Kakva je tvrdoća podložaka od nehrđajućeg čelika u usporedbi s onima izrađenima od ugljičnog čelika ili drugih legura?

Podloške su naizgled jednostavne komponente, ali igraju ključnu ulogu u sustavima pričvršćivanja u raznim industrijama. Distribucijom opterećenja, smanjenjem trošenja i poboljšanjem učinkovitosti vijaka i matica, podloške izravno doprinose stabilnosti i pouzdanosti spojeva. Među različitim materijalima koji se kiliiste za podloške, najčešći su nehrđajući čelik, ugljični čelik i legirani čelik. Ključno svojstvo koje ih razlikuje je tvrdoća , što utječe na otpilinost na deformacije, sposobnost podnošenja opetovanih naprezanja i dugoročnu trajnost. Razumijevanje usporedbe podložaka od nehrđajućeg čelika s podlošcima od ugljičnog i legiranog čelika u smislu tvrdoće pomaže inženjerima i korisnicima da odaberu najprikladniju vrstu za svoju primjenu.

Tvrdoća od Podloške od nehrđajućeg čelika

Podloške od nehrđajućeg čelika često se proizvode od vrsta poput 304 or 316 , oba pripadaju austenitnoj obitelji nehrđajućih čelika. Ove ocjene su favorizirane zbog izvrsnih otpornost na koroziju, duktilnost i žilavost , što ih čini idealnim za okruženja izložena vlazi, kemikalijama ili promjenjivim temperaturama.

Što se tiče tvrdoće, žareni nehrđajući čelik 304 obično se registrira oko 70–90 HRB (Rockwell B) . Postupci hladne obrade, kao što je valjanje ili utiskivanje, mogu umjereno povećati tvrdoću, ali podloške od nehrđajućeg čelika ostaju mekše od podložaka od kaljenog ugljičnog čelika. Ova umjerena tvrdoća znači da, iako su podloške od nehrđajućeg čelika otporne na pucanje i nude fleksibilnost, mogu se deformirati pod jakim silama stezanja ili u mehaničkim spojevima pod velikim opterećenjem.

Prednost podložaka od nehrđajućeg čelika nije u velikoj tvrdoći, već u njihovoj sposobnost otpornosti na koroziju i održavanje strukturnog integriteta u agresivnim okruženjima . Na primjer, u brodogradnji, postrojenjima za preradu hrane i kemijskim postrojenjima, podloške od nehrđajućeg čelika nadmašuju tvrđe materijale koji su skloni hrđanju i degradaciji površine.

Tvrdoća od Carbon Steel Washers

Podloške od ugljičnog čelika imaju vrlo različit profil. Ugljični čelik može se toplinski obraditi kroz postupke kao što su kaljenje i popuštanje, koji značajno povećavaju njegovu tvrdoću i vlačnu čvrstoću. Podloške od kaljenog ugljičnog čelika često postižu 38–45 HRC (Rockwell C) , stavljajući ih znatno iznad podložaka od nehrđajućeg čelika u smislu tvrdoće i otpornosti na trošenje.

Ova visoka tvrdoća znači superiorna otpornost na deformacije i udubljenja površine kada su izloženi velikim silama stezanja. Kao rezultat toga, podloške od ugljičnog čelika naširoko se koriste u teškim strojevima, konstrukcijskim sklopovima, proizvodnji automobila i drugim postavkama gdje je mehaničko opterećenje značajno.

Međutim, ugljični čelik nema otpornost na koroziju kao nehrđajući čelik. Bez zaštitnih premaza kao što su pocinčavanje, galvanizacija ili obrada fosfatom, podloške od ugljičnog čelika osjetljive su na hrđu kada su izložene vlazi ili korozivnim agensima. Stoga se njihova visoka tvrdoća često mora uravnotežiti površinskim tretmanima kako bi se produžio radni vijek u vanjskim ili vlažnim uvjetima.

