316 Stainless Steel Hardness: HRB, HBW, HV, Rockwell C at Cold Work Guide

Ang isang inhinyero sa pagbili ay pumipirma sa isang guhit para sa isang transmission housing insert. Ang tala ay may nakasulat na "316 stainless, 30 HRC." Sinipi ng unang supplier ang cold-drawn bar. Ang pangalawang barko ay nag-annealed ng stock at sinasabing ang tigas ay "sa spec." Ang parehong mga quote ay naglalarawan sa parehong haluang metal, at isa sa mga ito ay hindi makapagbibigay ng kung ano ang hinihiling ng pagguhit. Ang agwat sa pagitan ng drawing at ng mill certificate ay kung saan nagsisimula ang karamihan sa 316 na hindi kinakalawang na problema sa tigas.

Narito ang maikling sagot. Karaniwang sinusukat ang Annealed 316 stainless steel 150 hanggang 190 HBW , na nagko-convert sa halos 80 hanggang 95 HRB o 155 hanggang 200 HV . Iyan ay hindi isang mahirap na materyal. Ito ay isang corrosion-resistant austenitic grade, at ang katigasan nito ay hindi maitataas sa pamamagitan ng pagsusubo o tempering. Ang dalawang ruta lamang sa isang mas mahirap na bahagi ng 316 ay malamig na trabaho, na maaaring itulak ang bulk hardness patungo 350 HBW (mga 38 HRC) , at mga pang-ibabaw na paggamot tulad ng nitriding, na maaaring iangat ang balat sa itaas 1000 HV habang iniiwan ang core na hindi nagalaw.

Ang lahat ng iba pa sa artikulong ito ay sumusunod mula sa dalawang katotohanang iyon. Bumibili ka man ng mga sinulid na insert, oil plug, conversion nuts o fastener, ang tigas na matatanggap mo ay nakadepende sa kung paano pinoproseso ang materyal, hindi sa isang heat-treat callout sa print.

316 Stainless Steel Hardness: Ano ang Talagang Ibig Sabihin ng Mga Numero

Ang katigasan ay isang pagsukat ng paglaban, hindi isang materyal na ari-arian na inukit sa bato. Itinatala nito kung paano nababago ng isang partikular na indenter, sa ilalim ng isang partikular na pagkarga, ang isang partikular na ibabaw. Baguhin ang alinman sa tatlong iyon at ang numero ay gumagalaw. Iyon ang dahilan kung bakit ang isang 316 hindi kinakalawang na tigas na figure na walang sukat at isang paraan ng pagsubok na nakalakip ay malapit sa walang kabuluhan.

Para sa annealed austenitic stainless, tatlong kaliskis ang nangingibabaw sa komersyal na kasanayan:

• Brinell (HBW) — isang 10 mm tungsten carbide ball sa 3000 kgf. Pamantayan para sa bar, plato at mabibigat na seksyon. Karaniwang 316 na pagbabasa: 150-190 HBW.
• Rockwell B (HRB) — isang 1/16 pulgadang bola sa 100 kgf. Karaniwan sa mga sertipiko ng gilingan para sa manipis o maliliit na bahagi. Karaniwang 316 na pagbabasa: 80-95 HRB.
• Vickers (HV) — isang diamante na pyramid, na ginagamit para sa mga manipis na foil, mga layer sa ibabaw at microhardness mapping. Karaniwang 316 na pagbabasa: 155-200 HV.

Dalawang praktikal na punto ang dapat hawakan. Una, karamihan sa mga pamantayan ng produkto para sa 316 at 316L na bar at mga hugis ay itinakda a maximum annealed tigas sa paligid 215 hanggang 223 HBW . Umiiral ang kisameng iyon para magarantiya ang ductility at corrosion performance, hindi para mangako ng lakas. Pangalawa, ang austenitic stainless ay nagko-convert sa pagitan ng hardness scales na naiiba sa carbon steel. Ang 316 na bahagi sa 95 HRB ay hindi kapareho ng lakas ng tensile gaya ng carbon steel sa 95 HRB. Ang mga talahanayan ng conversion na ginawa para sa mga ferritic na bakal ay maliligaw sa iyo ng 10 hanggang 15 porsiyento kung ilalapat mo ang mga ito nang walang taros.

Karaniwang tigas ayon sa anyo ng produkto sa temperatura ng silid

• Cold-finished annealed bar: 160-190 HBW
• Hot-rolled annealed plate: 150-180 HBW
• Annealed wire at maliit na diameter rod: 80-90 HRB
• Seamless tube, annealed: 70-85 HRB (HR15T sa manipis na dingding)
• Cold-drawn bar, light reduction: 200-230 HBW
• Spring temper wire: 300-380 HBW

Bakit Hindi Mapatigas ng 316 Stainless sa pamamagitan ng Heat Treatment

Ang 316 stainless ay austenitic. Ang kristal na istraktura nito sa temperatura ng silid ay nakasentro sa mukha na kubiko, at nananatili itong ganoon mula sa mga cryogenic na temperatura hanggang sa pagkatunaw. Walang martensitic transformation na magti-trigger sa quenching, at walang carbide precipitation mechanism na maaaring gamitin para sa bulk strengthening. Ang paggamot sa init ay hindi binabago ang tigas ng haluang metal.

