วิศวกรฝ่ายจัดซื้อลงนามในแบบร่างสำหรับส่วนแทรกตัวเรือนเกียร์ หมายเหตุอ่านว่า "สแตนเลส 316, 30 เหล็กแผ่นรีดร้อน" ซัพพลายเออร์รายแรกเสนอราคาแท่งดึงเย็น เรือลำที่สองอบอ่อนสต็อกและอ้างว่าความแข็ง "อยู่ในข้อมูลจำเพาะ" คำพูดทั้งสองอธิบายโลหะผสมชนิดเดียวกัน และหนึ่งในนั้นไม่สามารถส่งมอบสิ่งที่แบบขอได้ ช่องว่างระหว่างแบบและใบรับรองโรงสีคือจุดที่ปัญหาความแข็งของสเตนเลส 316 ส่วนใหญ่เริ่มต้นขึ้น
นี่คือคำตอบสั้น ๆ โดยทั่วไปแล้วสแตนเลส 316 อบอ่อนจะวัด 150 ถึง 190 HBW ซึ่งแปลงเป็นค่าประมาณ 80 ถึง 95 HRB หรือ 155 ถึง 200 เอชวี . นั่นไม่ใช่วัสดุแข็ง เป็นเกรดออสเทนนิติกที่ทนต่อการกัดกร่อน และไม่สามารถเพิ่มความแข็งได้โดยการชุบแข็งหรือการแบ่งเบาบรรเทา เพียงสองเส้นทางไปยังชิ้นส่วน 316 ที่แข็งกว่าคืองานเย็น ซึ่งสามารถดันความแข็งเทอะทะเข้าหาได้ 350 HBW (ประมาณ 38 HRC) และการปรับสภาพพื้นผิว เช่น ไนไตรดิ้ง ซึ่งสามารถยกผิวด้านบนได้ 1,000 เอชวี ในขณะที่ปล่อยแกนกลางไว้โดยไม่มีใครแตะต้อง
ทุกสิ่งทุกอย่างในบทความนี้ตามมาจากข้อเท็จจริงทั้งสองนี้ ไม่ว่าคุณจะซื้อเม็ดมีดแบบเกลียว ปลั๊กน้ำมัน น็อตแปลง หรือตัวยึด ความแข็งที่คุณได้รับจะขึ้นอยู่กับวิธีการประมวลผลวัสดุ ไม่ใช่การเสริมความร้อนบนงานพิมพ์
ความแข็งของเหล็กกล้าไร้สนิม 316: ตัวเลขหมายถึงอะไรจริงๆ
ความแข็งเป็นการวัดความต้านทาน ไม่ใช่คุณสมบัติของวัสดุที่แกะสลักไว้ในหิน โดยจะบันทึกว่าหัวกดเฉพาะเจาะจงเปลี่ยนรูปพื้นผิวเฉพาะอย่างไรภายใต้น้ำหนักบรรทุกเฉพาะ เปลี่ยนอันใดอันหนึ่งของทั้งสามอันนั้นและตัวเลขจะเคลื่อนไหว นั่นคือเหตุผลว่าทำไมค่าความแข็งของสเตนเลส 316 ที่ไม่มีสเกลและวิธีการทดสอบจึงแทบไม่มีความหมายเลย
สำหรับสเตนเลสออสเทนนิติกอบอ่อน เครื่องชั่งสามแบบมีอิทธิพลเหนือแนวทางปฏิบัติเชิงพาณิชย์:
- บริเนล (HBW) - ลูกบอลทังสเตนคาร์ไบด์ 10 มม. ที่ 3,000 กก. มาตรฐานสำหรับแท่ง แผ่นเพลท และส่วนที่มีน้ำหนักมาก การอ่านค่า 316 โดยทั่วไป: 150-190 HBW
- ร็อคเวลล์ บี (HRB) - ลูกบอลขนาด 1/16 นิ้ว หนัก 100 กก. ใบรับรองทั่วไปในโรงงานสำหรับชิ้นส่วนบางหรือขนาดเล็ก การอ่านค่าทั่วไป 316: 80-95 HRB
- วิคเกอร์ส (HV) — พีระมิดเพชร ใช้สำหรับฟอยล์บาง ชั้นพื้นผิว และการทำแผนที่ความแข็งระดับไมโคร การอ่านค่า 316 โดยทั่วไป: 155-200 HV
สองประเด็นที่เป็นประโยชน์ควรค่าแก่การยึดมั่น ประการแรก มาตรฐานผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่สำหรับแท่งและรูปทรง 316 และ 316ล กำหนดไว้ สูงสุด ความแข็งอบอ่อนรอบ 215 ถึง 223 HBW . เพดานนั้นมีไว้เพื่อรับประกันความเหนียวและประสิทธิภาพการกัดกร่อน ไม่ใช่เพื่อรับประกันความแข็งแกร่ง ประการที่สอง สเตนเลสออสเทนนิติกจะแปลงระหว่างระดับความแข็งที่แตกต่างจากเหล็กกล้าคาร์บอน ชิ้นส่วน 316 ที่ 95 HRB นั้นมีความต้านทานแรงดึงไม่เท่ากันกับเหล็กกล้าคาร์บอนที่ 95 HRB ตารางการแปลงที่สร้างขึ้นสำหรับเหล็กเฟอร์ริติกจะทำให้คุณเข้าใจผิดประมาณ 10 ถึง 15 เปอร์เซ็นต์หากคุณใช้โดยไม่ตั้งใจ
ความแข็งโดยทั่วไปตามรูปแบบผลิตภัณฑ์ที่อุณหภูมิห้อง
- บาร์อบอ่อนสำเร็จรูปเย็น: 160-190 HBW
- แผ่นอบอ่อนรีดร้อน: 150-180 HBW
- ลวดอบอ่อนและแท่งเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก: 80-90 HRB
- ท่อไร้รอยต่อ อบอ่อน: 70-85 HRB (HR15T บนผนังบาง)
- แท่งดึงเย็น ลดแสง: 200-230 HBW
- ลวดสปริงเทมเปอร์: 300-380 HBW
เหตุใดสเตนเลส 316 จึงไม่สามารถชุบแข็งด้วยกรรมวิธีทางความร้อนได้
สเตนเลส 316 เป็นออสเทนนิติก โครงสร้างผลึกที่อุณหภูมิห้องคือลูกบาศก์ที่มีใบหน้าเป็นศูนย์กลาง และจะคงอยู่อย่างนั้นตั้งแต่อุณหภูมิแช่แข็งไปจนถึงการหลอมละลาย ไม่มีการเปลี่ยนแปลงของมาร์เทนซิติกที่จะกระตุ้นในการดับ และไม่มีกลไกการตกตะกอนของคาร์ไบด์ที่สามารถควบคุมเพื่อการเสริมกำลังจำนวนมากได้ การอบชุบด้วยความร้อนไม่ได้เปลี่ยนความแข็งของโลหะผสม
การอบชุบด้วยความร้อนจะตรงกันข้าม การหลอมสารละลาย โดยทั่วไปจะอยู่ที่ 1,040 ถึง 1,120 องศาเซลเซียส ตามด้วยการทำความเย็นอย่างรวดเร็ว จะละลายคาร์ไบด์ และสร้างสภาวะที่นุ่มนวลที่สุด เหนียวที่สุด และทนต่อการกัดกร่อนได้มากที่สุด หากซัพพลายเออร์บอกคุณว่า "มีการอบชุบด้วยความร้อน 316 ถึง 40 HRC" ข้อความดังกล่าวจะเป็นไปไม่ได้ในทางเทคนิคสำหรับวัสดุเทกอง มีอย่างอื่นเกิดขึ้นและมันก็คุ้มค่าที่จะค้นหาว่าอะไร
กลไกทั้งสามที่เปลี่ยนความแข็ง 316
