ZKL sorozatú alumínium ötvözet lágyító kemencék
Cat:Ipari kemence
A ZKL sorozatú alumínium ötvözetű lágyító kemence egy fejlett berendezés, ame...
Lásd a részleteketMérnöki ítélet: Nagy szilárdságú rozsdamentes acél csavarok 700 MPa (304, 316 ausztenites fokozat) és 1100-1500 MPa (martenzites 410, 420, 431) szakítószilárdságot kínál. A 70-es (700 MPa) és a 80-as (800 MPa) tulajdonsági osztály az ausztenites rozsdamentes acél, míg a 100-120 (1000-1200 MPa) osztály a hidegen megmunkált vagy csapadékkal edzett minőségeknél érhető el. A korrózióállóság érdekében az ausztenites minőségek (304, 316) kiváló ellenállást biztosítanak a legtöbb környezetben, a 316 pedig kiváló ütésállóságot (PREN 24-26 vs 304's 18-20). A martenzites minőségek (410, 420) alacsonyabb korrózióállósággal rendelkeznek (hasonlóan a 430-as rozsdamentes acélhoz), és nem ajánlottak tengeri vagy magas kloridtartalmú környezetben, bevonat nélkül. A duplex rozsdamentes (2205, 2507) nagy szilárdságot (800-1000 MPa) és kiváló korrózióállóságot (PREN 32-38) ér el, de 2-3-szor többe kerül, mint 304. Kültéri, tengeri vagy vegyi alkalmazásokhoz a 316 rozsdamentes acél minimum 850 MPa az optimális szakítószilárdság és ipari felhasználás esetén.
A rozsdamentes acél csavarok szakítószilárdságát tulajdonságosztályok határozzák meg (hasonlóan a 8.8, 10.9, 12.9 szénacél osztályokhoz), de eltérő számozással. Az alábbiakban az ISO 3506-1 (korrózióálló rozsdamentes acél kötőelemek mechanikai tulajdonságai) alapján a rozsdamentes acélminőségek szakítószilárdságának átfogó összehasonlítása látható.
| Minőség / Anyag | Tulajdonosztály | Minimális szakítószilárdság (MPa) | Minimális feszültségállóság (MPa) | Keménység (HRC) | Tipikus alkalmazások |
|---|---|---|---|---|---|
| 304 / 304L (ausztenites) - | 50, 70 - | 500-700 MPa - | 210-450 MPa - | <22 - | Általános célú, beltéri, könnyűszerkezetes - |
| 316/316L (ausztenites) - | 50, 70 - | 500-700 MPa - | 210-450 MPa - | <22 - | Tengerészeti, vegyipari, kültéri, élelmiszer-feldolgozás - |
| 410 (martenzit) - | 70, 80 - | 700-900 MPa - | 550-700 MPa - | 25-35 - | Nagy szilárdság, kopásállóság, mérsékelt korrózió - |
| 431 (martenzit) - | 80, 100 - | 800-1000 MPa - | 650-850 MPa - | 28-38 - | Szivattyútengelyek, szelepek, nagy szilárdságú rögzítők - |
| 630 (17-4 PH) Csapadékos edzés - | 100, 120 - | 1000-1200 MPa - | 850-1050 MPa - | 33-42 - | Repülési, nukleáris, nagy terhelésű szerkezeti - |
| Duplex 2205 (ausztenites-ferrites) - | 70, 80, 100 - | 700-1000 MPa - | 500-800 MPa - | 25-35 - | Offshore, vegyszerszállító tartályhajók, nagy korróziószilárdságú - |
A rozsdamentes csavarok tulajdonságosztályainak megértése. A 8,8, 10,9 jelzésű szénacél csavarokkal ellentétben (ahol az első szám a szakítószilárdság 1/100-a MPa-ban), a rozsdamentes csavarok egy- vagy kétjegyű tulajdonságosztályt használnak: 50. osztály (500 MPa min. szakítószilárdság), 70. osztály (700 MPa), 80. osztály (800 MPa). A 100-as osztály (1000 MPa) elérhető a csapadékban edzett minőségekhez. A tulajdonságosztályt a csavarfejre kell bélyegezni (pl. A2-70 a 304-es rozsdamentes acélhoz, Class 70; A4-80 a 316-os rozsdamenteshez, Class 80). Nagy szilárdságú alkalmazásokhoz A4-80 (316, 800 MPa) vagy magasabb értéket adjon meg. Soha ne feltételezze, hogy minden rozsdamentes csavar nagy szilárdságú – az A2-50 szabvány (304, 500 MPa) csak 60-70 százaléka a 8.8-as szénacél csavarok szilárdságának (800 MPa).