Ang ginagawa ng heat treatment ay kabaligtaran. Solusyon annealing, karaniwang sa 1040 hanggang 1120 degrees Celsius na sinusundan ng mabilis na paglamig, dissolves carbides at gumagawa ng softest, pinaka-ductile, pinaka-corrosion-resistant na kondisyon na magagamit. Kung sasabihin sa iyo ng isang supplier na sila ay "na-heat treated 316 hanggang 40 HRC," teknikal na imposible ang pahayag para sa bulk material. May iba pang nangyayari, at sulit na malaman kung ano.

Ang tatlong mekanismo na nagbabago 316 katigasan

1. Malamig na trabaho. Rolling, drawing, swaging, thread rolling at shot peening lahat ay nagpapakilala ng mga dislokasyon. Ang Austenitic stainless work ay mabilis na tumitigas at nananatili ang epekto sa temperatura ng silid. Ito ang tanging paraan upang mapataas ang bulk hardness.
2. Surface diffusion treatment. Ang nitriding, carburizing at nitrocarburizing ay nagpapakilala ng interstitial nitrogen o carbon sa panlabas na layer. Ang katigasan ay tumataas nang husto, ngunit sa loob lamang ng sampu-sampung microns ng ibabaw.
3. Patong at kalupkop. Ang hard chrome, electroless nickel at thermal spray ay naglalagay ng ibang materyal sa ibabaw. Ang katigasan ng substrate ay hindi nagbabago.

Ang pagkakaibang ito ay mahalaga sa komersyo. Ang isang cold-worked 316 na bahagi at isang nitrided na 316 na bahagi ay maaaring mag-ulat ng parehong katigasan ng ibabaw at kumilos nang ganap na naiiba sa serbisyo. Ang cold-worked na bahagi ay malakas sa buong daan at bahagyang hindi gaanong lumalaban sa kaagnasan. Ang nitrided na bahagi ay may matigas na balat sa ibabaw ng malambot, ductile core, at ang resistensya nito sa kaagnasan ay maaaring makabuluhang bawasan maliban kung ang proseso ay maingat na kinokontrol.

316 Stainless Hardness Conversion: HBW, HV, HRB at HRC

Ang talahanayan sa ibaba ay nagbibigay ng tinatayang mga conversion sa hanay na aktwal mong makakaharap kapag tinukoy o sinisiyasat ang 316 na hindi kinakalawang na bahagi. Ang tensile strength column ay indicative lang at sumasalamin sa tipikal na austenitic na pag-uugali, hindi isang garantisadong relasyon. Palaging kumpirmahin laban sa sumasaklaw na detalye ng materyal para sa iyong aplikasyon.

Tatlong babala tungkol sa pagbabasa ng talahanayang ito. Ang una ay ang mga hanay ng HRB at HRC ay hindi nagsasapawan ayon sa disenyo. Ang Rockwell B ay nagiging hindi maaasahan sa itaas ng humigit-kumulang 100 HRB dahil ang bola indenter ay masyadong malalim, at ang Rockwell C ay nagiging hindi maaasahan sa ibaba ng humigit-kumulang 20 HRC dahil ang brilyante ay tumagos nang napakalayo. Sa pagitan ng dalawang puntong iyon ay mayroong isang agwat sa conversion na hindi isinasara ng mga pamantayan, kaya naman ang maasim na hanay ng serbisyo sa itaas ay gumagamit ng katumbas na Brinell sa halip na isang HRB na numero.

Ang pangalawang babala ay may kinalaman sa tensile strength column. Ang Austenitic stainless sa isang partikular na katigasan ay nagdadala ng mas tensile strength kaysa sa carbon steel sa parehong tigas, dahil ang haluang metal ay tumigas sa panahon ng tensile test mismo. Ang pag-convert ng 316 hardness sa lakas gamit ang carbon steel table ay maliitin ito.

Ang ikatlong babala ay tungkol sa laki ng seksyon. Ang isang 3 mm diameter wire at isang 60 mm diameter bar ay hindi tumutugon sa parehong paraan ng pagsubok, at hindi nila kailangan. Ang katigasan sa manipis na mga seksyon ay dapat masukat sa isang mababaw na sukat ng Rockwell o i-convert sa Vickers, hindi sapilitang maging isang Brinell na pagbabasa na hindi sinusuportahan ng geometry.

Paano Nagbabago ang Malamig na Trabaho sa 316 Stainless Hardness

Ang malamig na trabaho ay ang pangunahing komersyal na pingga para sa 316 tigas. Ang isang metal forming operation na halos hindi magagalaw ang karayom ​​sa low-carbon steel ay maaaring doblehin ang yield strength ng austenitic stainless, dahil ang haluang metal ay tumigas sa bilis na humigit-kumulang apat hanggang anim na beses na mas mataas. Ang pag-unawa sa curve na iyon ay ang pagkakaiba sa pagitan ng pagtukoy ng isang bahagi na nananatili sa pagpupulong at isang bahagi na nagbibitak sa unang buwan.

