Miten ruostumattomasta teräksestä valmistettujen aluslevyjen kovuus on verrattuna hiiliteräksestä tai muista seoksista valmistettuihin aluslevyihin?

Aluslevyt ovat näennäisesti yksinkertaisia komponentteja, mutta niillä on keskeinen rooli kiinnitysjärjestelmissä eri toimialoilla. Jakamalla kutaimia, vähentämällä kulumista ja parantamalla pulttien ja muttereiden tehokkuutta aluslevyt edistävät sutaiaan liitoksen vakautta ja luotettavuutta. Aluslevyissä käytetyistä materiaaleista yleisimpiä ovat ruostumaton teräs, hiiliteräs ja seosteräs. Keskeinen ominaisuus, joka erottaa ne on kovuus , joka vaikuttaa muodonmuutoskestävyyteen, kykyyn kestää toistuvia rasituksia ja pitkäaikaiseen kestävyyteen. Ruostumattomasta teräksestä valmistettujen aluslevyjen ja hiiliteräksen ja seosterästen aluslevyjen kovuuden ymmärtäminen auttaa insinöörejä ja käyttäjiä valitsemaan sovelluksilleen sopivimman tyypin.

kovuus Ruostumattomasta teräksestä valmistetut aluslevyt

Ruostumattomasta teräksestä valmistettuja aluslevyjä valmistetaan usein mm 304 or 316 , molemmat kuuluvat ruostumattomien terästen austeniittiseen perheeseen. Näitä arvosanoja suositaan erinomaistensa vuoksi korroosionkestävyys, sitkeys ja sitkeys , joten ne ovat ihanteellisia ympäristöihin, jotka ovat alttiina kosteudelle, kemikaaleille tai vaihteleville lämpötiloille.

Kovuuden suhteen hehkutettu 304 ruostumaton teräs on tyypillisesti noin 70–90 HRB (Rockwell B) . Kylmätyöstöprosessit, kuten valssaus tai meistäminen, voivat lisätä kovuutta kohtalaisesti, mutta ruostumattomasta teräksestä valmistetut aluslevyt ovat pehmeämpiä kuin karkaistu hiiliteräslevy. Tämä kohtalainen kovuus tarkoittaa, että vaikka ruostumattomasta teräksestä valmistetut aluslevyt kestävät halkeilua ja tarjoavat joustavuutta, ne voivat deformoitua voimakkaiden puristusvoimien vaikutuksesta tai suuren jännityksen aiheuttamissa mekaanisissa liitoksissa.

Ruostumattomasta teräksestä valmistettujen aluslevyjen etu ei piile äärimmäisessä kovuudessa vaan niiden kovuudessa kyky vastustaa korroosiota ja ylläpitää rakenteellista eheyttä aggressiivisissa ympäristöissä . Esimerkiksi meritekniikassa, elintarviketeollisuudessa ja kemiantehtaissa ruostumattomasta teräksestä valmistetut aluslevyt ovat tehokkaampia kuin kovemmat materiaalit, jotka ovat alttiita ruosteelle ja pintavaurioille.

kovuus Carbon Steel Washers

Hiiliteräslevyillä on hyvin erilainen profiili. Hiiliterästä voidaan lämpökäsitellä prosesseilla, kuten karkaisulla ja karkaisulla, mikä lisää merkittävästi sen kovuutta ja vetolujuutta. Karkaistu hiiliteräs aluslevyt saavuttaa usein 38–45 HRC (Rockwell C) , sijoittamalla ne huomattavasti ruostumattomasta teräksestä valmistettujen aluslevyjen yläpuolelle kovuuden ja kulutuskestävyyden suhteen.

Tämä korkea kovuus tarkoittaa ylivoimaista kestävyys muodonmuutoksia ja pinnan painumaa vastaan kun siihen kohdistuu suuria puristusvoimia. Tämän seurauksena hiiliteräksisiä aluslevyjä käytetään laajalti raskaissa koneissa, rakennekokoonpanoissa, autoteollisuudessa ja muissa ympäristöissä, joissa mekaaninen kuormitus on huomattava.