A hideg megmunkálás növeli a szilárdságot hőkezelés nélkül. Az ausztenites rozsdamentes acélok (304, 316) nem hőkezelhetők erősítés céljából. A hideg megmunkálás (menethengerlés, fejformázás és huzalhúzás) azonban növeli a szakítószilárdságot. A hidegen megmunkált huzalból készült csavar elérheti a 80-as (800 MPa) osztályt, szemben a nem hidegen megmunkált 50-70-es osztályokkal. A 800 MPa feletti nyomást igénylő alkalmazásokhoz martenzites vagy csapadékkeményedéses minőségek szükségesek. Ezeknek a minőségeknek azonban alacsonyabb a korrózióállósága (lásd a 2. fejezetet).
Valós szakítási követelmények alkalmazásonként:
Példa esetre: Egy parti dokképítési projektben A2-70 (304, 700 MPa) csavarokat használtak a korlátcsatlakozásokhoz. 18 hónap elteltével 30 százalékuk réskorróziót mutatott a menetgyökereknél (lásd 2. szakasz), amely cserét igényelt. A csere A4-80 (316, 800 MPa) csavarokat használt PTFE bevonattal. 4 év után nulla korrózió és nincs szilárdságromlás – az azonos szakítóosztály ellenére a 316-os ötvözet kiváló lyukállósága kritikusnak bizonyult a tengeri környezetben.
A szakítószilárdság vizsgálati módszere (ISO 3506-1): A csavarokat szakítógépbe helyezzük, és törésig húzzuk. A maximális erő osztva a feszültségi területtel (a menetemelkedés átmérőjéből számítva) adja meg a szakítószilárdságot. Az M6 csavarok (6 mm átmérőjű) esetén a 70. osztály legalább 7000 Newton erőt igényel (kb. 700 kg terhelés). M10 esetén minimum 20 000 Newton (kb. 2 000 kg). Mindig ellenőrizze, hogy a csavar szakítószilárdsága kritikus alkalmazások esetén 4-6-os biztonsági tényezővel meghaladja-e a maximális várható üzemi terhelést.
A rozsdamentes acél korrózióállósága passzív króm-oxid rétegből származik. A különböző ötvözőelemek (króm, nikkel, molibdén, nitrogén) azonban jelentősen befolyásolják a lyukkorrózióval, réskorrózióval és feszültségkorróziós repedésekkel szembeni ellenállást. Az alábbiakban egy részletes összehasonlítás található a szabványosított tesztelés és a helyszíni teljesítmény alapján.