- งานเย็น. การกลิ้ง การดึง การตอก การรีดเกลียว และการขัดผิว ล้วนทำให้เกิดความคลาดเคลื่อน สเตนเลสออสเตนนิติกแข็งตัวอย่างรวดเร็วและคงผลกระทบที่อุณหภูมิห้อง นี่เป็นวิธีเดียวที่จะเพิ่มความแข็งเป็นกลุ่มได้
- การบำบัดด้วยการแพร่กระจายของพื้นผิว การทำไนไตรดิ้ง คาร์บูไรซิ่ง และไนโตรคาร์บูไรซิ่งจะนำไนโตรเจนหรือคาร์บอนคั่นกลางเข้าไปในชั้นนอก ความแข็งเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว แต่ภายในระดับพื้นผิวไม่เกินสิบไมครอนเท่านั้น
- การเคลือบและการชุบ ฮาร์ดโครม นิกเกิลแบบไม่ใช้ไฟฟ้า และสเปรย์ความร้อนจะสะสมวัสดุที่แตกต่างกันบนพื้นผิว ความแข็งของพื้นผิวไม่เปลี่ยนแปลง
ความแตกต่างนี้มีความสำคัญในเชิงพาณิชย์ ชิ้นส่วน 316 ที่ทำงานด้วยความเย็นและชิ้นส่วน 316 ที่เป็นไนไตรด์สามารถรายงานความแข็งของพื้นผิวเดียวกันได้และมีพฤติกรรมการทำงานแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง ชิ้นส่วนงานเย็นมีความแข็งแรงตลอดทั้งชิ้นและทนต่อการกัดกร่อนน้อยกว่าเล็กน้อย ชิ้นส่วนที่เป็นไนไตรด์จะมีผิวแข็งเหนือแกนที่อ่อนนุ่มและเหนียว และความต้านทานการกัดกร่อนอาจลดลงอย่างมาก เว้นแต่จะมีการควบคุมกระบวนการอย่างระมัดระวัง
การแปลงความแข็งสเตนเลส 316: HBW, HV, HRB และ HRC
ตารางด้านล่างแสดงค่าการแปลงโดยประมาณในช่วงที่คุณจะพบจริงเมื่อระบุหรือตรวจสอบชิ้นส่วนสเตนเลส 316 คอลัมน์กำลังรับแรงดึงเป็นเพียงตัวบ่งชี้เท่านั้น และสะท้อนถึงพฤติกรรมออสเทนนิติกโดยทั่วไป ไม่ใช่ความสัมพันธ์ที่รับประกัน ตรวจสอบกับข้อกำหนดเฉพาะของวัสดุที่ใช้ควบคุมสำหรับการใช้งานของคุณเสมอ
| สภาพ | HBW | HV | HRB | HRC | บ่งบอกถึงความต้านแรงดึง |
|---|---|---|---|---|---|
| 316L อบอ่อนเต็มที่ | 140-160 | 145-170 | 75-83 | — | 480-550 เมกะปาสคาล |
| 316 อบอ่อนเต็มที่ (ทั่วไป) | 160-180 | 165-190 | 82-89 | — | 550-620 เมกะปาสคาล |
| 316 อบอ่อนขีดจำกัดบน | 190-215 | 200-225 | 90-96 | — | 620-740 เมกะปาสคาล |
| 316 การวาดเย็นเล็กน้อย | 200-230 | 210-245 | — | 14-20 | 700-830 เมกะปาสคาล |
| 316, เพดานบริการเปรี้ยวของ NACE | µ235-250 | µ250-265 | — | สูงสุด 22 | อยู่ที่ 860 เมกะปาสคาล |
| 316 งานเย็นปานกลาง (15-20%) | 250-280 | 265-300 | — | 24-30 | 860-960 เมกะปาสคาล |
| 316 งานเย็นหนัก (30%) | 300-350 | 315-370 | — | 32-38 | 1,000-1200 เมกะปาสคาล |
| 316, ลวดสปริงเทมเปอร์ | 350-420 | 370-450 | — | 38-44 | 1200-1500 เมกะปาสคาล |
คำเตือนสามประการเกี่ยวกับการอ่านตารางนี้ ประการแรกคือคอลัมน์ HRB และ HRC ไม่ทับซ้อนกันตามการออกแบบ Rockwell B กลายเป็นสิ่งที่ไม่น่าเชื่อถือที่สูงกว่า 100 HRB ประมาณ เนื่องจากหัวกดแบบเม็ดจมลึกเกินไป และ Rockwell C กลายเป็นไม่น่าเชื่อถือที่ต่ำกว่า 20 HRC ประมาณ 20 HRC เนื่องจากเพชรเจาะลึกเกินไป ระหว่างสองจุดดังกล่าว มีช่องว่างการแปลงที่มาตรฐานไม่ปิด ซึ่งเป็นสาเหตุที่แถวบริการเปรี้ยวด้านบนใช้ Brinell ที่เทียบเท่ากันแทนตัวเลข HRB
คำเตือนที่สองเกี่ยวข้องกับคอลัมน์ความต้านทานแรงดึง สเตนเลสออสเทนนิติกที่ความแข็งที่กำหนดจะมีความต้านทานแรงดึงมากกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนที่มีความแข็งเท่ากัน เนื่องจากโลหะผสมจะแข็งตัวในระหว่างการทดสอบแรงดึงนั่นเอง การแปลงความแข็ง 316 ให้เป็นความแข็งแกร่งโดยใช้โต๊ะเหล็กคาร์บอนจะดูถูกดูแคลน
คำเตือนที่สามเป็นเรื่องเกี่ยวกับขนาดส่วน ลวดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 3 มม. และแท่งขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 60 มม. ไม่ตอบสนองต่อวิธีทดสอบเดียวกัน และไม่จำเป็นต้องใช้ ความแข็งในส่วนที่บางควรวัดด้วยสเกล Rockwell ผิวเผินหรือแปลงเป็น Vickers โดยไม่บังคับให้อ่านค่า Brinell ที่เรขาคณิตไม่สามารถรองรับได้
งานเย็นเปลี่ยนความแข็งสเตนเลส 316 อย่างไร
งานเย็นเป็นงานหลักเชิงพาณิชย์สำหรับความแข็ง 316 กระบวนการขึ้นรูปโลหะที่แทบจะไม่ขยับเข็มบนเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำสามารถเพิ่มกำลังครากของสเตนเลสออสเทนนิติกได้เป็นสองเท่า เนื่องจากโลหะผสมจะแข็งตัวในอัตราที่สูงกว่าประมาณสี่ถึงหกเท่า การทำความเข้าใจเส้นโค้งนั้นคือความแตกต่างระหว่างการระบุชิ้นส่วนที่รอดจากการประกอบกับชิ้นส่วนที่แตกหักในเดือนแรก