Hindi linear ang relasyon. Ang mga maliliit na pagbawas sa unang 10 porsiyento ng pagpapapangit ay nagbubunga ng malaking pagtaas ng katigasan, dahil ang annealed na istraktura ay may maraming puwang upang maipon ang mga dislokasyon. Higit pa sa humigit-kumulang 25 porsiyentong pagbabawas ang kurba ay dumilat, at ang bawat karagdagang punto ng porsyento ay bumibili ng mas kaunting tigas habang kumokonsumo ng higit na ductility. Mayroon ding direksyon na epekto: ang cold-drawn bar ay mas mahirap sa kahabaan ng axis ng drawing kaysa sa kabila nito, at ang hardness survey sa paligid ng circumference ng isang drawn bar ay maaaring magpakita ng spread na 10 hanggang 20 HBW.

Ang mga bar sa itaas ay nag-compress ng isang malawak na operating window sa anim na kinatawan na mga punto. Sa pagbabasa ng kaliwa pakanan, ang unang dalawang bar ay naglalarawan ng materyal na nag-iiwan sa gilingan sa pinakamalambot, pinaka-lumalaban sa kaagnasan na estado at ito ang tinatanggap ng karamihan sa mga mamimili ng insert at fastener bilang default. Ang paglipat sa ikatlong bar, ang isang mahinang malamig na draw na humigit-kumulang 10 porsiyento ay nagpapataas ng katigasan ng humigit-kumulang 30 HBW, na kadalasan ay sapat na upang mapabuti ang kalidad ng machined thread nang hindi nakapipinsala sa ductility.

Ang ikaapat at ikalimang bar ay nagpapakita sa gitna ng hanay ng malamig na trabaho, kung saan karaniwang nakaupo ang stock ng automotive at aerospace fastener. Sa 15 porsiyentong pagbawas, ang katigasan ay tumataas sa humigit-kumulang 230 HBW at ang lakas ng ani ay lumampas sa 700 MPa, habang ang pagpahaba ay nananatili sa itaas ng 25 porsiyento. Sa 30 porsiyentong pagbawas, ang katigasan ay lumalapit sa 260 HBW, ang lakas ng ani ay lumampas sa 800 MPa, at ang pagpahaba ay nagsisimulang bumagsak sa 15 porsiyento.

Ang huling bar ay kumakatawan sa spring temper wire, kung saan ang mga pagbabawas ng 50 porsiyento o higit pa ay nagtutulak sa katigasan na lampas sa 350 HBW. Ang materyal sa antas na ito ay tunay na malakas, ngunit ito ay malapit din sa limitasyon kung ano ang matatanggap ng austenitic stainless. Ang mga kinakailangan sa bending radius ay nagiging mahigpit, ang stress corrosion cracking sensitivity ay tumataas, at anumang pangalawang welding o brazing na operasyon ay lokal na sisira sa katigasan na napakaingat na ginawa.

Tatlong praktikal na implikasyon ang sumusunod. Una, ang cold-worked 316 ay hindi isang solong materyal — ito ay isang pamilya ng mga kundisyon, at isang purchase order na nagsasabing "316 stainless" lang ang karaniwang maghahatid ng annealed na bersyon. Pangalawa, ang mga gradient ng katigasan sa loob ng isang malamig na bahagi ay totoo. Maaaring 20 hanggang 30 HBW na mas matigas ang pinagsamang sinulid sa isang insert na iginuhit ng malamig na 20 hanggang 30 HBW kaysa sa shank sa ilalim nito, na kadalasang kapaki-pakinabang ngunit nagpapalubha sa inspeksyon. Ikatlo, ang anumang kasunod na thermal operation sa itaas ng humigit-kumulang 400 degrees Celsius ay magsisimulang i-relax ang dislokasyon na istraktura at bawasan ang katigasan, kaya ang welding, brazing o mataas na temperatura na paggamot ay dapat na planuhin sa paligid ng kinakailangan sa tigas, hindi pagkatapos nito.

316 kumpara sa 316L Hardness: Magkano ang Mas Malambot sa Mababang-Carbon na Grado?

Ang pagkakaiba sa pagitan ng 316 at 316L ay bumababa sa carbon. Pinahihintulutan ng Standard 316 ang hanggang 0.08 porsiyentong carbon; Itinaas ito ng 316L sa 0.03 porsyento. Iyon ay isang maliit na pagbabago sa kimika na may masusukat na epekto sa katigasan, lakas at pagkakawelding.

Sa annealed na kondisyon, ang 316L ay tumatakbo nang halos 10 hanggang 15 HBW na mas malambot kaysa sa 316. Kung saan 316 ang nakarating sa 160-180 HBW, ang 316L ay karaniwang dumarating sa 140-160 HBW. Ang agwat ay sapat na maliit na maraming mga guhit ang itinuturing ang dalawa bilang mapagpapalit, at sapat na malaki upang mahalaga kapag ang isang hardness window ay masikip.

