316 صلابة الفولاذ المقاوم للصدأ: HRB، HBW، HV، Rockwell C ودليل العمل البارد

يقوم مهندس المشتريات بالتوقيع على رسم إدخال مبيت ناقل الحركة. تقول المذكرة "316 غير قابل للصدأ، 30 لجنة حقوق الإنسان". يقتبس المورد الأول شريطًا مسحوبًا على البارد. قامت السفن الثانية بتصلب المخزون وتدعي أن الصلابة "في المواصفات". يصف كلا الاقتباسين نفس السبيكة، ولا يستطيع أحدهما تقديم ما يطلبه الرسم. هذه الفجوة بين الرسم وشهادة المطحنة هي المكان الذي تبدأ فيه معظم مشاكل صلابة الفولاذ المقاوم للصدأ البالغ عددها 316.

هنا هو الجواب القصير. عادةً ما يتم قياس الفولاذ المقاوم للصدأ 316 الملدن 150 إلى 190 اتش بي دبليو ، والذي يتحول إلى تقريبًا 80 إلى 95 ساعة أو 155 إلى 200 فولت . هذه ليست مادة صعبة. وهو عبارة عن درجة أوستنيتي مقاومة للتآكل، ولا يمكن زيادة صلابته عن طريق التبريد أو التقسية. الطريقان الوحيدان إلى جزء أكثر صلابة 316 هما العمل البارد، والذي يمكن أن يدفع الصلابة الكبيرة نحوه 350 HBW (حوالي 38 HRC) ، والعلاجات السطحية مثل النيترة، والتي يمكن أن ترفع الجلد إلى الأعلى 1000 جهد عالي مع ترك النواة دون مساس.

كل شيء آخر في هذه المقالة يتبع من هاتين الحقيقتين. سواء كنت تشتري إدخالات ملولبة أو سدادات زيت أو صواميل تحويل أو أدوات تثبيت، فإن الصلابة التي تتلقاها تعتمد على كيفية معالجة المادة، وليس على وسيلة شرح المعالجة الحرارية على الطباعة.

316 صلابة الفولاذ المقاوم للصدأ: ماذا تعني الأرقام في الواقع

الصلابة هي قياس للمقاومة، وليست خاصية مادية منحوتة في الحجر. فهو يسجل كيف يقوم إندينتر معين، تحت حمل معين، بتشويه سطح معين. قم بتغيير أي من هؤلاء الثلاثة وسيتحرك الرقم. هذا هو السبب في أن رقم صلابة الفولاذ المقاوم للصدأ 316 بدون مقياس وطريقة اختبار مرفقة يكون بلا معنى تقريبًا.

بالنسبة للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي الملدن، هناك ثلاثة مقاييس تهيمن على الممارسة التجارية:

• برينل (HBW) — كرة من كربيد التنجستن مقاس 10 مم ووزن 3000 كجم. معيار للقضبان والألواح والأقسام الثقيلة. القراءة النموذجية 316: 150-190 HBW.
• روكويل بي (HRB) — كرة مقاس 1/16 بوصة ووزن 100 كجم. شائع في شهادات المطاحن للأجزاء الرقيقة أو الصغيرة. القراءة النموذجية 316: 80-95 HRB.
• فيكرز (الجهد العالي) — هرم ماسي، يستخدم للرقائق الرقيقة والطبقات السطحية ورسم خرائط الصلابة الدقيقة. القراءة النموذجية 316: 155-200 فولت.

هناك نقطتان عمليتان تستحقان التمسك بهما. أولاً، تحدد معظم معايير المنتج للقضبان والأشكال 316 و316 لتر أ الحد الأقصى صلابة صلب حولها 215 إلى 223 HBW . وهذا السقف موجود لضمان الليونة والأداء ضد التآكل، وليس للوعد بالقوة. ثانيًا، يتحول الفولاذ الأوستنيتي بين مقاييس الصلابة بشكل مختلف عن الفولاذ الكربوني. الجزء 316 عند 95 HRB ليس بنفس قوة الشد مثل الفولاذ الكربوني عند 95 HRB. جداول التحويل المصممة للفولاذ الحديدي سوف تضللك بنسبة 10 إلى 15 بالمائة إذا قمت بتطبيقها بشكل أعمى.

الصلابة النموذجية حسب شكل المنتج في درجة حرارة الغرفة

• القضبان الملدنة الجاهزة على البارد: 160-190 HBW
• الصفائح الملدنة المدرفلة على الساخن: 150-180 HBW
• سلك صلب وقضيب ذو قطر صغير: 80-90 HRB
• أنبوب غير ملحوم، ملدن: 70-85 HRB (HR15T على جدار رقيق)
• شريط مسحوب على البارد، تقليل الضوء: 200-230 HBW
• سلك مزاج الربيع: 300-380 HBW

لماذا لا يمكن تصلب الفولاذ المقاوم للصدأ 316 بالمعالجة الحرارية

316 غير القابل للصدأ هو الأوستنيتي. هيكلها البلوري في درجة حرارة الغرفة هو مكعب متمركز حول الوجه، ويبقى على هذا النحو من درجات الحرارة المبردة حتى الانصهار. لا يوجد تحول مارتنسيتي يمكن تحفيزه عند التبريد، ولا توجد آلية ترسيب كربيد يمكن تسخيرها لتقوية الكتلة. المعالجة الحرارية ببساطة لا تغير صلابة السبيكة.