ความสัมพันธ์ไม่เป็นเส้นตรง การลดลงเล็กน้อยในช่วง 10 เปอร์เซ็นต์แรกของการเสียรูปทำให้มีความแข็งเพิ่มขึ้นอย่างมาก เนื่องจากโครงสร้างอบอ่อนมีพื้นที่เหลือเฟือในการสะสมการเคลื่อนตัว จากการลดลงประมาณ 25 เปอร์เซ็นต์ เส้นโค้งจะเรียบ และแต่ละจุดเปอร์เซ็นต์เพิ่มเติมจะซื้อความแข็งน้อยลงในขณะที่ใช้ความเหนียวมากขึ้น นอกจากนี้ยังมีเอฟเฟกต์ทิศทาง: แท่งวาดเย็นจะแข็งตามแกนของการวาดมากกว่าข้ามมัน และการสำรวจความแข็งรอบเส้นรอบวงของแท่งวาดสามารถแสดงการแพร่กระจาย 10 ถึง 20 HBW
แถบด้านบนจะบีบอัดหน้าต่างการทำงานที่กว้างออกเป็นหกจุด เมื่ออ่านจากซ้ายไปขวา แถบสองแถบแรกจะอธิบายวัสดุที่ทำให้โรงสีอยู่ในสภาพอ่อนที่สุด ทนทานต่อการกัดกร่อนมากที่สุด และเป็นสิ่งที่ผู้ซื้อผู้สอดเกลียวและตัวยึดส่วนใหญ่ได้รับตามค่าเริ่มต้น เมื่อย้ายไปยังแถบที่สาม การดึงเย็นเล็กน้อยประมาณ 10 เปอร์เซ็นต์จะเพิ่มความแข็งประมาณ 30 HBW ซึ่งมักจะเพียงพอที่จะปรับปรุงคุณภาพเกลียวที่กลึงโดยไม่กระทบต่อความเหนียวอย่างมีนัยสำคัญ
แถบที่สี่และห้าแสดงช่วงกึ่งกลางของช่วงงานเย็น ซึ่งโดยปกติแล้วจะมีสต็อกตัวยึดยานยนต์และอวกาศ เมื่อลดลง 15 เปอร์เซ็นต์ ความแข็งจะเพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 230 HBW และความแข็งแรงของผลผลิตจะเพิ่มขึ้นเกิน 700 MPa ในขณะที่การยืดตัวจะยังคงอยู่สูงกว่า 25 เปอร์เซ็นต์ เมื่อลดลง 30 เปอร์เซ็นต์ ความแข็งจะเข้าใกล้ 260 HBW ความแข็งแรงของผลผลิตเกิน 800 MPa และการยืดตัวเริ่มลดลงเหลือ 15 เปอร์เซ็นต์
แถบสุดท้ายแสดงถึงลวดสปริงเทมเปอร์ ซึ่งมีความแข็งในการกดลดลง 50 เปอร์เซ็นต์ขึ้นไปเกินกว่า 350 HBW วัสดุในระดับนี้มีความแข็งแกร่งอย่างแท้จริง แต่ก็ใกล้เคียงกับขีดจำกัดที่สเตนเลสออสเทนนิติกจะยอมรับได้เช่นกัน ข้อกำหนดรัศมีการดัดจะแน่น ความไวต่อการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นเพิ่มขึ้น และการเชื่อมทุติยภูมิหรือการบัดกรีใด ๆ จะทำลายความแข็งที่เกิดขึ้นอย่างระมัดระวัง
ผลกระทบในทางปฏิบัติสามประการตามมา ประการแรก 316 งานเย็นไม่ใช่วัสดุชนิดเดียว แต่เป็นเงื่อนไขต่างๆ และใบสั่งซื้อที่ระบุว่ามีเพียง "สเตนเลส 316" เท่านั้นที่จะส่งมอบเวอร์ชันอบอ่อนตามปกติ ประการที่สอง การไล่ระดับความแข็งภายในส่วนที่ขึ้นรูปเย็นนั้นมีอยู่จริง เกลียวม้วนบนเม็ดมีดดึงเย็นอาจมี HBW แข็งกว่าด้ามที่อยู่ด้านล่างประมาณ 20 ถึง 30 HBW ซึ่งปกติแล้วจะมีประโยชน์แต่ทำให้การตรวจสอบมีความซับซ้อน ประการที่สาม การดำเนินการด้วยความร้อนใดๆ ที่ตามมาซึ่งสูงกว่าประมาณ 400 องศาเซลเซียส จะเริ่มผ่อนคลายโครงสร้างการเคลื่อนตัวและลดความแข็ง ดังนั้นการเชื่อม การบัดกรีแข็ง หรือการบ่มที่อุณหภูมิสูงจะต้องวางแผนตามข้อกำหนดด้านความแข็ง ไม่ใช่หลังจากนั้น
ความแข็ง 316 กับ 316L: เกรดคาร์บอนต่ำนุ่มกว่าแค่ไหน?
ความแตกต่างระหว่าง 316 และ 316L อยู่ที่คาร์บอน มาตรฐาน 316 อนุญาตให้มีคาร์บอนสูงถึง 0.08 เปอร์เซ็นต์; 316L อยู่ที่ 0.03 เปอร์เซ็นต์ นั่นคือการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยทางเคมีที่ส่งผลต่อความแข็ง ความแข็งแรง และความสามารถในการเชื่อมที่วัดได้
ในสภาพอบอ่อน 316L ทำงานโดยประมาณ HBW นุ่มนวลขึ้น 10 ถึง 15 มากกว่า 316 โดยที่ 316 ลงจอดที่ 160-180 HBW โดยทั่วไปแล้ว 316L จะลงจอดที่ 140-160 HBW ช่องว่างมีขนาดเล็กพอที่จะทำให้ภาพวาดจำนวนมากถือว่าทั้งสองแบบใช้แทนกันได้ และใหญ่พอที่จะสำคัญเมื่อหน้าต่างความแข็งแน่น
ภายใต้งานเย็น ช่องว่างจะแคบลงแต่ไม่ปิด คาร์บอนที่ลดลงหมายถึงการเสริมความแข็งแกร่งให้กับสารละลายที่เป็นของแข็งน้อยลงเล็กน้อย และอัตราการชุบแข็งในงานที่ลดลงเล็กน้อย ดังนั้น 316L จึงถึงความแข็งที่กำหนดโดยลดลงมากขึ้นเล็กน้อย ในทางปฏิบัติ ความแตกต่างที่ 20 เปอร์เซ็นต์ของงานเย็นอยู่ที่ 5 ถึง 10 HBW
ในกรณีที่ทางเลือกมีความสำคัญจริงๆ
| การพิจารณา | 316 | 316L |
|---|---|---|
| ความแข็งอบอ่อน | 160-180 HBW | 140-160 HBW |
| ฝ้าเพดานกระด้างงานเย็น | สูงขึ้นเล็กน้อย | ต่ำกว่าเล็กน้อย |
| ความเสี่ยงที่จะเกิดอาการแพ้จากการเชื่อม | สูงกว่า | ต่ำกว่ามาก |
| ประสิทธิภาพการกัดกร่อนหลังการเชื่อม | ต้องการความเสถียรหรือตัวเติมคาร์บอนต่ำ | โดยทั่วไปเป็นที่ยอมรับว่าเป็นรอยเชื่อม |
| ความสามารถในการแปรรูป | ดีขึ้นบ้าง | เหนียวกว่าเล็กน้อย |
| การใช้งานทั่วไป | ตัวยึด สปริง ชิ้นส่วนขึ้นรูปเย็น | การเชื่อมประกอบ อุปกรณ์กระบวนการ |