Hiiliteräkseltä puuttuu kuitenkin ruostumattoman teräksen korroosionkestävyys. Ilman suojapinnoitteita, kuten sinkitystä, galvanointia tai fosfaattikäsittelyä, hiiliteräslevyt ovat herkkiä ruosteelle altistuessaan kosteudelle tai syövyttäville aineille. Siksi niiden korkea kovuus on usein tasapainotettava pintakäsittelyillä käyttöiän pidentämiseksi ulkona tai kosteissa olosuhteissa.

kovuus Alloy Steel Washers

Seosteräkset rakentuvat hiiliteräkselle lisäämällä elementtejä, kuten kromia, molybdeeniä tai vanadiinia. Nämä lisäykset mahdollistavat seosterästen saavuttamisen jopa korkeammat kovuusarvot ja vetolujuudet kun sille on tehty asianmukainen lämpökäsittely. Seosteräksiset aluslevyt on erityisesti suunniteltu korkean suorituskyvyn, korkean stressin sovellukset .

Esimerkiksi ilmailuteollisuudessa, sähköntuotannossa tai kehittyneissä autojen komponenteissa käytettävät aluslevyt voidaan valmistaa seosteräksistä, koska ne kestävät raskaiden mekaanisten kuormien lisäksi myös kohonneita lämpötiloja. Niiden kovuus tekee niistä kestävämpiä kulumista, virumista ja väsymistä vastaan ​​verrattuna sekä ruostumattomasta teräksestä että tavallisiin hiiliteräsaluslevyihin. Haittapuoli on kuitenkin samanlainen kuin hiiliteräksellä: seosteräksiset aluslevyt eivät ole luonnostaan ​​korroosionkestäviä ja vaativat yleensä pinnoitteen tai pinnoituksen suojaksi.

Aluslevyjen kovuuden testaus

Materiaalien objektiivista vertailua varten kovuus mitataan standarditestausmenetelmillä. The Rockwellin kovuustesti on yksi yleisimmistä, ja Rockwell B (HRB) -vaakaa käytetään pehmeämmille metalleille, kuten ruostumattomalle teräkselle, ja Rockwell C (HRC) -vaakaa kovemmille, lämpökäsitellyille teräksille. Muut menetelmät, kuten Brinell-kovuustesti or Vickersin kovuustesti voidaan käyttää myös vaaditusta tarkkuudesta riippuen.

Nämä mittaukset auttavat määrittämään paitsi aluslevyn muodonmuutoskestävyyden, myös sen, kuinka se käyttäytyy toistuvissa kuormitusolosuhteissa. Esimerkiksi liian alhainen aluslevy voi litistää tai muotoutua, mikä johtaa pultin löystymiseen, kun taas liian kova aluslevy voi haurastua ja halkeilla iskun vaikutuksesta.

Sovelluspohjaiset kompromissit

Valinta ruostumattoman teräksen, hiiliteräksen ja seosteräksisten aluslevyjen välillä riippuu usein sovelluksen erityisistä olosuhteista:

• Aluslevyt ruostumattomasta teräksestä : Käytetään ympäristöissä, joissa korroosionkestävyys, hygienia ja pitkä käyttöikä tärkeämpää kuin maksimikovuus. Yleistä laivalaitteistoissa, ulkorakentamisessa, elintarvikelaitteissa ja lääketieteellisissä laitteissa.

• Hiiliteräksiset aluslevyt : Valittu heidän mukaansa ylivoimainen kovuus ja lujuus , joten ne ovat ihanteellisia raskaille mekaanisille kuormituksille, rakenteellisiin kiinnityksiin ja teollisuuskoneisiin. Tyypillisesti pinnoitettu korroosiosuojaa varten.

• Seosteräksiset aluslevyt : Varattu erikoisympäristöihin, jotka vaativat poikkeuksellinen kovuus, kulutuskestävyys ja kestävyys , kuten ilmailu, autokilpailut ja voimalaitokset.

Johtopäätös

Kovuutta verrattaessa ruostumattomasta teräksestä valmistetut aluslevyt ovat yleensä pehmeämpi kuin hiiliteräksestä tai seosteräksestä valmistetut aluslevyt. Hiiliteräs tarjoaa korkeamman kovuuden ja lujuuden, kun taas seosteräs tarjoaa huippusuorituskyvyn äärimmäisiin olosuhteisiin. Ruostumaton teräs, vaikkakin pehmeämpi, tarjoaa vertaansa vailla korroosionkestävyys ja sitkeys , jotka usein ylittävät kovuusnäkökohdat haastavissa ympäristöissä.

Lopulta oikean pesuaineen valinta riippuu tasapaino kovuuden ja ympäristön kestävyyden välillä . Syövyttävässä meriympäristössä ruostumaton teräs voi olla ainoa käyttökelpoinen vaihtoehto, kun taas raskaassa rakennekokoonpanossa karkaistu hiiliteräs voi olla parempi. Seosteräs toimii erikoisvaihtoehtona vaativimpiin mekaanisiin ja lämpöolosuhteisiin.