ما تفعله المعالجة الحرارية هو العكس. التلدين بالمحلول، عادة عند 1040 إلى 1120 درجة مئوية متبوعًا بالتبريد السريع، يذيب الكربيدات وينتج الحالة الأكثر ليونة والأكثر ليونة ومقاومة للتآكل. إذا أخبرك أحد الموردين بأنه "تم معالجته حراريًا بدرجة حرارة 316 إلى 40 HRC"، فإن هذا البيان مستحيل من الناحية الفنية بالنسبة للمواد السائبة. هناك شيء آخر يحدث، ومن الجدير معرفة ما هو.

الآليات الثلاث التي تغير صلابة 316

1. العمل البارد. إن التدحرج، والرسم، والتأرجح، ولف الخيوط، والتقطيع بالرصاص كلها تؤدي إلى حدوث خلع. يصلب الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ بسرعة ويحتفظ بتأثيره في درجة حرارة الغرفة. هذه هي الطريقة الوحيدة لرفع صلابة الجزء الأكبر.
2. علاجات الانتشار السطحي. تعمل عملية النيترة والكربنة والنيتروكربنة على إدخال النيتروجين الخلالي أو الكربون إلى الطبقة الخارجية. ترتفع الصلابة بشكل حاد، ولكن فقط ضمن عشرات الميكرونات من السطح.
3. طلاء والطلاء. يقوم الكروم الصلب والنيكل غير الكهربائي والرذاذ الحراري بترسيب مادة مختلفة على السطح. صلابة الركيزة لم تتغير.

هذا التمييز مهم تجاريا. يمكن للجزء 316 المصنوع على البارد والجزء المنترد 316 الإبلاغ عن نفس صلابة السطح والتصرف بشكل مختلف تمامًا في الخدمة. الجزء المعالج على البارد قوي على طول الطريق وأقل مقاومة للتآكل قليلاً. يحتوي الجزء المنترد على جلد صلب فوق قلب ناعم ومرن، وقد تنخفض مقاومته للتآكل بشكل كبير ما لم يتم التحكم في العملية بعناية.

316 تحويل صلابة الفولاذ: HBW، HV، HRB وHRC

يقدم الجدول أدناه تحويلات تقريبية عبر النطاق الذي ستواجهه فعليًا عند تحديد أو فحص 316 قطعة غير قابلة للصدأ. عمود قوة الشد إرشادي فقط ويعكس السلوك الأوستنيتي النموذجي، وليس علاقة مضمونة. تأكد دائمًا من مواصفات المواد الحاكمة لتطبيقك.

ثلاثة تحذيرات حول قراءة هذا الجدول. الأول هو أن أعمدة HRB وHRC لا تتداخل حسب التصميم. يصبح Rockwell B غير موثوق به فوق ما يقرب من 100 HRB لأن المسافة البادئة للكرة تغوص عميقًا جدًا، ويصبح Rockwell C غير موثوق به أقل من 20 HRC تقريبًا لأن الماس يخترق مسافة بعيدة جدًا. بين هاتين النقطتين توجد فجوة تحويل لا تسدها المعايير، ولهذا السبب يستخدم صف الخدمة الحامضة أعلاه مكافئ Brinell بدلاً من رقم HRB.

التحذير الثاني يتعلق بعمود قوة الشد. يحمل الفولاذ الأوستنيتي عند صلابة معينة قوة شد أكبر من الفولاذ الكربوني عند نفس الصلابة، لأن السبيكة تتصلب أثناء اختبار الشد نفسه. إن تحويل صلابة 316 إلى قوة باستخدام طاولة من الفولاذ الكربوني سوف يقلل من تقديرها.

التحذير الثالث يتعلق بحجم القسم. سلك قطره 3 مم وقضيب قطره 60 مم لا يستجيبان لنفس طريقة الاختبار، ولا يحتاجان إلى ذلك. يجب قياس الصلابة على المقاطع الرقيقة باستخدام مقياس روكويل السطحي أو تحويله إلى مقياس فيكرز، وليس إجباره على قراءة برينل التي لا يمكن للهندسة أن تدعمها.

كيف يتغير العمل البارد 316 صلابة الفولاذ المقاوم للصدأ

العمل البارد هو الرافعة التجارية الأساسية لصلابة 316. إن عملية تشكيل المعدن التي بالكاد تحرك الإبرة على الفولاذ منخفض الكربون يمكن أن تضاعف قوة الخضوع للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، لأن السبائك تتصلب بمعدل أعلى بحوالي أربعة إلى ستة أضعاف. إن فهم هذا المنحنى هو الفرق بين تحديد الجزء الذي يبقى بعد التجميع والجزء الذي يتشقق في الشهر الأول.