กฎการปฏิบัติ: เลือก 316 เมื่อคุณต้องการความแข็งสูงสุดจากงานเย็น และชิ้นส่วนจะไม่ถูกเชื่อม เลือก 316L เมื่อชิ้นส่วนจะถูกเชื่อม เมื่อเห็นคลอไรด์ที่อุณหภูมิสูง หรือเมื่อความแข็งเป็นปัญหารองที่อยู่เบื้องหลังความต้านทานการกัดกร่อน หากแบบร่างเรียกร้องให้ใช้ 316 แต่ชิ้นส่วนถูกเชื่อมระหว่างการประกอบ นั่นเป็นข้อขัดแย้งด้านข้อมูลจำเพาะที่คุ้มค่าที่จะแก้ไขก่อนการผลิต ไม่ใช่หลังจากความล้มเหลว
การชุบแข็งพื้นผิวของสเตนเลส 316: ไนไตรดิ้ง คาร์บูไรซิ่ง และการเคลือบ
เมื่อความแข็งเทอะทะถูกปกคลุมไปด้วยโลหะวิทยาของโลหะผสม ตัวเลือกที่เหลือคือการทำให้พื้นผิวแข็งเท่านั้น กระบวนการต่างๆ ทำเช่นนี้ และแต่ละกระบวนการมีการแลกเปลี่ยนที่แตกต่างกันในด้านประสิทธิภาพการกัดกร่อน การเปลี่ยนแปลงขนาด และความลึกของชั้น
- ก๊าซไนไตรด์แบบธรรมดาหรือพลาสมา ดำเนินการที่อุณหภูมิ 500 ถึง 580 องศาเซลเซียส สร้างความแข็งของพื้นผิวในช่วง 1,000 ถึง 1,700 HV แต่การตกตะกอนของโครเมียมไนไตรด์จะดึงโครเมียมออกจากเมทริกซ์ และอาจลดความต้านทานการกัดกร่อนลงอย่างมาก โดยทั่วไปความลึกของชั้นจะอยู่ที่ 20 ถึง 100 ไมครอน
- ไนไตรด์อุณหภูมิต่ำ (เฟส S) ดำเนินการต่ำกว่า 450 องศาเซลเซียส ไนโตรเจนจะยังคงอยู่ในสารละลายของแข็งแทนที่จะก่อตัวเป็นไนไตรด์ ดังนั้นความต้านทานการกัดกร่อนจึงยังคงอยู่ได้เป็นส่วนใหญ่ สามารถทำความแข็งพื้นผิวได้ 1,000 ถึง 1200 HV โดยมีความลึกของชั้น 10 ถึง 30 ไมครอน
- คาร์บูไรซิ่งที่อุณหภูมิต่ำ หลักการเดียวกันกับคาร์บอนแทนไนโตรเจน ความแข็งพื้นผิวประมาณ 700 ถึง 900 HV พร้อมการคงความต้านทานการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม แต่มีรอบเวลานานกว่า
- ชุบฮาร์ดโครม. ฝากชั้น 700 ถึง 1000 HV โดยทั่วไปมีความหนา 10 ถึง 50 ไมครอน ทนต่อการสึกหรอได้ดีแต่มีข้อดีในการกัดกร่อนจำกัด และเป็นภาระในการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมที่ทราบกันดี
- นิกเกิลแบบไม่ใช้ไฟฟ้า ประมาณ 500 ถึง 600 HV ที่สะสมไว้ และเพิ่มขึ้นเป็น 900 HV หลังจากการอบ การครอบคลุมสม่ำเสมอบนรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อน แต่เลเยอร์สามารถแตกหักได้ภายใต้การโหลดที่มีจุดสูง
ผลที่ตามมาของมิติสมควรได้รับความสนใจ ชั้นไนไตรด์จะขยายชิ้นส่วนขึ้นอีกไม่กี่ไมครอน และชั้นที่ชุบจะเพิ่มขึ้น 5 ถึง 50 ไมครอนต่อด้าน ขึ้นอยู่กับความหนา บนเกลียวที่มีพิกัดความเผื่อเส้นผ่านศูนย์กลางพิทช์ที่ควบคุมได้ การเติบโตนั้นสามารถดันชิ้นส่วนออกจากแถบยอมรับได้ เม็ดมีดที่ชุบแข็งพื้นผิวต้องมีการกำหนดขนาดก่อนการบำบัดด้วยค่าเผื่อการเติบโตในตัว และต้องระบุกระบวนการชุบหรือการแพร่กระจายควบคู่ไปกับค่าเผื่อเกลียว
สำหรับการเชื่อมต่อแบบเกลียว การชุบแข็งพื้นผิวไม่ใช่คำตอบแรกที่ถูกต้อง โดยจะเปลี่ยนค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสี ซึ่งจะเปลี่ยนความสัมพันธ์ของแรงบิด-ความตึง ซึ่งจะเปลี่ยนพรีโหลดในข้อต่อ เม็ดมีด 316 ที่นุ่มกว่าแต่มีขนาดสม่ำเสมอมักจะมีประสิทธิภาพเหนือกว่าเม็ดมีดที่เคลือบแข็ง เพียงเพราะแรงบิดในการประกอบทำงานคาดเดาได้
ความแข็งสแตนเลส 316 ในเม็ดมีดและตัวยึดแบบเกลียว
เม็ดมีดเกลียวเป็นกรณีศึกษาว่าทำไมความแข็งจึงมีความสำคัญมากกว่าจำนวนพื้นผิวที่แนะนำ เม็ดมีดต้องทำสามงานในคราวเดียว: จับสลักเกลียวที่พิกัดพรีโหลด ทนต่อรอบการประกอบซ้ำ และต้านทานการกระแทกกับสกรูสแตนเลสที่ผสมพันธุ์ ความกระด้างมีอิทธิพลต่อทั้งสามสิ่งนี้ และมันส่งผลในลักษณะที่ไม่เป็นไปตามสัญชาตญาณเสมอไป
ใช้มาตรฐาน เม็ดมีดเกลียวสแตนเลส ในรุ่น 316 ผ่านการอบอ่อนที่ 160-180 HBW โดยจะมีความนุ่มพอที่จะเปลี่ยนรูปเล็กน้อยในการขันครั้งแรก ซึ่งช่วยให้เกลียวมีความสอดคล้องกับเกลียวแม่ แต่ยังหมายถึงเกลียวเสริมจะรับภาระหนักจากแรงบิดที่มากเกินไปอีกด้วย เม็ดมีดแบบเดียวกันใน 316 งานเย็นที่ 250-280 HBW ต้านทานการเสียรูปได้ดีกว่า แต่มีแนวโน้มที่จะเกิดการครูดมากกว่า เนื่องจากความแข็งที่สูงขึ้นจะลดความสามารถของวัสดุในการรองรับการสัมผัสความไม่แน่นอนในระดับไมโคร
เม็ดมีดแบบแตะตัวเองจะเพิ่มรอยย่นเพิ่มเติม ชิ้นส่วนเหล่านี้จะตัดหรือสร้างเกลียวของตัวเองในวัสดุหลัก ดังนั้นเม็ดมีดจะต้องแข็งกว่าตัวแม่ข่าย ในอะลูมิเนียมและแมกนีเซียม ซึ่งความแข็งของชิ้นงานมักจะต่ำกว่า 100 HBW เม็ดมีด 316 อบอ่อนที่ 170 HBW ก็มีระยะขอบเพียงพอ ในเหล็กหล่อหรือเหล็กเหนียว ขอบจะแคบลง และเม็ดมีดจำเป็นต้องผ่านการเย็นหรือโลหะผสมที่แข็งกว่าจึงจะตัดได้หมดจด นี่เป็นหนึ่งในเหตุผลที่เม็ดมีดต๊าปเกลียวเองของเหล็กกล้าคาร์บอนยังคงพบเห็นได้ทั่วไปในโฮสต์ที่เป็นเหล็ก ไม่ใช่เพราะมีราคาถูกกว่า แต่เป็นเพราะความสัมพันธ์ของความแข็งใช้งานได้