Sa ilalim ng malamig na trabaho ang puwang ay makitid ngunit hindi nagsasara. Ang mas mababang carbon ay nangangahulugan ng bahagyang mas kaunting solid-solution strengthening at bahagyang mas mababang work-hardening rate, kaya ang 316L ay umabot sa isang partikular na tigas na may bahagyang mas malaking pagbawas. Sa pagsasagawa, ang pagkakaiba sa 20 porsiyentong malamig na trabaho ay nasa pagkakasunud-sunod ng 5 hanggang 10 HBW.

Kung saan ang pagpili ay talagang mahalaga

Ang praktikal na panuntunan: pumili ng 316 kapag kailangan mo ng maximum na tigas mula sa malamig na trabaho at ang bahagi ay hindi welded. Pumili ng 316L kapag hinangin ang bahagi, kapag nakakita ito ng mga chloride sa mataas na temperatura, o kapag ang katigasan ay pangalawang alalahanin sa likod ng resistensya ng kaagnasan. Kung ang isang drawing ay nangangailangan ng 316 ngunit ang bahagi ay hinangin sa panahon ng pagpupulong, iyon ay isang salungatan sa detalye na nagkakahalaga ng paglutas bago ang produksyon, hindi pagkatapos ng pagkabigo.

Surface Hardening ng 316 Stainless: Nitriding, Carburizing at Coatings

Kapag ang bulk hardness ay natatakpan ng metalurhiya ng haluang metal, ang natitirang opsyon ay ang patigasin lamang ang ibabaw. Ginagawa ito ng ilang proseso, at bawat isa ay may natatanging trade-off sa pagganap ng kaagnasan, pagbabago ng dimensional at lalim ng layer.

• Maginoo na gas o plasma nitriding. Isinasagawa sa 500 hanggang 580 degrees Celsius. Gumagawa ng katigasan sa ibabaw sa hanay na 1000 hanggang 1700 HV, ngunit ang chromium nitride precipitation ay nag-aalis ng chromium mula sa matrix at maaaring seryosong pababain ang resistensya ng kaagnasan. Ang lalim ng layer ay karaniwang 20 hanggang 100 microns.
• Mababang-temperatura na nitriding (S-phase). Isinasagawa sa ibaba 450 degrees Celsius. Ang nitrogen ay nananatili sa interstitial solid solution kaysa sa pagbuo ng mga nitride, kaya ang resistensya ng kaagnasan ay higit na napapanatili. Ang katigasan ng ibabaw na 1000 hanggang 1200 HV ay makakamit, na may lalim na layer na 10 hanggang 30 microns.
• Mababang-temperatura na carburizing. Katulad na prinsipyo sa carbon sa halip na nitrogen. Ang katigasan ng ibabaw ay humigit-kumulang 700 hanggang 900 HV na may mahusay na pagpapanatili ng paglaban sa kaagnasan, ngunit mas mahabang cycle.
• Hard chrome plating. Nagdedeposito ng 700 hanggang 1000 HV layer, karaniwang 10 hanggang 50 microns ang kapal. Magandang paglaban sa pagsusuot ngunit limitado ang benepisyo sa kaagnasan at isang kilalang pasanin sa pagsunod sa kapaligiran.
• Electroless nickel. Humigit-kumulang 500 hanggang 600 HV bilang nadeposito, tumataas sa 900 HV pagkatapos ng isang bake. Uniform coverage sa kumplikadong geometry, ngunit ang layer ay maaaring mag-chip sa ilalim ng mataas na point load.

Ang mga dimensional na kahihinatnan ay nararapat pansin. Ang isang nitrided layer ay nagpapalaki sa bahagi ng ilang micron at isang plated layer ng 5 hanggang 50 microns bawat gilid depende sa kapal. Sa isang thread insert na may kontroladong pitch diameter tolerance, ang paglaki na iyon ay maaaring itulak ang bahagi sa labas ng acceptance band. Ang mga insert na pinatigas sa ibabaw ay dapat na sukatin bago ang paggamot na may built in na allowance sa paglaki, at ang proseso ng plating o diffusion ay dapat tukuyin kasama ng thread tolerance.

Para sa mga sinulid na koneksyon, ang pagpapatigas sa ibabaw ay bihirang ang tamang unang sagot. Binabago nito ang friction coefficient, na nagbabago sa relasyon ng torque-tension, na nagbabago sa preload sa joint. Ang isang mas malambot ngunit pare-parehong dimensyon na 316 insert ay kadalasang nahihigitan ng isang hard-coated dahil lang sa predictably kumikilos ang assembly torque.

316 Stainless Hardness sa Threaded Inserts at Fasteners

Ang mga sinulid na pagsingit ay isang case study kung bakit mas mahalaga ang katigasan kaysa iminumungkahi ng numero sa ibabaw. Ang isang insert ay kailangang gumawa ng tatlong trabaho nang sabay-sabay: humawak ng bolt sa na-rate na preload, makaligtas sa mga paulit-ulit na pag-assemble cycle, at labanan ang galling laban sa isang mating stainless screw. Ang katigasan ay nakakaimpluwensya sa lahat ng tatlo, at ginagawa ito sa mga paraan na hindi palaging intuitive.