Tvrdoća od Alloy Steel Washers

Legirani čelici nadograđuju se na ugljični čelik uvođenjem elemenata poput kroma, molibdena ili vanadija. Ovi dodaci omogućuju postizanje legiranih čelika još veće vrijednosti tvrdoće i vlačne čvrstoće kada se podvrgne pravilnoj toplinskoj obradi. Podloške od legiranog čelika posebno su projektirane za aplikacije visokih performansi i visokog stresa .

Na primjer, podloške koje se koriste u zrakoplovstvu, proizvodnji električne energije ili naprednim automobilskim komponentama mogu se proizvoditi od legiranih čelika jer mogu izdržati ne samo teška mehanička opterećenja, već i povišene temperature. Njihova tvrdoća čini ih otpornijima na habanje, puzanje i zamor u usporedbi s podloškama od nehrđajućeg čelika i standardnim podlošcima od ugljičnog čelika. Nedostatak je, međutim, sličan ugljičnom čeliku: podloške od legiranog čelika nisu inherentno otporne na koroziju i obično zahtijevaju premazivanje ili oplatu za zaštitu.

Ispitivanje tvrdoće u podloškama

Za objektivnu usporedbu materijala, tvrdoća se mjeri standardnim metodama ispitivanja. The Ispitivanje tvrdoće po Rockwellu jedna je od najčešćih, s Rockwell B (HRB) ljestvicama koje se koriste za mekše metale poput nehrđajućeg čelika i Rockwell C (HRC) ljestvicama za tvrđe, toplinski obrađene čelike. Druge metode kao npr Ispitivanje tvrdoće po Brinellu or Ispitivanje tvrdoće po Vickersu također se može primijeniti ovisno o potrebnoj preciznosti.

Ova mjerenja pomažu odrediti ne samo koliko će podloška biti otporna na deformacije, već i kako će se ponašati pod ponovljenim uvjetima opterećenja. Na primjer, podloška s preniskom tvrdoćom može se spljoštiti ili deformirati, što dovodi do otpuštanja vijaka, dok podloška koja je pretvrda može postati krta i popucati pod udarcem.

Kompromisi temeljeni na aplikaciji

Izbor između podloški od nehrđajućeg čelika, ugljičnog čelika i podloški od legiranog čelika često se svodi na specifične uvjete primjene:

• Podloške od nehrđajućeg čelika : Koristi se u sredinama gdje otpornost na koroziju, higijenu i dug radni vijek bitniji od maksimalne tvrdoće. Uobičajeno u brodskoj opremi, gradnji na otvorenom, opremi za hranu i medicinskim uređajima.

• Podloške od ugljičnog čelika : Odabrano za njihovu vrhunska tvrdoća i snaga , što ih čini idealnim za teška mehanička opterećenja, konstrukcijsko pričvršćivanje i industrijske strojeve. Tipično premazani za zaštitu od korozije.

• Podloške od legiranog čelika : Rezervirano za specijalizirana okruženja koja zahtijevaju izuzetna tvrdoća, otpornost na habanje i trajnost , poput zrakoplovstva, automobilskih utrka i elektrana.

Zaključak

U usporedbi tvrdoće, podloške od nehrđajućeg čelika općenito su mekši nego podloške od ugljičnog čelika ili legiranog čelika. Ugljični čelik pruža veću tvrdoću i snagu, dok legirani čelik nudi vrhunske performanse za ekstremne uvjete. Nehrđajući čelik, iako mekši, pruža neusporedive rezultate otpornost na koroziju i žilavost , koji često nadmašuju razmatranja o tvrdoći u izazovnim okruženjima.

U konačnici, odabir pravog materijala za pranje ovisi o ravnoteža između tvrdoće i otpornosti na okoliš . U korozivnom pomorskom okruženju, nehrđajući čelik može biti jedini održivi izbor, dok se u teškim konstrukcijskim sklopovima može dati prednost očvrsnutom ugljičnom čeliku. Legirani čelik služi kao specijalizirana opcija za najzahtjevnije mehaničke i toplinske uvjete.