เม็ดมีดเกลียวลวดทำงานแตกต่างออกไปอีกครั้ง เนื่องจากลวดเหล่านี้ขึ้นรูปจากลวดรีดให้เป็นหน้าตัดเพชร งานเย็นที่เกิดขึ้นระหว่างการวาดและการขึ้นรูปลวดจึงมีความสำคัญ เม็ดมีดลวด 316 ทั่วไปจะมีแรงดัน 300 ถึง 400 HV ซึ่งยากกว่าเม็ดมีดแข็งที่ผ่านการอบอ่อนที่เป็นโลหะผสมชนิดเดียวกันอย่างเห็นได้ชัด ความแข็งนั้นคือสิ่งที่ทำให้จุดยึดของเม็ดมีดกัดได้ และคอยล์ต้านทานการดึงออกภายใต้ภาระ
สำหรับปลั๊กน้ำมันและน็อตแปลง ลำดับความสำคัญด้านความแข็งจะเปลี่ยนไปที่ความทนทานของเกลียวเมื่อถอดออกซ้ำๆ ปลั๊กท่อระบายน้ำที่ถูกถอดออกและประกอบใหม่ทุกๆ ช่วงเวลาการบริการสามารถสะสมรอบการประกอบได้หลายร้อยรอบตลอดอายุการใช้งานของยานพาหนะ 316 งานเย็นที่ 220-260 HBW จัดการการนับรอบโดยไม่มีการเสียรูปของเกลียวที่มองเห็นได้ วัสดุที่ผ่านการอบอ่อนเต็มที่ที่ 160 HBW จะแสดงอาการแบนบนเกลียวสองสามตัวแรกภายในหนึ่งร้อยรอบ
จับคู่ความแข็งของเม็ดมีดกับวัสดุโฮสต์
| วัสดุโฮสต์ | ความแข็งของโฮสต์ทั่วไป | ความแข็งของเม็ดมีดที่แนะนำ | เหตุผล |
|---|---|---|---|
| อลูมิเนียมอัลลอยด์ | 60-110 HBW | 160-250 HBW | เม็ดมีดจะต้องสร้างเกลียวโดยไม่ทำให้เสียรูป |
| โลหะผสมแมกนีเซียม | 50-80 HBW | 150-220 HBW | โฮสต์ที่นุ่มนวลมาก หลีกเลี่ยงเม็ดมีดที่แข็งเกินไปจนเกิดรอยแตก |
| เหล็กอ่อน | 120-160 HBW | 250-350 HBW | โฮสต์สามารถต้านทานแรงตัดได้ |
| เหล็กหล่อ | 170-230 HBW | 280-380 HBW | โฮสต์เปราะ; เม็ดมีดจะต้องตัดให้เรียบร้อย |
| โฮสต์สแตนเลส | 150-200 HBW | 250-350 HBW | ความเสี่ยงในการหวดมีอิทธิพลเหนือ พิจารณาเกรดที่ไม่เหมือนกัน |
| คอมโพสิตโพลีเมอร์ | ต่ำกว่า 30 HBW | 150-250 HBW | โหลดกระจายผ่านหน้าแปลนเม็ดมีด ไม่ใช่เกลียว |
สังเกตแถวสแตนเลสบนสแตนเลส เมื่อทั้งเม็ดมีดและตัวยึดผสมพันธุ์เป็นสเตนเลสออสเทนนิติกที่มีความแข็งใกล้เคียงกัน การเชื่อมเย็นและการครูดจะกลายเป็นโหมดความล้มเหลวที่สำคัญ และคำตอบมักจะไม่ทำให้ยากขึ้นแต่ต้องเปลี่ยนเงื่อนไขการเสียดสี เช่น สารหล่อลื่นโมลิบดีนัมไดซัลไฟด์ ผิวสำเร็จที่แตกต่างกัน หรือการจับคู่โลหะผสมที่แตกต่างกัน เช่น เม็ดมีด 316 กับสกรูสแตนเลส 303 หรือ A2
มาตรฐานที่กำหนดขีดจำกัดความแข็งของสเตนเลส 316
ขีดจำกัดความแข็งสำหรับ 316 ไม่ค่อยได้มาจากตัวโลหะผสมเอง มาจากมาตรฐานผลิตภัณฑ์ มาตรฐานการใช้งาน หรือแบบวิศวกรรมของลูกค้า การรู้ว่าเอกสารใดควบคุมเป็นขั้นตอนแรกในการโต้แย้งเรื่องความแข็งกระด้าง
| มาตรฐาน | ขอบเขต | ความต้องการความแข็ง | ผลการปฏิบัติ |
|---|---|---|---|
| มาตรฐาน ASTM A276 / A479 | แท่งสแตนเลสและรูปทรง | อบอ่อนแล้ว สูงสุด 223 HBW (316) | รับประกันความเหนียว ช่วยให้ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปเย็นอยู่ใต้เพดานได้ |
| ASTM A193 B8M | การโบลต์ที่อุณหภูมิสูง | ชั้น 1 อบอ่อน; ความเย็นระดับ 2 ทำงานตามความแรงที่ระบุ | ส่วนคลาส 2 นั้นยากและแข็งแกร่งกว่ามาก |
| ASTM A320 B8M | การโบลต์ที่อุณหภูมิต่ำ | ผ่านการทดสอบแรงกระแทก; ความแข็งเป็นไปตามคลาสการประมวลผล | เกรดงานเย็นต้องมีการตรวจสอบแรงกระแทก |
| ห้องน้ำในตัว 10088-3 | ผลิตภัณฑ์สเตนเลสกึ่งสำเร็จรูป | 1.4401/1.4404 สภาพอ่อน, สูงสุด 215 HBW | เทียบเท่ากับเพดาน ASTM ของยุโรป |
| ISO 15156 / NACE MR0175 | บริการน้ำมันและก๊าซเปรี้ยว | 22 HRC สูงสุด (250 HBW) สำหรับสเตนเลสออสเทนนิติก | แคปงานเย็น; กฎเกณฑ์การออกหุ้นที่ดึงเย็นอย่างหนัก |
| มาตรฐาน ASTM A967 / A380 | ทู่และการทำความสะอาด | ไม่มีข้อกำหนดด้านความแข็ง | กระบวนการอาจส่งผลต่อการอ่านค่าความแข็งของพื้นผิวเล็กน้อย |
ขีดจำกัดของ NACE สมควรได้รับความสนใจเป็นพิเศษ เนื่องจากเป็นข้อจำกัดที่มักพลาดไป ในบริการที่มีรสเปรี้ยว ความไวต่อการแตกร้าวจากความเครียดซัลไฟด์จะเพิ่มขึ้นตามความแข็ง และเพดาน 22 HRC ถือเป็นขอบเขตที่เข้มงวด บาร์ 316 ดึงเย็นที่ 280 HBW อาจตรงตามข้อกำหนดทางกลทุกประการบนแบบร่างและยังคงถูกปฏิเสธทันทีเนื่องจากเกินขีดจำกัดการบริการเปรี้ยว หากการใช้งานของคุณสัมผัสกับน้ำมันและก๊าซ ให้ตรวจสอบความแข็งก่อนตรวจสอบความแข็งแรง
ความแข็งที่สูงขึ้นหมายถึงความต้านทานการสึกหรอและการขูดขีดที่ดีขึ้นหรือไม่?