Kumuha ng pamantayan hindi kinakalawang na asero sinulid insert sa 316. Annealed sa 160-180 HBW, ito ay sapat na malambot upang bahagyang mag-deform sa ilalim ng unang paghihigpit, na tumutulong na umayon ito sa parent thread ngunit nangangahulugan din na ang insert thread ay tumatagal ng higit sa anumang over-torque. Ang parehong insert sa cold-worked 316 sa 250-280 HBW ay mas lumalaban sa pagpapapangit ngunit mas madaling kapitan ng sakit dahil ang mas mataas na tigas ay binabawasan ang kakayahan ng materyal na tumanggap ng micro-scale asperity contact.

Stainless Steel Self-Tapping Thread Insert Ang hindi kinakalawang na asero na self-tapping thread insert ay mga fastener na idinisenyo upang palakasin ang mga sinulid na koneksyon. Hindi tulad ng mga karaniwang pagsingit, ang mga ito ay gawa sa hindi kinakalawang na asero, provi... Tingnan ang Produkto →

Ang mga self-tapping insert ay nagdaragdag ng karagdagang kulubot. Ang mga bahaging ito ay pumutol o bumubuo ng sarili nilang sinulid sa parent material, kaya ang insert ay dapat na mas matigas kaysa sa host. Sa aluminyo at magnesium, kung saan ang tigas ng host ay madalas na mas mababa sa 100 HBW, isang annealed 316 insert sa 170 HBW ay may sapat na margin. Sa cast iron o mild steel host, ang margin ay lumiliit, at ang insert ay nangangailangan ng malamig na trabaho o isang mas mahirap na haluang metal upang maputol nang malinis. Isa ito sa mga dahilan kung bakit nananatiling karaniwan ang mga pagsingit ng self-tapping ng carbon steel sa mga ferrous host: hindi dahil mas mura ang mga ito, ngunit dahil gumagana ang hardness relationship.

Iba na naman ang kinikilos ng mga pagsingit ng wire thread. Dahil ang mga ito ay nabuo mula sa pinagsamang kawad patungo sa isang cross-section na diyamante, ang malamig na gawaing ibinibigay sa panahon ng pagguhit at pagbubuo ng kawad ay malaki. Ang isang tipikal na 316 wire insert ay tumatakbo sa 300 hanggang 400 HV, kapansin-pansing mas mahirap kaysa sa annealed solid insert ng parehong haluang metal. Ang katigasan na iyon ang nagbibigay-daan sa mga anchoring tangs ng insert na kumagat at ang coil ay lumalaban sa paghugot sa ilalim ng pagkarga.

Tangless Wire Thread Insert Tangless wire thread insert, na kilala rin bilang "steel wire screw sleeve na walang mounting handle", ay isang uri ng steel wire screw sleeve (may sinulid). Isang uri ng manggas ng sutla. T... Tingnan ang Produkto →

Para sa mga plug ng langis at mga conversion nuts, ang priyoridad ng tigas ay lumilipat patungo sa tibay ng thread sa ilalim ng paulit-ulit na pag-alis. Ang isang drain plug na inalis at nire-refit sa bawat agwat ng serbisyo ay maaaring makaipon ng daan-daang mga cycle ng pagpupulong sa buong buhay ng isang sasakyan. Ang cold-worked 316 sa 220-260 HBW ay humahawak sa bilang ng ikot na iyon nang walang nakikitang pagpapapangit ng thread. Ang ganap na annealed na materyal sa 160 HBW ay magpapakita ng pagyupi sa unang ilang mga thread sa loob ng isang daang cycle.

Pagtutugma ng tigas ng insert sa materyal ng host

Tandaan ang stainless-on-stainless na hilera. Kapag pareho ang insert at ang mating fastener ay austenitic stainless sa magkatulad na tigas, ang malamig na welding at galling ang nagiging dominanteng failure mode, at ang sagot ay karaniwang hindi para pahirapin ang isa kundi baguhin ang friction condition — isang molybdenum disulfide lubricant, ibang surface finish, o dissimilar alloy na pagpapares tulad ng 316 insert o A230.30.

Mga Pamantayan na Nagtatakda ng 316 Stainless Hardness Limits

Ang mga limitasyon sa katigasan para sa 316 ay bihirang nagmumula sa haluang metal mismo. Nagmula ang mga ito sa pamantayan ng produkto, pamantayan ng aplikasyon, o drawing ng engineering ng customer. Ang pag-alam kung aling dokumento ang namamahala ay ang unang hakbang sa anumang hindi pagkakaunawaan sa katigasan.

Ang limitasyon ng NACE ay nararapat na espesyal na pansin dahil ito ang hadlang na madalas na napalampas. Sa maasim na serbisyo, ang sulfide stress cracking susceptibility ay tumataas nang may katigasan, at ang 22 HRC ceiling ay isang matigas na hangganan. Ang isang cold-drawn na 316 bar sa 280 HBW ay maaaring matugunan ang bawat mekanikal na kinakailangan sa pagguhit at tatanggihan pa rin nang tahasan dahil ito ay lumampas sa maasim na limitasyon ng serbisyo. Kung ang iyong aplikasyon ay humipo sa langis at gas, suriin ang katigasan bago mo suriin ang lakas.