العلاقة ليست خطية. إن التخفيضات الصغيرة في أول 10% من التشوه تنتج مكاسب كبيرة في الصلابة، لأن البنية الملدنة لديها مساحة كبيرة لتراكم الاضطرابات. بعد التخفيض بنسبة 25% تقريبًا، يتسطح المنحنى، وكل نقطة مئوية إضافية تشتري صلابة أقل بينما تستهلك ليونة أكبر. هناك أيضًا تأثير اتجاهي: الشريط المرسوم على البارد يكون أكثر صلابة على طول محور الرسم منه عبره، ويمكن أن يُظهر مسح الصلابة حول محيط الشريط المرسوم انتشارًا يتراوح بين 10 إلى 20 HBW.

تقوم الأشرطة الموجودة أعلاه بضغط نافذة التشغيل الواسعة إلى ست نقاط تمثيلية. عند القراءة من اليسار إلى اليمين، يصف أول شريطين المواد التي تترك الطاحونة في الحالة الأكثر ليونة والأكثر مقاومة للتآكل، وهو ما يحصل عليه معظم مشتري الخيط والمثبتات بشكل افتراضي. بالانتقال إلى الشريط الثالث، يؤدي السحب البارد الخفيف بنسبة 10 بالمائة تقريبًا إلى زيادة الصلابة بحوالي 30 HBW، وهو ما يكفي غالبًا لتحسين جودة الخيوط المُشكَّلة دون الإضرار بالليونة ماديًا.

يُظهر الشريطان الرابع والخامس منتصف نطاق العمل البارد، حيث يوجد عادةً مخزون أدوات تثبيت السيارات والفضاء. عند التخفيض بنسبة 15 بالمائة، ترتفع الصلابة إلى حوالي 230 HBW وتتجاوز قوة الخضوع 700 ميجا باسكال، بينما تظل الاستطالة أعلى من 25 بالمائة. عند التخفيض بنسبة 30 بالمائة، تقترب الصلابة من 260 HBW، وتتجاوز قوة الخضوع 800 ميجاباسكال، وتبدأ الاستطالة في الانخفاض نحو 15 بالمائة.

يمثل الشريط الأخير سلكًا زنبركيًا، حيث تؤدي التخفيضات بنسبة 50 بالمائة أو أكثر إلى دفع الصلابة إلى ما هو أبعد من 350 HBW. المواد في هذا المستوى قوية حقًا، ولكنها أيضًا قريبة من الحد الذي يمكن أن يقبله الفولاذ الأوستنيتي. تصبح متطلبات نصف قطر الانحناء ضيقة، وترتفع حساسية التشقق الناتج عن التآكل الإجهادي، وأي عملية لحام أو لحام ثانوي ستؤدي إلى تدمير الصلابة التي تم إنتاجها بعناية شديدة محليًا.

يتبع ذلك ثلاثة آثار عملية. أولاً، إن مادة 316 المعالجة على البارد ليست مادة واحدة - إنها مجموعة من الشروط، وأمر الشراء الذي ينص على "316 غير القابل للصدأ" فقط هو الذي سيسلم عادةً النسخة الملدنة. ثانيًا، تكون تدرجات الصلابة داخل الجزء المشكل على البارد حقيقية. يمكن أن يكون الخيط الملفوف الموجود على ملحقة مسحوبة على البارد أصلب بمقدار 20 إلى 30 HBW من الساق الموجودة أسفله، وهو ما يكون عادةً مفيدًا ولكنه يعقد عملية الفحص. ثالثًا، أي عملية حرارية لاحقة تزيد درجة حرارتها عن 400 درجة مئوية تقريبًا ستبدأ في إرخاء هيكل الخلع وتقليل الصلابة، لذلك يجب التخطيط لعمليات اللحام أو اللحام بالنحاس أو المعالجة بدرجة حرارة عالية وفقًا لمتطلبات الصلابة، وليس بعدها.

صلابة 316 مقابل 316L: ما مدى ليونة الدرجة المنخفضة الكربون؟

الفرق بين 316 و316L يعود إلى الكربون. يسمح المعيار 316 بما يصل إلى 0.08 بالمائة من الكربون؛ 316L يصل إلى 0.03 بالمائة. وهذا تغيير بسيط في الكيمياء له تأثير ملموس على الصلابة والقوة وقابلية اللحام.

في حالة التلدين، يعمل 316L تقريبًا 10 إلى 15 HBW أكثر ليونة من 316. حيث يهبط 316 عند 160-180 هيبو، يهبط 316L عادةً عند 140-160 هيبو. الفجوة صغيرة بما يكفي بحيث تتعامل العديد من الرسومات مع الاثنين على أنهما قابلان للتبديل، وكبيرة بما يكفي لتكون مهمة عندما تكون نافذة الصلابة ضيقة.