ไม่น่าเชื่อถือ และนี่คือจุดที่การเลือกวัสดุที่มีเจตนาดีจำนวนมากผิดพลาด ความแข็งมีความสัมพันธ์กับความต้านทานการเสียดสีสำหรับวัสดุหลายประเภท แต่สเตนเลสออสเทนนิติกเป็นกรณีพิเศษ และโดยเฉพาะอย่างยิ่งการครูดจะไม่เป็นไปตามเส้นโค้งความแข็ง
การเกาคือการสึกหรอแบบยึดเกาะ ภายใต้ภาระหนัก ความไม่แน่นอนบนพื้นผิวผสมพันธุ์ทั้งสองจะเชื่อมเย็นเข้าด้วยกัน จากนั้นจึงฉีกออกจากกัน ถ่ายโอนวัสดุและทำให้พื้นผิวหยาบ กระบวนการนี้เร่งเร็วขึ้นเนื่องจากพื้นผิวที่ฉีกขาดทำให้โลหะสดและปราศจากออกไซด์ สเตนเลสออสเทนนิติกมีแนวโน้มที่จะเกิดปฏิกิริยานี้เป็นพิเศษ เนื่องจากชั้นโครเมียมออกไซด์แบบพาสซีฟจะปฏิรูปช้าๆ และโลหะที่อยู่ด้านล่างมีความเหนียวสูง
การเพิ่มความแข็งจะช่วยได้ก็ต่อเมื่อมันเปลี่ยนพฤติกรรมของกาวเท่านั้น พื้นผิว 316 สองพื้นผิวที่ 300 HBW จะยังคงกัดกันภายใต้แรงกดสัมผัสสูง พื้นผิว 316 สองพื้นผิวที่ 160 HBW ก็จะเสียเช่นกัน ตัวแปรที่เปลี่ยนแปลงผลลัพธ์จริงๆ คือ:
- ส่วนต่างความแข็ง ช่องว่าง 100 HBW ระหว่างชิ้นส่วนผสมพันธุ์ช่วยลดความเสี่ยงในการครูดได้อย่างมาก นี่คือเหตุผลว่าทำไมสกรูสเตนเลสชุบแข็งที่จับคู่กับเม็ดมีดสเตนเลสที่นิ่มกว่าจึงทำงานได้ดีกว่าคู่ที่จับคู่กัน
- การตกแต่งพื้นผิว เกลียวที่รีดจะมีน้ำดีน้อยกว่าเกลียวที่ตัดด้วยความแข็งเท่ากัน เนื่องจากพื้นผิวที่รีดจะเรียบกว่าและแข็งตัวในบริเวณที่สัมผัสกัน
- การหล่อลื่น สารหล่อลื่นแบบฟิล์มแห้งหรือสารป้องกันการยึดติดจะขัดขวางการสัมผัสระหว่างโลหะกับโลหะที่เริ่มกระบวนการติดกาว
- แรงดันสัมผัส การรักษาแรงกดด้านข้างเกลียวให้ต่ำกว่าประมาณ 50 เปอร์เซ็นต์ของความแข็งแรงของคราก จะทำให้การครูดล่าช้าอย่างมาก
- ความเร็วและอุณหภูมิในการประกอบ การประกอบเครื่องมือไฟฟ้าที่รวดเร็วจะสร้างความร้อนเฉพาะจุดซึ่งส่งเสริมการเชื่อม แรงบิดที่ควบคุมได้และการรันดาวน์ที่ช้าลงช่วยได้
สำหรับการสึกหรอแบบเสียดสีมากกว่าการสึกหรอแบบยึดเกาะ ความแข็งมีความสำคัญโดยตรงมากกว่า แต่ความแข็งที่เกี่ยวข้องมักจะเป็นพื้นผิวตรงข้ามมากกว่าชิ้นส่วน 316 การซีลปลั๊กน้ำมัน 316 กับที่นั่งเหล็กกลึงจะสึกหรอตามความแข็งและสภาพพื้นผิวของเหล็ก ไม่ใช่ของปลั๊ก
อีกหนึ่งข้อควรระวัง การเพิ่มความแข็งโดยงานเย็นจะลดการยืดตัว และการยืดตัวที่ลดลงจะเพิ่มความเสี่ยงของการแตกตัวของไฮโดรเจนและการกัดกร่อนจากความเค้นแตกร้าวในสภาพแวดล้อมที่อ่อนแอ ความแข็งที่เหมาะสมคือค่าต่ำสุดที่ตรงตามข้อกำหนดทางกล ไม่ใช่ค่าสูงสุดที่ทำได้
การระบุและการซื้อชิ้นส่วนสเตนเลส 316: รายการตรวจสอบที่ใช้งานได้จริง
ปัญหาความแข็งส่วนใหญ่เกิดขึ้นที่ขั้นตอนการเสนอราคา ภาพวาดที่ระบุว่า "สเตนเลส 316" โดยไม่มีเงื่อนไข สเกล หรือขีดจำกัด ทำให้ซัพพลายเออร์มีอิสระในการจัดส่งสิ่งใดก็ตามที่โรงงานมีอยู่ในสต็อก การเปรียบเทียบสองคอลัมน์ต่อไปนี้จะกำหนดสิ่งที่ต้องตัดสินใจในด้านวิศวกรรมและสิ่งที่ต้องเขียนในใบสั่งซื้อ
การตัดสินใจทางวิศวกรรม
| รายละเอียดการสั่งซื้อ
|
รายละเอียดสองรายการในรายการนั้นมีน้ำหนักไม่สมส่วน อย่างแรกคือหน้าต่างความแข็ง ข้อกำหนดค่าเดียว เช่น "180 HBW" ซัพพลายเออร์แต่ละรายจะอ่านค่าต่างกันออกไป และอาร์กิวเมนต์ผลลัพธ์จะมีราคาสูงกว่าค่าเผื่อที่ยอมรับได้ ประการที่สองคือสถานที่อ่านหนังสือ สำหรับชิ้นส่วนที่ขึ้นรูปเย็น ความแข็งที่พื้นผิวและความแข็งที่แกนอาจแตกต่างกันประมาณ 40 HBW หรือมากกว่า ดังนั้นใบรับรองจะต้องระบุว่ามีการเยื้องที่ใด
ในกรณีที่ชิ้นส่วนมีแหล่งที่มาเป็นส่วนประกอบสำเร็จรูปแทนที่จะเป็นวัตถุดิบ ขอให้ผู้ผลิตอธิบายเส้นทางกระบวนการด้วยเงื่อนไขธรรมดา ซัพพลายเออร์ที่สามารถอธิบายวิธีควบคุมงานเย็นผ่านการวาดและการขึ้นรูป และวิธีตรวจสอบความแข็งของชิ้นส่วนที่เสร็จแล้ว ไม่ใช่แค่บนแท่งที่เข้ามาเท่านั้น คือซัพพลายเออร์ที่เข้าใจข้อกำหนด
วิธีทดสอบความแข็งของสเตนเลส 316
การทดสอบความแข็งดูเรียบง่ายและผิดพลาดได้ง่าย ผลลัพธ์ขึ้นอยู่กับการเตรียมพื้นผิว ความหนาของส่วน สภาพของหัวกด และเทคนิคของผู้ปฏิบัติงาน และการอ่านค่าที่ไม่ถูกต้องจะแย่ยิ่งกว่าการไม่ได้อ่านเลย
การทดสอบร็อคเวลล์ (ASTM E18)
รวดเร็วและใช้กันอย่างแพร่หลายในพื้นการผลิต เครื่องชั่ง B ใช้ลูกบอลขนาด 1/16 นิ้วและ 100 กก. เหมาะสำหรับงานอบอ่อน 316 เครื่องชั่ง C ใช้กรวยเพชรที่ 150 กก. เหมาะสำหรับงานเย็น 316 ที่สูงกว่า 20 HRC ประมาณเท่านั้น เครื่องชั่งแบบผิวเผิน เช่น HR15T ใช้น้ำหนักที่ต่ำกว่าสำหรับส่วนที่บาง ข้อกำหนดที่สำคัญคือความเรียบและความหนา: ชิ้นทดสอบต้องมีความลึกอย่างน้อยสิบเท่าของความหนาในการเจาะ มิฉะนั้นการอ่านจะได้รับอิทธิพลจากทั่งตีเหล็ก
การทดสอบบริเนล (ASTM E10)