Nangangahulugan ba ang Mas Mataas na Tigas na Mas Mahusay na Pagsuot at Paglaban sa Galling?

Hindi mapagkakatiwalaan, at ito ay kung saan nagkakamali ang maraming mahusay na intensyon na pagpili ng materyal. Ang katigasan ay nauugnay sa abrasion resistance para sa maraming mga materyales, ngunit ang austenitic na hindi kinakalawang na asero ay isang espesyal na kaso, at ang galling sa partikular ay hindi sumusunod sa hardness curve.

Ang Galling ay malagkit na pagkasuot. Sa ilalim ng pagkarga, ang mga asperity sa dalawang ibabaw ng pagsasama ay malamig na hinangin, pagkatapos ay mapunit, naglilipat ng materyal at nagiging magaspang ang ibabaw. Bumibilis ang proseso dahil ang napunit na ibabaw ay naglalantad ng sariwa, walang oxide na metal. Ang Austenitic stainless ay lalong madaling kapitan nito dahil ang passive chromium oxide layer ay dahan-dahang nagre-reporma at ang pinagbabatayan na metal ay napaka-ductile.

Ang pagpapataas ng tigas ay nakakatulong lamang kung babaguhin nito ang pag-uugali ng pandikit. Dalawang 316 na ibabaw sa 300 HBW ay magkakaroon pa rin ng apdo laban sa isa't isa sa ilalim ng mataas na presyon ng contact. Dalawang 316 na ibabaw sa 160 HBW ay magkakaroon din ng apdo. Ang mga variable na talagang nagbabago sa kinalabasan ay:

• Pagkakaiba ng tigas. Ang isang 100 HBW na agwat sa pagitan ng mga bahagi ng pagsasama ay lubos na nakakabawas ng nakakapanghinayang panganib. Ito ang dahilan kung bakit mas gumagana ang mga pinatigas na hindi kinakalawang na turnilyo na ipinares sa mas malambot na hindi kinakalawang na pagsingit kaysa sa magkatugmang mga pares.
• Pang-ibabaw na tapusin. Ang mga pinagulong sinulid ay mas mababa kaysa sa mga ginupit na sinulid sa parehong katigasan, dahil ang pinagsamang ibabaw ay mas makinis at tumigas sa contact zone.
• Lubrication. Ang isang dry-film lubricant o anti-seize compound ay nakakagambala sa metal-to-metal contact na nagsisimula sa proseso ng adhesive.
• Presyon ng contact. Ang pagpapanatiling thread flank pressure na mas mababa sa humigit-kumulang 50 porsyento ng yield strength ay nakakapagpatagal nang husto.
• Bilis at temperatura ng pagpupulong. Ang mabilis, power-tool assembly ay bumubuo ng lokal na pagpainit na nagtataguyod ng welding. Kontroladong torque at mas mabagal na tulong sa rundown.

Para sa nakasasakit na pagkasuot sa halip na malagkit na pagkasuot, mas direktang mahalaga ang katigasan, ngunit ang kaugnay na katigasan ay kadalasang ang counterface kaysa sa 316 na bahagi. Ang isang 316 oil plug sealing laban sa isang machined steel seat ay masusuot ayon sa tigas at kondisyon ng ibabaw ng bakal, hindi sa plug.

Isa pang pag-iingat. Ang pagtaas ng tigas sa pamamagitan ng malamig na trabaho ay nakakabawas sa pagpahaba, at ang pinababang pagpapahaba ay nagpapataas ng panganib ng hydrogen embrittlement at stress corrosion crack sa mga madaling kapitan na kapaligiran. Ang tamang katigasan ay ang pinakamababang halaga na nakakatugon sa mekanikal na kinakailangan, hindi ang pinakamataas na makakamit.

Pagtukoy at Pagbili ng 316 Stainless na Bahagi: Isang Praktikal na Checklist

Karamihan sa mga problema sa katigasan ay nagmumula sa yugto ng panipi. Ang isang drawing na nagsasabing "316 stainless" na walang kundisyon, sukat o limitasyon ay nagbibigay ng kalayaan sa supplier na ipadala ang anumang stock ng gilingan. Ang sumusunod na dalawang-column na paghahambing ay nagtatakda kung ano ang pagpapasya sa panig ng engineering at kung ano ang isusulat sa purchase order.

Dalawang detalye sa listahang iyon ang may hindi katimbang na timbang. Ang una ay ang hardness window. Iba-iba ang babasahin ng bawat supplier ng isang solong halaga tulad ng "180 HBW", at ang resultang argumento ay nagkakahalaga ng higit kaysa sa pagpapaubaya. Ang pangalawa ay ang lokasyon ng pagbabasa. Sa isang malamig na bahagi, ang tigas sa ibabaw at tigas sa core ay maaaring mag-iba ng 40 HBW o higit pa, kaya kailangang sabihin ng sertipiko kung saan ginawa ang indentation.