في ظل العمل البارد، تضيق الفجوة ولكنها لا تغلق. انخفاض الكربون يعني تعزيزًا أقل قليلاً للمحلول الصلب ومعدل تصلب عمل أقل بشكل طفيف، لذلك يصل 316L إلى صلابة معينة مع انخفاض أكبر قليلاً. ومن الناحية العملية، يكون الفرق عند 20 بالمائة من العمل البارد في حدود 5 إلى 10 HBW.

حيث يكون الاختيار مهمًا بالفعل

القاعدة العملية: اختر 316 عندما تحتاج إلى أقصى قدر من الصلابة من العمل البارد ولن يتم لحام الجزء. اختر 316L عندما يتم لحام الجزء، أو عندما يرى الكلوريدات في درجة حرارة مرتفعة، أو عندما تكون الصلابة مصدر قلق ثانوي وراء مقاومة التآكل. إذا كان الرسم يستدعي 316 ولكن تم لحام الجزء أثناء التجميع، فهذا تعارض في المواصفات يستحق الحل قبل الإنتاج، وليس بعد الفشل.

تصلب السطح من الفولاذ المقاوم للصدأ 316: النيترة والكربنة والطلاءات

عندما يتم تغطية صلابة الجزء الأكبر من خلال تعدين السبيكة، فإن الخيار المتبقي هو تقوية السطح فقط. تقوم العديد من العمليات بذلك، وكل منها يحمل مقايضة مميزة في أداء التآكل، وتغيير الأبعاد، وعمق الطبقة.

• نيترة الغاز أو البلازما التقليدية. أجريت عند 500 إلى 580 درجة مئوية. ينتج صلابة السطح في نطاق 1000 إلى 1700 جهد عالي، لكن ترسيب نيتريد الكروم يزيل الكروم من المصفوفة ويمكن أن يؤدي إلى تدهور مقاومة التآكل بشكل خطير. يتراوح عمق الطبقة عادة من 20 إلى 100 ميكرون.
• نيترة ذات درجة حرارة منخفضة (المرحلة S). أجريت تحت 450 درجة مئوية. يبقى النيتروجين في المحلول الصلب الخلالي بدلاً من تكوين النتريدات، لذلك يتم الاحتفاظ بمقاومة التآكل إلى حد كبير. يمكن تحقيق صلابة السطح من 1000 إلى 1200 HV، مع عمق طبقة من 10 إلى 30 ميكرون.
• الكربنة في درجات الحرارة المنخفضة. مبدأ مماثل مع الكربون بدلا من النيتروجين. صلابة السطح حوالي 700 إلى 900 فولت عالي مع احتفاظ ممتاز بمقاومة التآكل، ولكن أوقات دورة أطول.
• طلاء الكروم الصلب. يترسب طبقة ذات جهد عالي تتراوح من 700 إلى 1000، ويبلغ سمكها عادةً 10 إلى 50 ميكرون. مقاومة جيدة للتآكل ولكن فائدة محدودة للتآكل وعبء الامتثال البيئي المعروف.
• النيكل اللاكهربائي. يتم ترسيب حوالي 500 إلى 600 فولت، وترتفع إلى 900 فولت بعد الخبز. تغطية موحدة في الأشكال الهندسية المعقدة، لكن الطبقة يمكن أن تتشقق تحت أحمال النقاط العالية.

العواقب الأبعاد تستحق الاهتمام. تعمل طبقة النتريد على نمو الجزء ببضعة ميكرونات وطبقة مطلية بمقدار 5 إلى 50 ميكرون لكل جانب حسب السُمك. في إدخال الخيط مع تسامح قطر درجة التحكم، يمكن لهذا النمو أن يدفع الجزء خارج نطاق القبول. يجب تحديد أبعاد المدخلات المتصلبة السطح قبل المعالجة مع السماح بالنمو المدمج، ويجب تحديد عملية الطلاء أو الانتشار جنبًا إلى جنب مع تحمل الخيط.

بالنسبة للاتصالات الملولبة، نادرًا ما يكون تصلب السطح هو الحل الأول الصحيح. فهو يغير معامل الاحتكاك، الذي يغير علاقة عزم الدوران والشد، مما يغير التحميل المسبق في المفصل. غالبًا ما يتفوق إدخال 316 الأكثر ليونة ولكن المتسق الأبعاد على الإدخال المغطى بالصلابة ببساطة لأن عزم دوران التجميع يتصرف بشكل متوقع.

316 صلابة غير قابلة للصدأ في الإدخالات والمثبتات الملولبة

تعد الإدخالات الملولبة بمثابة دراسة حالة توضح سبب أهمية الصلابة أكثر مما يوحي به رقم السطح. يجب أن تقوم الملحقة بثلاث وظائف في وقت واحد: تثبيت المسمار عند التحميل المسبق المقدر، والبقاء على قيد الحياة في دورات التجميع المتكررة، ومقاومة الاحتكاك بمسمار مقاوم للصدأ. وتؤثر الصلابة على هذه العناصر الثلاثة، وهي تفعل ذلك بطرق ليست بديهية دائمًا.