บอลขนาด 10 มม. ที่ 3000 กก.f สร้างการพิมพ์ขนาดใหญ่โดยหาค่าเฉลี่ยของความแปรผันในท้องถิ่น ซึ่งทำให้เป็นวิธีที่นิยมใช้สำหรับการหล่อ การตีขึ้นรูป และแท่งขนาดใหญ่ ข้อเสียคือรอยประทับมีขนาดใหญ่จริงๆ — รอยพิมพ์ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 มม. — ดังนั้นจึงไม่สามารถใช้กับชิ้นส่วนเล็กๆ ที่เสร็จแล้วหรือผนังบางได้
วิกเกอร์และความแข็งระดับไมโคร (ASTM E92, E384)
หัวกดพีระมิดเพชรช่วยให้สามารถทดสอบคุณสมบัติที่มีขนาดเล็กมาก แต่ละเฟส และชั้นที่ชุบแข็งด้วยเคสได้ ความแข็งระดับไมโครที่เคลื่อนที่ผ่านชั้นไนไตรด์เป็นวิธีมาตรฐานในการตรวจสอบความลึกของเคส ความต้องการคือพื้นผิวที่ขัดเงาอย่างดี พื้นผิวที่ขรุขระจะกระจายรอยพิมพ์และทำให้เกิดการกระจัดกระจายตั้งแต่ 10 เปอร์เซ็นต์ขึ้นไประหว่างการอ่านค่า
ข้อผิดพลาดในการทดสอบทั่วไป
- การทดสอบบนพื้นผิวโค้งโดยไม่มีทั่งรองรับที่เหมาะสม ทำให้อ่านค่าได้ต่ำ
- การทดสอบใกล้กับการพิมพ์ครั้งก่อนมากเกินไป ทำให้โซนที่ผิดรูปส่งผลต่อการอ่านค่าครั้งใหม่
- การใช้โต๊ะแปลงที่สร้างขึ้นสำหรับเหล็กกล้าคาร์บอนบนสเตนเลสออสเทนนิติก
- การอ่านค่าความแข็งของชิ้นส่วนที่มีความเค้นตกค้างจากการตัดเฉือน ซึ่งจะทำให้ผลลัพธ์เปลี่ยนไป
- การยอมรับค่าใบรับรองโรงงานโดยไม่ยืนยันว่าตำแหน่งทดสอบตรงกับที่ระบุ
สำหรับการซื้อที่เน้นคุณภาพ โปรดสอบถามจำนวนการอ่าน สถานที่ และการแพร่กระจาย ไม่ใช่แค่เพียงค่าเฉลี่ย ใบรับรองที่รายงาน "175 HBW" โดยไม่มีรายละเอียดเพิ่มเติมจะบอกคุณเพียงเล็กน้อยว่าชิ้นส่วนมีความสม่ำเสมอหรือไม่
ปัญหาความแข็ง 316 ทั่วไปและวิธีป้องกัน
ปัญหาเหล่านี้คือปัญหาที่ปรากฏบ่อยที่สุดในการตรวจสอบขาเข้าและการวิเคราะห์ความล้มเหลวในภาคสนาม แต่ละคนมีสาเหตุที่ฝังรากอยู่ในข้อกำหนดหรือกระบวนการ และแต่ละคนก็มีคำตอบในเชิงป้องกัน
ปัญหา: วัสดุอบอ่อนที่จ่ายให้ตามข้อกำหนดงานเย็น
การร้องเรียนเรื่องความแข็งที่พบบ่อยที่สุด การวาดภาพกำหนดให้ต้องมีปริมาณ HBW ขั้นต่ำ 240 HBW ซัพพลายเออร์จัดส่งแท่งอบอ่อนมาตรฐานที่ 170 HBW และชิ้นส่วนล้มเหลวในการตรวจสอบครั้งแรก การป้องกันคือการระบุสภาวะการประมวลผล ไม่ใช่แค่ค่าความแข็ง และถามเส้นทางกระบวนการในใบเสนอราคา
ปัญหา: การไล่ระดับความแข็งภายในส่วนเดียว
การขึ้นรูปเย็นทำให้เกิดความเครียดที่ไม่สม่ำเสมอ ด้ายที่รีดอาจมีความแข็งกว่าด้าม 30 HBW และปลายทั้งสองข้างของด้ามดึงอาจแตกต่างกัน 15 HBW การป้องกันคือการกำหนดตำแหน่งการยอมรับบนแบบร่างและเพื่อให้มีแถบความอดทนตามความเป็นจริง
ปัญหา: ความแข็งลดลงตามขั้นระบายความร้อนดาวน์สตรีม
การเชื่อม การบัดกรีแข็ง หรือการเคลือบที่อุณหภูมิสูงสามารถหลอมงานเย็นที่ต้องใช้ความพยายามอย่างมากในการผลิตออกไป การป้องกันคือการจัดลำดับการทำงานเพื่อให้ขั้นตอนการระบายความร้อนทั้งหมดอยู่ก่อนการขึ้นรูปเย็นขั้นสุดท้าย หรือเพื่อเลือกการรักษาพื้นผิวที่ทำงานที่อุณหภูมิต่ำ
ปัญหา: การรักษาพื้นผิวที่สร้างความเสียหายต่อความต้านทานการกัดกร่อน
ไนไตรด์แบบธรรมดาสามารถตกตะกอนโครเมียมไนไตรด์ และทำให้ชิ้นส่วนเสี่ยงต่อการเกิดรูพรุนและการโจมตีตามขอบเกรน การป้องกันคือการเลือกไนไตรดิงหรือคาร์บูไรซิ่งที่อุณหภูมิต่ำในบริเวณที่การกัดกร่อนมีความสำคัญ และให้ตรวจสอบด้วยการทดสอบการกัดกร่อนแทนที่จะคิดไปเอง
ปัญหา: การครูดแม้จะมีความแข็งสูง
จับคู่พื้นผิว 316 ที่ความแข็งสูงยังคงมีน้ำดี การป้องกันคือการแนะนำส่วนต่างความแข็ง ระบุสารหล่อลื่น หรือเปลี่ยนผิวสำเร็จแทนที่จะดันความแข็งให้สูงขึ้น
ปัญหา: ความแข็งเหนือเพดานควบคุม
ดึงเย็น 316 ที่ 260 HBW เกินขีดจำกัด NACE MR0175 สำหรับการให้บริการที่มีรสเปรี้ยว และจะถูกปฏิเสธโดยไม่คำนึงถึงประสิทธิภาพเชิงกล การป้องกันคือการยืนยันสภาพแวดล้อมการใช้งานก่อนที่จะสรุปเส้นทางการประมวลผล
คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับความแข็งสแตนเลส 316
ความแข็งของสแตนเลส 316 ใน HRC คืออะไร?โดยทั่วไป สเตนเลส 316 อบอ่อนจะมีค่าต่ำกว่า 20 HRC ซึ่งต่ำกว่าช่วงที่เชื่อถือได้ของเครื่องชั่ง Rockwell C 316 งานเย็นสามารถเข้าถึง HRC ได้ประมาณ 32 ถึง 38 HRC โดยลดลง 30 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ และลวดสปริงอบอุณหภูมิสามารถเกิน 40 HRC หากซัพพลายเออร์รายงานค่า HRC สำหรับอบอ่อน 316 ให้ขอตัวเลข Brinell หรือ Rockwell B แทน เนื่องจาก HRC ไม่ใช่มาตราส่วนที่ถูกต้องในระดับความแข็งนั้น |
สแตนเลส 316 สามารถชุบแข็งด้วยความร้อนได้หรือไม่?สเตนเลสหมายเลข 316 เป็นออสเทนนิติกและไม่ผ่านการเปลี่ยนแปลงของมาร์เทนซิติกในการชุบแข็ง การอบอ่อนด้วยสารละลายซึ่งเป็นกรรมวิธีทางความร้อนมาตรฐาน ทำให้เกิดสภาวะที่นุ่มนวลและเหนียวที่สุด ความแข็งที่เพิ่มขึ้น 316 ใดๆ จะมาจากงานเย็นหรือจากชั้นพื้นผิวที่กระจัดกระจาย เช่น ไนไตรด์ ไม่เคยมาจากวงจรดับและปรับอุณหภูมิ |
