45# Stal: „Gwiezdny uczeń” właściwości mechanicznych
„45” w nazwie stali 45# odnosi się do zawartości węgla wynoszącej około 0,45%. Nie lekceważ tego ułamka procenta węgla; bezpośrednio określa twardość i wytrzymałość stali.
45# Encyklopedia Steel Gallery_360
Po hartowaniu i odpuszczaniu-w wysokiej temperaturze (proces znany jako „hartowanie i odpuszczanie”) stal 45# może osiągnąć twardość HB 220–280. Jego wytrzymałość na rozciąganie przekracza 600 MPa, a granica plastyczności przekracza 355 MPa. Co to oznacza? Oznacza to, że w przypadku wału o tej samej grubości stal 45 # może wytrzymać większe obciążenia i jest mniej podatna na zginanie lub pękanie.
Właśnie dlatego stal 45# jest najlepszym wyborem w projektowaniu mechanicznym elementów-nośnych, takich jak wały, koła zębate i śruby.
Jednak stal 45 # ma fatalną słabość: jest podatna na rdzewienie.
Taka jest natura stali węglowej; szybko rdzewieje pod wpływem wilgotnego powietrza lub wilgoci. Nawet jeśli na powierzchnię-nałożona zostanie farba antykorozyjna, jedynie opóźnia to proces, a nie całkowicie go zapobiega. W środowisku warsztatowym, gdy powłoka ulegnie uszkodzeniu, rdza zaczyna wnikać w metal właśnie w tym miejscu.
Stal nierdzewna 304: „Gwiezdny uczeń” odporności na rdzę
304 to austenityczna stal nierdzewna zawierająca ponad 18% chromu i ponad 8% niklu. Chrom tworzy na powierzchni-ultracienką warstwę tlenku, która blokuje tlen i wodę,-dzięki czemu jest naturalnie-odporna na rdzę.
Jaka jest różnica między stalami nierdzewnymi serii 200, 300 i 400?
304 z łatwością radzi sobie z wilgotnym środowiskiem, mgłą wodną oraz łagodnymi kwasami i zasadami. Nie wymaga oliwienia, powlekania i minimalnej konserwacji.
Jednak właściwości mechaniczne 304 są gorsze od stali 45 #.
304 ma zawartość węgla tylko około 0,12%, znacznie niższą niż stal 45 #. Jego twardość jest mniejsza lub równa HB 187, wytrzymałość na rozciąganie jest większa lub równa 520 MPa, a granica plastyczności jest większa lub równa 205 MPa.
Liczby mówią jasno: pozostaje w tyle pod względem twardości, wytrzymałości i odporności na zużycie.. 304 Stal nierdzewna ma jeszcze jeden ukryty problem: jest podatna na „zatarcie” (zatarcie).
Ze względu na wysoką plastyczność, 304 jest podatny na zgrzewanie na zimno, przyleganie materiału i zacieranie w połączeniu z łożyskami lub tulejami podczas długotrwałej pracy,-co niezwykle utrudnia demontaż. Stanowi to istotny problem w przypadku sprzętu wymagającego częstej konserwacji lub demontażu.
[Obraz]
Dlaczego więc firma wybrała 304?
Powróćmy do początkowego scenariusza: wał podajnika-oryginalnie wykonany ze stali 45#-rdzewiał, więc wymieniono go na 304.
Z technicznego punktu widzenia firma prawdopodobnie dokonała następujących-kompromisów:
Po pierwsze, warunki pracy sprawiły, że głównym problemem było zapobieganie rdzy. Podajnik pracuje w wilgotnym środowisku; Rdza wału nie tylko skraca żywotność, ale może również zanieczyścić obrabiany materiał. Zamiast ciągłego stosowania oleju w celu konserwacji, rozsądniej będzie przejść na materiał, który można zastosować-nastaw-i-zapomnij-o nim”.
Po drugie, obciążenie mechaniczne wału jest prawdopodobnie niskie. Jeśli wał przenosi jedynie ruch obrotowy pod niewielkim obciążeniem, wytrzymałość 304 jest więcej niż wystarczająca. Nie ma potrzeby ponoszenia dodatkowych kosztów na obróbkę powierzchni, aby osiągnąć poziom wytrzymałości, który w rzeczywistości nie jest wymagany.
Po trzecie, upraszcza proces. Dział zaopatrzenia po prostu kupuje pręty okrągłe 304, obrabia je, montuje i praca jest wykonywana. Nie ma potrzeby obróbki cieplnej, wykańczania powierzchni ani obaw o bieżącą konserwację.
Oczywiście istnieją inne opcje.
Jeśli wymagana jest zarówno odporność na rdzę, jak i odporność na zużycie, lepszym wyborem będzie 2Cr13. Jako martenzytyczna stal nierdzewna może osiągnąć twardość 45–50 HRC po hartowaniu, zapewniając równowagę wytrzymałości, odporności na zużycie i odporności na rdzę. Jest znacznie bardziej odpowiedni niż 304 do-wałów nośnych.
Jeśli pozostaniesz przy stali 45#, połączenie hartowania-i-odpuszczania oraz twardego chromowania może również rozwiązać problem rdzy-często mniejszym kosztem niż stal 304. Takie podejście pozwala zachować twardość, wytrzymałość i odporność materiału na zużycie, zapewniając jednocześnie doskonałą ochronę przed rdzą.
Ostatecznie wybór 304 nie był technicznie „optymalnym” rozwiązaniem; był to wybór oparty na wyważonej ocenie,-w której priorytetem było rozwiązanie, które było po prostu „wystarczająco dobre”.
Maksymalna odporność na rdzę, wystarczająca wytrzymałość i minimum kłopotów-to jest odpowiedź.