خذ معيارا إدراج الخيوط الفولاذ المقاوم للصدأ في 316. تم تلدينه عند 160-180 HBW، وهو ناعم بدرجة كافية ليتشوه قليلاً تحت الشد الأول، مما يساعده على التوافق مع الخيط الأصلي ولكنه يعني أيضًا أن خيط الإدخال يتحمل العبء الأكبر من أي عزم دوران زائد. نفس الإدخال في 316 المصنوع على البارد عند 250-280 HBW يقاوم التشوه بشكل أفضل ولكنه أكثر عرضة للغضب لأن الصلابة الأعلى تقلل من قدرة المادة على استيعاب التلامس الدقيق على نطاق صغير.

الفولاذ المقاوم للصدأ إدراج موضوع التنصت الذاتي إن إدراجات الخيوط ذاتية التنصت المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ عبارة عن مثبتات مصممة لتقوية الوصلات الملولبة. على عكس الإدخالات القياسية، فهي مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ، مما يوفر ... عرض المنتج →

تضيف إدراجات التنصت الذاتية مزيدًا من التجاعيد. تقطع هذه الأجزاء أو تشكل خيطًا خاصًا بها في المادة الأصلية، لذلك يجب أن يكون الإدخال أصعب من المضيف. في الألومنيوم والمغنيسيوم، حيث تكون صلابة المضيف غالبًا أقل من 100 HBW، فإن إدراج 316 الملدن عند 170 HBW له هامش كبير. في الحديد الزهر أو الفولاذ الطري، يضيق الهامش، ويحتاج الإدخال إلى عمل بارد أو سبيكة أكثر صلابة للقطع بشكل نظيف. وهذا هو أحد الأسباب التي تجعل إدراجات الفولاذ الكربوني ذاتية التنصت شائعة في العوائل الحديدية: ليس لأنها أرخص، ولكن لأن علاقة الصلابة تعمل.

تعمل إدخالات خيط السلك بشكل مختلف مرة أخرى. نظرًا لأنها مكونة من سلك ملفوف في مقطع عرضي ماسي، فإن العمل البارد الذي يتم تنفيذه أثناء سحب الأسلاك وتشكيلها يكون كبيرًا. يعمل إدخال السلك النموذجي 316 على تشغيل 300 إلى 400 فولت عالي، وهو أصعب بشكل ملحوظ من الإدخال الصلب الملدن من نفس السبيكة. هذه الصلابة هي ما يسمح لتشابكات التثبيت الخاصة بالمدخل بالعض والملف بمقاومة الانسحاب تحت الحمل.

إدراج موضوع الأسلاك Tangless إدراج خيط الأسلاك غير المتشابكة، والمعروف أيضًا باسم "الجلبة اللولبية للأسلاك الفولاذية بدون مقبض التثبيت"، هو نوع من الأكمام اللولبية للأسلاك الفولاذية (ملولبة). نوع من الأكمام الحريرية. ت... عرض المنتج →

بالنسبة لسدادات الزيت وصواميل التحويل، تتحول أولوية الصلابة نحو متانة الخيط في ظل الإزالة المتكررة. يمكن أن تؤدي إزالة سدادة التصريف وإعادة تركيبها في كل فترة خدمة إلى تجميع مئات دورات التجميع على مدار عمر السيارة. يعالج 316 الذي يعمل على البارد عند 220-260 HBW عدد الدورات دون تشوه مرئي للخيط. سوف تظهر المواد الملدنة بالكامل عند 160 HBW تسطيحًا على الخيوط القليلة الأولى خلال مائة دورة.

مطابقة صلابة إدراج المواد المضيفة

لاحظ الصف المقاوم للصدأ. عندما يكون كل من الإدخال ومثبت التزاوج من الفولاذ الأوستنيتي بصلابة مماثلة، يصبح اللحام البارد والغليان هو وضع الفشل السائد، والإجابة عادة ليست جعل أحدهما أكثر صلابة ولكن تغيير ظروف الاحتكاك - مادة تشحيم ثاني كبريتيد الموليبدينوم، تشطيب سطحي مختلف، أو اقتران سبيكة مختلفة مثل إدراج 316 مع برغي غير قابل للصدأ 303 أو A2.

المعايير التي تحدد 316 حدودًا لصلابة الفولاذ المقاوم للصدأ

نادرًا ما تأتي حدود الصلابة لـ 316 من السبيكة نفسها. إنها تأتي من معيار المنتج، أو معيار التطبيق، أو الرسم الهندسي للعميل. إن معرفة الوثيقة التي تحكم هي الخطوة الأولى في أي نزاع حول الصلابة.