ความแข็ง Brinell ของสแตนเลส 316 คืออะไร?โดยทั่วไปแล้วอบอ่อน 316 จะวัดค่า HBW ได้ 150 ถึง 190 โดยมาตรฐานผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่กำหนดขีดจำกัดบนไว้ที่ประมาณ 215 ถึง 223 HBW ดึงเย็น 316 มีตั้งแต่ 200 ถึง 280 HBW ขึ้นอยู่กับการลดขนาด และลวดอบคืนตัวแบบสปริงสามารถเกิน 350 HBW เนื่องจากบริเนลใช้หัวกดขนาดใหญ่ จึงเป็นวิธีที่นิยมใช้สำหรับแท่ง แผ่น และส่วนที่หนัก แทนที่จะใช้ชิ้นส่วนขนาดเล็กที่เสร็จแล้ว |
สแตนเลส 316 แข็งกว่า 304 จริงหรือ?ในสภาพอบอ่อน สารเหล่านี้จะอยู่ใกล้มาก โดยปกติจะอยู่ภายใน 10 HBW โดยที่ 304 จะแข็งกว่าเล็กน้อยในบางความร้อน ความแตกต่างที่มีความหมายปรากฏภายใต้งานเย็น: 304 งานแข็งตัวเร็วกว่า 316 เล็กน้อย ดังนั้น 304 ที่ขึ้นรูปเย็นมากจะอ่านได้สูงกว่า สำหรับการต้านทานการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์ 316 เป็นตัวเลือกที่ดีกว่าโดยไม่คำนึงถึงความแข็ง |
สแตนเลส 316 สามารถเข้าถึง 45 HRC ได้หรือไม่ไม่ผ่านงานเย็นจำนวนมาก เพดานที่ใช้งานจริงสำหรับงานเย็นหนัก 316 มีค่าประมาณ 38 ถึง 42 HRC และการไปถึงระดับนั้นทำให้มีความเหนียวน้อยมาก การรักษาพื้นผิว เช่น ไนไตรด์ที่อุณหภูมิต่ำสามารถสร้างผิวหนังที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 1,000 HV ซึ่งแปลงเป็น HRC ได้มากกว่า 60 HRC แต่ความแข็งนั้นมีอยู่ในชั้นที่ลึก 10 ถึง 30 ไมครอนเท่านั้น |
ทำไมด้ายสแตนเลส 316 ถึงน้ำดี?การครูดคือการสึกหรอแบบยึดติด และสเตนเลสออสเทนนิติกมีความไวสูงเนื่องจากมีความเหนียวและชั้นออกไซด์แบบพาสซีฟจะปฏิรูปอย่างช้าๆ จับคู่พื้นผิว 316 ภายใต้แรงกดสัมผัสสูง การเชื่อมเย็นที่ระดับความไม่แน่นอน และฉีกวัสดุออกไป การเพิ่มความแข็งเพียงอย่างเดียวแทบจะไม่สามารถแก้ปัญหาได้ ความแตกต่างของความแข็งระหว่างชิ้นส่วนที่ผสมพันธุ์ สารหล่อลื่นที่เหมาะสม หรือพื้นผิวที่เรียบกว่าจะมีประสิทธิภาพมากกว่า |
ขีดจำกัดความแข็งที่ใช้กับ 316 ในบริการแบบเปรี้ยวคืออะไร?ISO 15156 และ NACE MR0175 ปิดฝาสเตนเลสออสเทนนิติกที่ 22 HRC ประมาณ 250 HBW สำหรับบริการน้ำมันและก๊าซเปรี้ยว มีขีดจำกัดในการควบคุมความไวต่อการแตกร้าวจากความเค้นซัลไฟด์ สต็อกดึงเย็นสามารถเกินเพดานนี้ได้อย่างง่ายดาย ดังนั้นจึงต้องตรวจสอบเงื่อนไขการประมวลผลก่อนที่จะยอมรับวัสดุ |
316L มีความแข็งแตกต่างจาก 316 หรือไม่?ใช่ แต่เพียงเล็กน้อยเท่านั้น ปริมาณคาร์บอนที่ต่ำกว่าใน 316L ซึ่งต่อยอดที่ 0.03 เปอร์เซ็นต์ เทียบกับ 0.08 เปอร์เซ็นต์สำหรับ 316 ช่วยลดการเสริมความแข็งแกร่งของสารละลายของแข็งและอัตราการชุบแข็งในงาน โดยทั่วไปแล้ว 316L ที่ผ่านการอบอ่อนจะมี HBW อ่อนกว่า 316 ที่ผ่านการอบอ่อน 10 ถึง 15 และช่องว่างจะแคบลงภายใต้งานเย็น |
โดยที่ความแข็ง 316 เหมาะกับการออกแบบส่วนประกอบจริง
ถอยหลังจากตัวเลขแล้วภาพก็ตรงไปตรงมา สเตนเลส 316 เป็นโลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อนซึ่งมีความแข็งแรงปานกลาง และสามารถทำให้แข็งแกร่งขึ้นได้มากด้วยงานเย็น ไม่ใช่วัสดุที่สึกหรอและไม่ตอบสนองต่อการรักษาความร้อน และความแข็งเป็นหน้าที่ของวิธีการขึ้นรูปมากกว่าที่ระบุไว้
สำหรับส่วนประกอบการเชื่อมต่อแบบเกลียว — เม็ดมีด, น็อตแปลง, ปลั๊กน้ำมัน และเครื่องมือที่ติดตั้ง — ซึ่งมีผลกระทบสามประการ ประการแรก ความแข็งของชิ้นส่วนที่เสร็จแล้วจะต้องตรวจสอบย้อนกลับไปยังเส้นทางการประมวลผลที่กำหนด ไม่ใช่อนุมานจากเกรดโลหะผสม ประการที่สอง ข้อกำหนดด้านความแข็งเป็นไปตามค่าความคลาดเคลื่อนของเกลียวและผิวสำเร็จบนแบบแปลน เนื่องจากทั้งสามมีปฏิสัมพันธ์กัน ประการที่สาม ในกรณีที่ปัญหาการครูดหรือการสึกหรอเป็นปัญหาจริงๆ คำตอบมักจะอยู่ที่การจับคู่วัสดุหรือการหล่อลื่น แทนที่จะเป็นค่าความแข็งที่สูงกว่า
ผู้ผลิตที่ผลิตชิ้นส่วนเหล่านี้ในปริมาณมากจะเห็นผลที่ตามมาทุกวัน เม็ดมีดที่ออกจากโรงงานที่อุณหภูมิ 220 ถึง 260 HBW สม่ำเสมอ โดยมีตำแหน่งการอ่านที่บันทึกไว้ผ่านการตรวจสอบขาเข้าและประกอบอย่างคาดเดาได้ ชิ้นส่วนที่แตกต่างกัน 50 HBW ภายในชุดทำให้เกิดการเรียกร้องการรับประกันที่มีราคาแพงในการติดตามและยากต่อการป้องกันเป็นครั้งที่สอง
การอ่านที่เกี่ยวข้องจากห้องสมุดของเรา
พฤติกรรมความแข็งของสเตนเลส 316 กำหนดรูปทรงการทำงานของการสอดเกลียวในวัสดุหลักที่อ่อนนุ่ม โดยที่เม็ดมีดจะต้องตัดหรือสร้างเกลียวของตัวเองโดยไม่ทำให้เสียรูป หมายเหตุทางเทคนิคของเราเกี่ยวกับ การแทรกด้ายโลหะช่วยเพิ่มความแข็งแรงของเกลียวในวัสดุอ่อนได้อย่างไร เดินผ่านเส้นทางโหลด บทบาทของความแข็งของเม็ดมีดที่สัมพันธ์กับโฮสต์ และโหมดความล้มเหลวที่ปรากฏขึ้นเมื่อตั้งค่าความสัมพันธ์นั้นไม่ถูกต้อง
สำหรับผู้ซื้อที่ทำงานในโครงการยานยนต์ การบินและอวกาศ และรถไฟ สิ่งที่นำไปใช้ได้จริงคือการระบุเงื่อนไขการประมวลผลและสถานที่ยอมรับร่วมกัน และขอข้อมูลความแข็งของชิ้นส่วนที่เสร็จแล้ว แทนที่จะอาศัยใบรับรองโรงงานที่เข้ามาเพียงอย่างเดียว

