایی که درج باید نخ خود را بدون تغییر شکل بریده یا تشکیل دهد. یادداشت فنی ما در چگونه درج های نخ فلزی استحکام نخ را در مواد نرم بهبود می بخشد از طریق مسیر بارگذاری، نقش سختی درج نسبت به میزبان، و حالت‌های خرابی که در صورت تنظیم نادرست آن رابطه ظاهر می‌شوند، عبور می‌کند.

برای خریدارانی که در برنامه‌های خودروسازی، هوافضا و راه‌آهن کار می‌کنند، راهکار عملی این است که شرایط پردازش و محل پذیرش را با هم مشخص کنند، و به‌جای تکیه بر گواهی‌های کارخانه دریافتی، داده‌های سختی را در قطعات نهایی درخواست کنند.