يستحق حد NACE اهتمامًا خاصًا لأنه القيد الذي غالبًا ما يتم تجاهله. في الخدمة الحامضة، ترتفع قابلية التشقق الناتج عن إجهاد الكبريتيد مع الصلابة، ويعتبر السقف 22 HRC بمثابة حدود صلبة. قد يلبي شريط 316 مسحوب على البارد عند 280 HBW كل المتطلبات الميكانيكية في الرسم ولا يزال يتم رفضه تمامًا لأنه يتجاوز حد الخدمة الحامضة. إذا كان تطبيقك يلامس الزيت والغاز، فتحقق من الصلابة قبل التحقق من القوة.

هل تعني الصلابة الأعلى مقاومة أفضل للتآكل والغضب؟

ليس بشكل موثوق، وهذا هو المكان الذي يحدث فيه خطأ كبير في اختيار المواد بحسن نية. ترتبط الصلابة بمقاومة التآكل للعديد من المواد، ولكن الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي هو حالة خاصة، ولا يتبع الصلابة على وجه الخصوص منحنى الصلابة.

Galling هو تآكل لاصق. تحت الحمل، يتم لحام التباينات الموجودة على سطحي التزاوج معًا على البارد، ثم يتم تمزيقها، مما يؤدي إلى نقل المواد وتخشين السطح. تتسارع العملية لأن السطح الممزق يكشف عن معدن جديد خالي من الأكسيد. يكون الفولاذ الأوستنيتي عرضة له بشكل خاص لأن طبقة أكسيد الكروم السلبية تصلح ببطء ويكون المعدن الأساسي عالي اللدونة.

لا يساعد رفع الصلابة إلا إذا أدى إلى تغيير سلوك المادة اللاصقة. سيظل سطحان 316 عند 300 HBW يتقابلان مع بعضهما البعض تحت ضغط تلامس عالٍ. سوف يكون هناك أيضًا سطحان 316 عند 160 HBW. المتغيرات التي تغير النتيجة فعليا هي:

• صلابة التفاضلية. إن وجود فجوة قدرها 100 HBW بين أجزاء التزاوج يقلل بشكل كبير من المخاطر المزعجة. هذا هو السبب في أن البراغي الصلبة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ المقترنة بإدخالات أكثر ليونة من الفولاذ المقاوم للصدأ تعمل بشكل أفضل من الأزواج المتطابقة.
• الانتهاء من السطح. الخيوط المدرفلة أقل مرارة من الخيوط المقطوعة بنفس الصلابة، لأن السطح الملفوف أكثر سلاسة وصلابة في منطقة التلامس.
• تشحيم. تعمل مادة التشحيم ذات الأغشية الجافة أو المركب المضاد للالتصاق على قطع الاتصال من المعدن إلى المعدن الذي يبدأ عملية اللصق.
• ضغط الاتصال. إن الحفاظ على ضغط جانب الخيط أقل من 50 بالمائة تقريبًا من قوة الخضوع يؤخر ظهور المرض بشكل كبير.
• سرعة التجميع ودرجة الحرارة. يعمل التجميع السريع للأدوات الكهربائية على توليد تسخين محلي يعزز عملية اللحام. يساعد عزم الدوران المتحكم به والمتهدمة بشكل أبطأ.

بالنسبة للتآكل الكاشط بدلاً من التآكل اللاصق، فإن الصلابة تكون أكثر أهمية بشكل مباشر، ولكن الصلابة ذات الصلة غالبًا ما تكون السطح المضاد بدلاً من الجزء 316. سوف يتآكل سدادة الزيت 316 ضد المقعد الفولاذي المُشكَّل آليًا وفقًا لصلابة الفولاذ وحالة السطح، وليس القابس.

تحذير آخر. تؤدي زيادة الصلابة عن طريق العمل البارد إلى تقليل الاستطالة، كما أن تقليل الاستطالة يزيد من خطر التقصف الهيدروجيني والتشقق الناتج عن التآكل الإجهادي في البيئات الحساسة. الصلابة الصحيحة هي أدنى قيمة تلبي المتطلبات الميكانيكية، وليست أعلى قيمة يمكن تحقيقها.

تحديد وشراء 316 قطعة من الفولاذ المقاوم للصدأ: قائمة مرجعية عملية

معظم مشاكل الصلابة تنشأ في مرحلة الاقتباس. الرسم الذي يقول "316 غير قابل للصدأ" بدون شرط أو مقياس أو حد يترك للمورد الحرية في شحن ما هو موجود في مخزون المصنع. توضح المقارنة التالية المكونة من عمودين ما يجب تحديده فيما يتعلق بالجانب الهندسي وما يجب كتابته في أمر الشراء.