Kung ang isang bahagi ay kinuha bilang isang tapos na bahagi sa halip na bilang hilaw na materyal, hilingin sa tagagawa na ilarawan ang ruta ng proseso sa simpleng mga termino. Ang isang supplier na maaaring ipaliwanag kung paano kinokontrol ang malamig na trabaho sa pamamagitan ng pagguhit at pagbubuo, at kung paano napatunayan ang katigasan sa mga natapos na bahagi sa halip na sa papasok lamang na bar, ay isang supplier na nauunawaan ang kinakailangan.

Paano Sinusubok ang 316 Stainless Hardness

Ang hardness testing ay mukhang simple at madaling magkamali. Ang mga resulta ay nakasalalay sa paghahanda sa ibabaw, kapal ng seksyon, kundisyon ng indenter at pamamaraan ng operator, at ang pagbabasa nang hindi tama ay mas masahol kaysa sa walang pagbabasa.

Pagsusuri sa Rockwell (ASTM E18)

Mabilis at malawakang ginagamit sa mga palapag ng produksyon. Gumagamit ang B scale ng 1/16 inch ball at 100 kgf, na angkop para sa annealed 316. Gumagamit ang C scale ng diamond cone sa 150 kgf, na angkop lamang para sa cold-worked na 316 sa itaas ng humigit-kumulang 20 HRC. Ang mga mababaw na kaliskis tulad ng HR15T ay gumagamit ng mas mababang mga load para sa manipis na mga seksyon. Ang kritikal na kinakailangan ay flatness at kapal: ang test piece ay dapat na hindi bababa sa sampung beses ang lalim ng penetration makapal, o ang pagbabasa ay maimpluwensyahan ng anvil.

Pagsusuri sa Brinell (ASTM E10)

Ang 10 mm na bola sa 3000 kgf ay gumagawa ng malaking impresyon na nag-a-average ng lokal na variation, na ginagawa itong mas gustong paraan para sa mga casting, forging at malaking bar. Ang trade-off ay ang impression ay tunay na malaki — isang 10 mm diameter na footprint — kaya hindi ito magagamit sa mga natapos na maliliit na bahagi o manipis na dingding.

Vickers at microhardness (ASTM E92, E384)

Ang diamond pyramid indenter ay nagbibigay-daan sa pagsubok sa napakaliit na feature, indibidwal na phase at case-hardened na layer. Ang microhardness na dumadaan sa isang nitrided na layer ay ang karaniwang paraan upang ma-verify ang lalim ng case. Ang kinakailangan ay isang mahusay na pinakintab na ibabaw; ang isang magaspang na ibabaw ay nakakalat sa impresyon at nagbubunga ng 10 porsyento o higit pa sa pagitan ng mga pagbabasa.

Mga karaniwang pagkakamali sa pagsubok

1. Pagsubok sa isang hubog na ibabaw na walang wastong suportang anvil, na gumagawa ng mababang pagbabasa.
2. Masyadong malapit ang pagsubok sa isang nakaraang impression, na nagpapahintulot sa deformed zone na maimpluwensyahan ang bagong pagbabasa.
3. Paggamit ng talahanayan ng conversion na ginawa para sa carbon steel sa austenitic stainless.
4. Pagbabasa ng tigas sa isang bahagi na may natitirang stress mula sa machining, na nagbabago sa resulta.
5. Pagtanggap ng halaga ng mill certificate nang hindi kinukumpirma na ang lokasyon ng pagsubok ay tumutugma sa tinukoy.

Para sa mga pagbiling mahalaga sa kalidad, hilingin ang bilang ng mga pagbabasa, ang kanilang mga lokasyon at ang kanilang pagkalat sa halip na ang average lamang. Ang isang sertipiko na nag-uulat ng "175 HBW" na walang karagdagang detalye ay nagsasabi sa iyo ng napakakaunting tungkol sa kung ang bahagi ay pare-pareho.

Mga Karaniwang Problema sa 316 Hardness at Paano Maiiwasan ang mga Ito

Ito ang mga isyu na madalas na lumalabas sa papasok na inspeksyon at pag-aaral ng pagkabigo sa field. Ang bawat isa ay may dahilan na nakaugat sa detalye o proseso, at bawat isa ay may panpigil na sagot.

Problema: annealed na materyal na ibinigay laban sa isang cold-worked na kinakailangan

Ang pinaka-madalas na reklamo sa katigasan. Ang isang drawing ay nangangailangan ng 240 HBW minimum, ang supplier ay nagpapadala ng karaniwang annealed bar sa 170 HBW, at ang mga bahagi ay nabigo sa unang inspeksyon. Ang pag-iwas ay ang pagtukoy sa kondisyon ng pagpoproseso, hindi lamang ang halaga ng katigasan, at pagtatanong para sa ruta ng proseso sa quotation.

Problema: hardness gradients sa loob ng isang bahagi

Ang malamig na pagbuo ay gumagawa ng hindi pare-parehong strain. Ang isang rolled thread ay maaaring 30 HBW na mas mahirap kaysa sa shank, at ang dalawang dulo ng isang iginuhit na bar ay maaaring mag-iba ng 15 HBW. Ang pag-iwas ay upang tukuyin ang lokasyon ng pagtanggap sa pagguhit at payagan ang isang makatotohanang banda ng pagpapaubaya.