| évfolyam | PREN (Pitting Resistance) | Sópermetezési ellenállás (ASTM B117) | Klorid határérték (ppm) | Tengerészeti alkalmasság | Vegyi ellenállás |
|---|---|---|---|---|---|
| 304 (A2) - | 18-20 - | 200-400 óra a vörös rozsdáig - | <200 ppm - | Gyenge (a réskorrózió gyakori) - | Jó az enyhe savakhoz - |
| 316 (A4) - | 24-26 - | 600-1000 óra - | 1000-2000 ppm - | Jó (tengerparti, mérsékelt merülés) - | Kiváló a legtöbb vegyszerhez - |
| 431 (martenzit) - | 16-18 - | 100-200 óra - | <150 ppm - | Korlátozott (csak beltéri) - | Mérsékelt bevonattal - |
| 630 (17-4 PH) - | 16-18 - | 200-400 óra - | <150 ppm - | Szegénytől közepesig - | Jó bizonyos médiához - |
| Duplex 2205 - | 32-38 - | 1500-2500 óra - | 10 000 ppm - | Kiváló (elmerült, fröccsenő zóna) - | Kiváló kloridokhoz, savakhoz - |
A PREN (Pitting Resistance Equivalent Number) a legfontosabb mérőszám. PREN = %Cr 3,3 x %Mo 16 x %N. A magasabb PREN jobb ellenállást jelent kloridos környezetben. 304 (PREN 18-20) beltéri és vidéki kültéri használatra alkalmas. A 316 (PREN 24-26) 2-3 százalék molibdént ad hozzá, jelentősen javítva a lyukasztó ellenállást. Tengeri fröccsenő zónákhoz vagy úszómedencékhez (magas klórtartalom) 32 feletti PREN javasolt – duplex 2205 vagy szuper ausztenites minőség (904L, 254SMO). Víz alatti tengeri alkalmazásokhoz 40 feletti PREN szükséges (a speciális minőségek nem általánosak a szabványos csavaros termékekben).
A martenzites minőségek (410, 420, 431) alacsonyabb korrózióállósággal rendelkeznek. Mivel ezekben a minőségekben alacsonyabb a krómtartalom (12-14 százalék vs. 18 százalék a 304-nél), és kevés vagy egyáltalán nincs nikkel vagy molibdén, PREN-értékük 14-18 – hasonlóan a 430-as rozsdamentes acélhoz. Kültéri környezetben, különösen partok közelében vagy ipari környezetben rozsdásodnak. Ha kültéri alkalmazáshoz nagy szilárdság (1000-1200 MPa) szükséges, a martenzites csavart bevonni kell (horganyzás, Dacromet vagy PTFE). A bevonat nélküli 410-es csavarok 50-150 órán belül vörös rozsdát mutatnak a sópermetezés során – ami 2-6 hét part menti expozíciónak felel meg. Tengeri felhasználáshoz soha ne válasszon martenzitet bevonat nélkül.
A kötőelemek speciális korróziós veszélyei: A csavarok különösen érzékenyek a réskorrózióra és a galvanikus korrózióra. A réskorrózió a menetvölgyekben fordul elő, ahol alacsony az oxigénszint. A 316 sokkal ellenállóbb, mint a 304, de még a 316-os is réskorróziót tapasztal, ha hónapokig álló tengervízben szerelik össze. Galvanikus korrózió akkor következik be, amikor a rozsdamentes acél kevésbé nemesfémmel (alumínium, szénacél) érintkezik egy elektrolitban (sós vízben). A rozsdamentes acél katódként működik, felgyorsítva a másik fém korrózióját. Megoldások: izolálja nejlon alátétekkel, használjon kompatibilis anyagokat, vagy alkalmazzon tömítőanyagot az elektrolit bejutásának megakadályozására.
Sópermet vizsgálati eredmények (ASTM B117) általános minőségekre (M6 csavarok, 500 órás expozíció):
Környezeti korrózióállóság:
A Nagy szilárdságú rozsdamentes acél csavarok igényes környezetben használva az optimális választás egyensúlyban tartja a szakítószilárdságot és a korrózióállóságot. A nagy szilárdság (800 MPa) ÉS a jó korrózióállóság érdekében a lehetőségek korlátozottak: A4-80 (316, hidegen megmunkált 800 MPa-ig) a leggyakoribb. 1000 MPa-hoz a 316-hoz hasonló korrózióállósággal duplex 2205 vagy 17-4 PH (630) szükséges, de mindkettő lényegesen többe kerül, és alacsonyabb a rendelkezésre állásuk. A legtöbb, nagy szilárdságot és korrózióállóságot igénylő ipari alkalmazáshoz az A4-80 (316, 80. osztály) nyújtja a legjobb értéket, 800 MPa szakítószilárdságot és kiváló lyukállóságot (PREN 24-26) kínál.