هناك تفصيلان في تلك القائمة لهما وزن غير متناسب. الأول هو نافذة الصلابة. ستتم قراءة متطلبات القيمة الفردية مثل "180 HBW" بشكل مختلف من قبل كل مورد، وستكون تكلفة الوسيطة الناتجة أكبر من تكلفة التسامح. والثاني هو مكان القراءة. بالنسبة للجزء المشكل على البارد، يمكن أن تختلف الصلابة عند السطح والصلابة في القلب بمقدار 40 HBW أو أكثر، لذا يجب أن تشير الشهادة إلى مكان عمل المسافة البادئة.

عندما يتم الحصول على جزء ما كمكون نهائي وليس كمواد خام، اطلب من الشركة المصنعة وصف مسار العملية بعبارات واضحة. المورد الذي يمكنه شرح كيفية التحكم في العمل البارد من خلال الرسم والتشكيل، وكيفية التحقق من الصلابة على الأجزاء النهائية بدلاً من فقط على الشريط الوارد، هو المورد الذي يفهم المتطلبات.

كيف يتم اختبار صلابة الفولاذ المقاوم للصدأ 316

يبدو اختبار الصلابة بسيطًا ومن السهل أن يخطئ فيه. تعتمد النتائج على إعداد السطح، وسمك القسم، وحالة المسافة البادئة وتقنية المشغل، والقراءة التي يتم أخذها بشكل غير صحيح هي أسوأ من عدم القراءة على الإطلاق.

اختبار روكويل (ASTM E18)

سريع ويستخدم على نطاق واسع في أرضيات الإنتاج. يستخدم المقياس B كرة مقاس 1/16 بوصة ووزن 100 كجم، مناسب للصلب 316. يستخدم المقياس C مخروطًا ماسيًا بوزن 150 كجم، وهو مناسب فقط للمعامل البارد 316 فوق 20 HRC تقريبًا. تستخدم الموازين السطحية مثل HR15T أحمالًا أقل للأقسام الرفيعة. الشرط الحاسم هو التسطيح والسمك: يجب أن تكون قطعة الاختبار على الأقل عشرة أضعاف سمك عمق الاختراق، وإلا ستتأثر القراءة بالسندان.

اختبار برينل (ASTM E10)

تنتج الكرة مقاس 10 مم ووزن 3000 كجم ثقليًا انطباعًا كبيرًا يحسب متوسط التباين المحلي، مما يجعلها الطريقة المفضلة للمسبوكات والمطروقات والقضبان الكبيرة. والمقايضة هي أن الانطباع كبير بالفعل - قطره 10 ملم - لذلك لا يمكن استخدامه على الأجزاء الصغيرة الجاهزة أو الجدران الرقيقة.

فيكرز والصلابة الدقيقة (ASTM E92، E384)

يسمح إندينتر الهرم الماسي بإجراء الاختبار على ميزات صغيرة جدًا ومراحل فردية وطبقات صلبة. إن عبور الصلابة الدقيقة عبر طبقة النيتريد هي الطريقة القياسية للتحقق من عمق الحالة. الشرط هو سطح مصقول جيدا. يؤدي السطح الخشن إلى تشتيت الانطباع وينتج عنه تشتت بنسبة 10 بالمائة أو أكثر بين القراءات.

أخطاء الاختبار الشائعة

1. الاختبار على سطح منحني بدون سندان دعم مناسب، مما ينتج عنه قراءة منخفضة.
2. الاختبار قريب جدًا من الانطباع السابق، مما يسمح للمنطقة المشوهة بالتأثير على القراءة الجديدة.
3. استخدام جدول تحويل مصنوع من الفولاذ الكربوني على الفولاذ الأوستنيتي.
4. قراءة صلابة الجزء مع الضغط المتبقي من التشغيل الآلي، مما يغير النتيجة.
5. قبول قيمة شهادة المطحنة دون التأكد من مطابقة موقع الاختبار للموقع المحدد.

بالنسبة للمشتريات ذات الجودة الحرجة، اسأل عن عدد القراءات ومواقعها وانتشارها بدلاً من المتوسط ​​فقط. لا تخبرك الشهادة التي تبلغ "175 HBW" بدون تفاصيل إضافية سوى القليل جدًا عما إذا كان الجزء موحدًا أم لا.

مشاكل الصلابة الشائعة 316 وكيفية الوقاية منها

هذه هي المشكلات التي تظهر غالبًا في عمليات الفحص الواردة وتحليل الفشل الميداني. ولكل منها سبب متجذر في المواصفات أو العملية، ولكل منها إجابة وقائية.

المشكلة: يتم توفير المواد الملدنة وفقًا لمتطلبات العمل البارد

شكوى الصلابة الأكثر شيوعًا. يتطلب الرسم الحد الأدنى من 240 HBW، والشريط الملدن القياسي للسفن الموردة عند 170 HBW، وتفشل الأجزاء عند الفحص الأول. الوقاية هي تحديد حالة المعالجة، وليس فقط قيمة الصلابة، والسؤال عن مسار العملية في عرض الأسعار.