Problema: nababawasan ang katigasan ng isang downstream na thermal step

Ang welding, brazing o isang high-temperature coating na lunas ay maaaring maalis ang malamig na trabaho na nangangailangan ng malaking pagsisikap upang makagawa. Ang pag-iwas ay ang pagsunud-sunod ng mga operasyon upang ang lahat ng mga thermal na hakbang ay mauna sa huling pagbuo ng malamig, o upang pumili ng pang-ibabaw na paggamot na tumatakbo sa mababang temperatura.

Problema: paggamot sa ibabaw na nakakapinsala sa resistensya ng kaagnasan

Ang conventional nitriding ay maaaring mag-precipitate ng chromium nitride at iwanan ang bahagi na madaling maapektuhan ng pitting at intergranular attack. Ang pag-iwas ay ang pagpili ng mababang temperatura na nitriding o carburizing kung saan mahalaga ang kaagnasan, at upang i-verify gamit ang isang pagsubok sa kaagnasan sa halip na ipagpalagay.

Problema: galling sa kabila ng mataas na tigas

Nagtugma sa 316 na ibabaw sa mataas na tigas na apdo pa rin. Ang pag-iwas ay ang pagpapakilala ng hardness differential, pagtukoy ng lubricant, o pagbabago ng surface finish sa halip na itulak ang tigas na mas mataas.

Problema: tigas sa itaas ng regulatory ceiling

Ang cold-drawn 316 sa 260 HBW ay lumampas sa limitasyon ng NACE MR0175 para sa maasim na serbisyo at tatanggihan anuman ang mekanikal na pagganap nito. Ang pag-iwas ay upang kumpirmahin ang kapaligiran ng aplikasyon bago tapusin ang ruta ng pagproseso.

Mga Madalas Itanong Tungkol sa 316 Stainless Hardness

Kung saan Ang 316 Hardness ay Nababagay sa Real Component Design

Bumalik mula sa mga numero at ang larawan ay diretso. Ang 316 stainless ay isang haluang lumalaban sa kaagnasan na nangyayari na katamtamang malakas at maaaring gawing mas malakas sa pamamagitan ng malamig na trabaho. Ito ay hindi isang materyal na pagsusuot, hindi ito tumutugon sa paggamot sa init, at ang katigasan nito ay isang function kung paano ito nabuo kaysa sa tinukoy.

Para sa mga sinulid na bahagi ng koneksyon — mga insert, conversion nuts, oil plugs at tooling na nag-i-install sa mga ito — na may tatlong kahihinatnan. Una, ang katigasan ng isang natapos na bahagi ay dapat na masubaybayan sa isang tinukoy na ruta ng pagproseso, hindi hinuhulaan mula sa grado ng haluang metal. Pangalawa, ang mga pagtutukoy ng katigasan ay kabilang sa mga pagpapaubaya ng thread at pagtatapos sa ibabaw sa pagguhit, dahil lahat ng tatlo ay nakikipag-ugnayan. Pangatlo, kung saan ang galling o pagsusuot ay ang tunay na alalahanin, ang sagot ay karaniwang isang materyal na pagpapares o isang pagpapadulas na desisyon sa halip na isang mas mataas na bilang ng tigas.

Ang isang tagagawa na gumagawa ng mga bahaging ito sa dami ay nakikita ang mga kahihinatnan araw-araw. Ang mga pagsingit ng thread na nag-iiwan sa planta sa pare-parehong 220 hanggang 260 HBW na may mga dokumentadong lokasyon ng pagbabasa ay pumasa sa papasok na inspeksyon at nahuhulaang nagtitipon. Ang mga bahagi na nag-iiba ng 50 HBW sa loob ng isang batch ay bumubuo ng mga claim sa warranty na mahal upang masubaybayan at mas mahirap pigilan sa pangalawang pagkakataon.

Kaugnay na Pagbasa Mula sa Aming Aklatan

Ang tigas na gawi ng 316 hindi kinakalawang na hugis kung paano gumaganap ang mga pagsingit ng sinulid sa malambot na mga materyales ng magulang, kung saan ang insert ay dapat maghiwa o bumuo ng sarili nitong sinulid nang hindi nade-deform. Ang aming teknikal na tala sa kung paano pinapabuti ng mga pagsingit ng metal na sinulid ang lakas ng sinulid sa malambot na materyales lumalakad sa landas ng pag-load, ang papel na ginagampanan ng insert hardness na nauugnay sa host, at ang mga failure mode na lumalabas kapag ang relasyon ay naitakda nang hindi tama.

Para sa mga mamimiling nagtatrabaho sa mga programang automotive, aerospace at rail, ang praktikal na takeaway ay ang tukuyin ang kondisyon sa pagpoproseso at ang lokasyon ng pagtanggap nang magkasama, at humiling ng hardness data sa mga natapos na bahagi sa halip na umasa sa mga papasok na sertipiko ng mill lamang.