45# Acél: A mechanikai tulajdonságok „csillagtanítványa”.
A "45" a 45# acél nevében körülbelül 0,45%-os széntartalomra utal. Ne becsülje alá a szén százalékának ezt a részét; közvetlenül meghatározza az acél keménységét és szilárdságát.
45# Steel Gallery_360 Encyclopedia
A 45#-os acél keménysége HB 220–280 keménységet érhet el az oltás és a magas{0}}hőmérsékletű megeresztés (ez az úgynevezett "kioltás és megeresztés") után. Szakítószilárdsága meghaladja a 600 MPa-t, folyáshatára meghaladja a 355 MPa-t. Ez mit jelent? Ez azt jelenti, hogy az azonos vastagságú tengelyeknél a 45# acél nagyobb terhelést is elbír, és kevésbé hajlamos a hajlításra vagy törésre.
Ez az oka annak, hogy a 45#-os acél a legjobb választás a mechanikai tervezésben{1}}a teherhordó alkatrészekhez, például a tengelyekhez, fogaskerekekhez és csavarokhoz.
A 45#-os acélnak azonban van egy végzetes gyengesége: hajlamos a rozsdásodásra.
Ez a szénacél természete; nedves levegőnek vagy nedvességnek kitéve gyorsan rozsdásodik. Még ha rozsdagátló festéket is visznek fel a felületre, az csak késlelteti a folyamatot, nem pedig teljesen megakadályozza. Műhelyi környezetben, ha a bevonat megsérül, a rozsda éppen ezen a helyen kezd behatolni a fémbe.
304 rozsdamentes acél: A rozsdaállóság "csillagtanítványa".
A 304 egy ausztenites rozsdamentes acél, amely több mint 18% krómot és több mint 8% nikkelt tartalmaz. A króm ultravékony oxidfilmet képez a felületen, amely blokkolja az oxigént és a vizet,-így természetesen ellenálló a rozsdával-.
Mi a különbség a 200-as, 300-as és 400-as sorozatú rozsdamentes acélok között?
A 304 könnyedén kezeli a nedves környezetet, a vízködöt és az enyhe savakat vagy lúgokat. Nem igényel olajozást, bevonatot és minimális karbantartást.
A 304 mechanikai tulajdonságai azonban elmaradnak a 45# acélétól.
A 304 széntartalma csak körülbelül 0,12%, jóval alacsonyabb, mint a 45# acélé. Keménysége kisebb vagy egyenlő, mint HB 187, szakítószilárdsága nagyobb vagy egyenlő, mint 520 MPa, és folyáshatára nagyobb vagy egyenlő, mint 205 MPa.
A számok világos történetet mesélnek el: keménységben, szilárdságban és kopásállóságban lemarad. 304 a rozsdamentes acélnak van még egy rejtett problémája: hajlamos a "kapaszkodásra" (beragadásra).
Nagy rugalmassága miatt a 304 hajlamos hideghegesztésre, anyagtapadásra és beragadásra, ha csapágyakkal vagy perselyekkel párosítják a hosszan tartó működés során, -ami rendkívül megnehezíti a szétszerelést. Ez jelentős problémát jelent a gyakori karbantartást vagy szétszerelést igénylő berendezéseknél.
[Kép]
Tehát miért választotta a cég a 304-et?
Nézzük meg újra a kezdeti forgatókönyvet: az -eredetileg 45#-os acélból készült{2}}adagolótengely rozsdásodott, ezért 304-esre cserélték.
Technikai szempontból a vállalat valószínűleg a következő kompromisszumokat{0}}tette meg:
Először is, az üzemi körülmények a rozsdamegelőzést tették elsődleges szemponttá. Az adagoló nedves környezetben működik; a tengely rozsda nem csak lerövidíti az élettartamot, hanem szennyezheti a feldolgozott anyagot is. Ahelyett, hogy folyamatosan olajat kellett volna kenni a karbantartáshoz, ésszerűbb volt átváltani a „beállít-ez-és-elfelejteni-” anyagra.
Másodszor, a tengely mechanikai terhelése valószínűleg alacsony. Ha a tengely csekély terhelés mellett csak forgó mozgást ad át, a 304 szilárdsága több mint megfelelő. Nincs szükség extra költségekre a felületkezelésekért, hogy olyan szilárdsági szintet érjünk el, amelyre valójában nincs szükség.
Harmadszor, leegyszerűsíti a folyamatot. A beszerzés egyszerűen megvásárolja a 304-es körrudat, megmunkálja, összeszereli, és kész a munka. Nincs szükség hőkezelésre, felületkezelésre, vagy a folyamatos karbantartás miatt.
Természetesen vannak más lehetőségek is.
Ha rozsdaállóság és kopásállóság is szükséges, a 2Cr13 jobb választás. Martenzites rozsdamentes acélként hűtés után HRC 45–50 keménységet érhet el, egyensúlyt kínálva az erő, a kopásállóság és a rozsdaállóság között. Sokkal alkalmasabb, mint a 304 teherhordó-tengelyekhez.
Ha ragaszkodunk a 45#-os acélhoz, a kioltás-és-temperálás, valamint a kemény krómozás kombinációja szintén megoldhatja a rozsdaproblémát,-gyakran olcsóbban, mint a 304. Ez a megközelítés megőrzi az anyag keménységét, szilárdságát és kopásállóságát, miközben kiváló rozsdavédelmet biztosít.
Végső soron a 304-es választása nem volt technikailag „optimális” megoldás; ez egy kiegyensúlyozott értékelésen alapuló döntés volt,{1}}amely egyszerűen „elég jó” megoldást részesített előnyben.
Maximális rozsdaállóság, elegendő szilárdság és minimális probléma,{0}}ez a válasz.