المشكلة: تدرجات الصلابة داخل جزء واحد

التشكيل البارد ينتج سلالة غير موحدة. يمكن أن يكون الخيط الملفوف أصلب بمقدار 30 HBW من الساق، ويمكن أن يختلف طرفا الشريط المرسوم بمقدار 15 HBW. الوقاية هي تحديد موقع القبول على الرسم والسماح بنطاق تسامح واقعي.

المشكلة: يتم تقليل الصلابة بخطوة حرارية في اتجاه مجرى النهر

يمكن أن يؤدي اللحام أو اللحام بالنحاس أو علاج الطلاء بدرجة حرارة عالية إلى تجميد الأعمال الباردة التي تتطلب جهدًا كبيرًا لإنتاجها. تتمثل الوقاية في تسلسل العمليات بحيث تسبق جميع الخطوات الحرارية التشكيل البارد النهائي، أو اختيار معالجة سطحية تتم عند درجة حرارة منخفضة.

المشكلة: المعالجة السطحية تضر بمقاومة التآكل

يمكن للنيترة التقليدية أن تترسب نيتريدات الكروم وتترك الجزء عرضة للتنقر والهجوم بين الحبيبات. تتمثل الوقاية في اختيار نيترة أو كربنة عند درجة حرارة منخفضة حيث يكون التآكل مهمًا، والتحقق من خلال اختبار التآكل بدلاً من الافتراض.

المشكلة: مزعجة على الرغم من صلابة عالية

لا تزال الأسطح المتطابقة ذات الصلابة العالية 316 مرارة. تتمثل الوقاية في إدخال فرق الصلابة، أو تحديد مادة تشحيم، أو تغيير تشطيب السطح بدلاً من دفع الصلابة إلى أعلى.

المشكلة: صلابة فوق السقف التنظيمي

يتجاوز 316 المسحوب على البارد عند 260 HBW حد NACE MR0175 للخدمة الحامضة وسيتم رفضه بغض النظر عن أدائه الميكانيكي. الوقاية هي تأكيد بيئة التطبيق قبل الانتهاء من مسار المعالجة.

الأسئلة المتداولة حول صلابة الفولاذ المقاوم للصدأ 316

حيث تتناسب الصلابة 316 مع تصميم المكونات الحقيقية

تراجع عن الأرقام وستصبح الصورة واضحة. 316 غير القابل للصدأ عبارة عن سبيكة مقاومة للتآكل وهي قوية إلى حد ما ويمكن جعلها أقوى بكثير عن طريق العمل البارد. إنها ليست مادة قابلة للتآكل، ولا تستجيب للمعالجة الحرارية، وصلابتها تعتمد على كيفية تشكيلها وليس على ما تم تحديده.

بالنسبة لمكونات التوصيل الملولبة - الإدخالات، وصواميل التحويل، وسدادات الزيت، والأدوات التي تقوم بتثبيتها - فإن ذلك له ثلاث عواقب. أولا، يجب أن تكون صلابة الجزء النهائي قابلة للتتبع إلى مسار معالجة محدد، وليس الاستدلال عليها من درجة السبائك. ثانيًا، تنتمي مواصفات الصلابة إلى جانب تفاوتات الخيط وتشطيب السطح في الرسم، لأن الثلاثة جميعًا يتفاعلون. ثالثًا، عندما يكون القلق أو التآكل هو مصدر القلق الحقيقي، فإن الإجابة عادةً ما تكون عبارة عن اقتران مادة أو قرار تزييت بدلاً من رقم صلابة أعلى.

الشركة المصنعة التي تنتج هذه الأجزاء بكميات كبيرة ترى العواقب يوميًا. إن إدخالات الخيوط التي تترك المصنع عند مستوى ثابت من 220 إلى 260 HBW مع مواقع قراءة موثقة تمر بالفحص الوارد ويتم تجميعها بشكل متوقع. الأجزاء التي تختلف بمقدار 50 HBW ضمن الدفعة تولد مطالبات ضمان تكون باهظة الثمن في التتبع ويصعب منعها في المرة الثانية.

القراءة ذات الصلة من مكتبتنا

يشكل سلوك الصلابة لـ 316 الفولاذ المقاوم للصدأ كيفية عمل إدخالات الخيط في المواد الأم الناعمة، حيث يجب أن يقطع الإدخال أو يشكل خيطه الخاص دون أن يتشوه. ملاحظتنا الفنية بشأن كيف تعمل إدخالات الخيط المعدني على تحسين قوة الخيط في المواد الناعمة يتجول عبر مسار التحميل، ودور صلابة الإدخال بالنسبة للمضيف، وأوضاع الفشل التي تظهر عندما يتم تعيين تلك العلاقة بشكل غير صحيح.

بالنسبة للمشترين الذين يعملون في برامج السيارات والفضاء والسكك الحديدية، تتمثل الفكرة العملية في تحديد حالة المعالجة وموقع القبول معًا، وطلب بيانات الصلابة على الأجزاء النهائية بدلاً من الاعتماد على شهادات المصنع الواردة وحدها.