A fenti adatok alapján ezzel a kerettel válassza ki a megfelelőt Nagy szilárdságú rozsdamentes acél csavarok egyedi igényeinek megfelelően.
Évfolyam: 304 (A2-50 vagy A2-70). Szakítószilárdság: 500-700 MPa. Korrózió: Beltérben elfogadható. Költség: $ (alapvonal). Alkalmazások: Bútorszerelés, elektronika, gipszkarton, készülékek.
Besorolás: 304 (A2-70) vagy 316 (A4-70) a hosszú élettartam érdekében. Szakítószilárdság: 700 MPa. Korrózió: 304 10-20 évig megfelelő a szárazföldön. Költség: $-$$. Alkalmazások: fedélzeti korlát, tábla rögzítés, szerkezeti konzolok.
Évfolyam: 316 (A4-80) minimum. Szakítószilárdság: 800 MPa. Korrózió: 600 órás sópermet. Költség: $$. Alkalmazások: Dokk hardver, tengerparti épületek, csónaktartozékok, kültéri korlátok az óceántól 5 km-en belül.
Minőség: Duplex 2205 vagy szuper duplex. Szakítószilárdság: 800-1000 MPa. Korrózió: 2000 óra sópermet, PREN 32-38. Költség: $$$$. Alkalmazások: hajótesten átmenő szerelvények, offshore platformrögzítők, tengervízszivattyúk.
Minőség: 316 (A4-80) vagy 316 PTFE bevonattal. Szakítószilárdság: 700-800 MPa. Korrózió: 2000 ppm-ig ellenáll a klórnak. Költség: $$-$$$. Alkalmazások: Medencelétrák, vegyi üzem karimák, szennyvíztisztító berendezések.
Minőség: 410 vagy 431 martenzites, cink vagy PTFE bevonattal. Szakítószilárdság: 900-1000 MPa. Korrózió: Bevonatfüggő. Költség: $$-$$$. Alkalmazások: Nagy terhelésű gépek, autóipari (nem külső), ipari berendezések (beltéri).
A Nagy szilárdságú rozsdamentes acél csavarok a piac gondos ötvözetválasztást igényel – a szakítószilárdság és a korrózióállóság gyakran kiegyenlítődik. Az ausztenites minőségek (304, 316) biztosítják a legjobb korrózióállóságot, de kisebb szilárdságot (max. 800 MPa). A martenzites és PH minőségek nagyobb szilárdságot (1000-1200 MPa), de alacsonyabb korrózióállóságot kínálnak, ezért kültéri bevonatokat igényelnek. A legigényesebb alkalmazásokhoz (partmenti építkezés, vegyi üzemek, élelmiszer-feldolgozás) az A4-80 (316, 80. osztály) optimális egyensúlyt biztosít: 800 MPa szakítószilárdság és PREN 24-26 korrózióállóság. Szélsőséges környezetekhez (folyamatos tengervíz merítés, magas kloridtartalmú vegyszerek) váltson duplex rozsdamentesre (PREN 32-38) a 2-3-szoros költségprémium ellenére. Mindig kérjen anyagvizsgálati jelentést (MTR) a kritikus alkalmazásokhoz – ellenőrizze mind a szakítóvizsgálati eredményeket (ISO 3506-1), mind a lyukállóságot (ASTM G48 a vas(III)-klorid vizsgálatához). Megfelelő minőségválasztás és bevonatspecifikáció mellett a nagy szilárdságú rozsdamentes csavarok 20-50 év karbantartásmentes szolgáltatást biztosítanak.