Aká je tvrdosť podložiek z nehrdzavejúcej ocele v porovnaní s podložkami vyrobenými z uhlíkovej ocele alebo iných zliatin?

Podložky sú zdanlivo jednoduché komponenty, ale zohrávajú kľúčovú úlohu v upevňovacích systémoch v rôznych odvetviach. Rozložením zaťaženia, znížením opotrebovania a zlepšením účinnosti skrutiek a matíc podložky priamo prispievajú k stabilite a spoľahlivosti spoja. Spomedzi rôznych materiálov používaných na podložky sú najbežnejšie nehrdzavejúca oceľ, uhlíková oceľ a legovaná oceľ. Kľúčovou vlastnosťou, ktaleboá ich odlišuje, je tvrdosť , čo ovplyvňuje odolnosť proti defalebomácii, schopnosť odolávať opakovanému namáhaniu a dlhodobú životnosť. Pochopenie toho, ako sa podložky z nehrdzavejúcej ocele porovnávajú s podložkami z uhlíkovej ocele a legovanej ocele, pokiaľ ide o tvrdosť, pomáha inžinierom a používateľom vybrať najvhodnejší typ pre ich aplikáciu.

Tvrdosť Podložky z nehrdzavejúcej ocele

Podložky z nehrdzavejúcej ocele sa často vyrábajú z akostí ako 304 or 316 , obe patria do rodiny austenitických nehrdzavejúcich ocelí. Tieto stupne sú obľúbené kvôli ich vynikajúcej kvalite odolnosť proti korózii, húževnatosť a húževnatosť , vďaka čomu sú ideálne do prostredia vystaveného vlhkosti, chemikáliám alebo kolísaniu teplôt.

Pokiaľ ide o tvrdosť, žíhaná nehrdzavejúca oceľ 304 zvyčajne registruje okolo 70 – 90 HRB (Rockwell B) . Procesy spracovania za studena, ako je valcovanie alebo lisovanie, môžu mierne zvýšiť tvrdosť, ale podložky z nehrdzavejúcej ocele zostávajú mäkšie ako podložky z tvrdenej uhlíkovej ocele. Táto mierna tvrdosť znamená, že zatiaľ čo podložky z nehrdzavejúcej ocele odolávajú praskaniu a ponúkajú flexibilitu, môžu sa deformovať pri veľkých upínacích silách alebo pri vysoko namáhaných mechanických spojoch.

Výhoda nerezových podložiek nespočíva v extrémnej tvrdosti, ale v ich schopnosť odolávať korózii a udržiavať štrukturálnu integritu v agresívnom prostredí . Napríklad v námornom strojárstve, zariadeniach na spracovanie potravín a chemických závodoch podložky z nehrdzavejúcej ocele prekonávajú tvrdšie materiály, ktoré sú náchylné na hrdzu a degradáciu povrchu.

Tvrdosť Carbon Steel Washers

Podložky z uhlíkovej ocele majú veľmi odlišný profil. Uhlíková oceľ môže byť tepelne spracovaná procesmi ako kalenie a popúšťanie, ktoré výrazne zvyšujú jej tvrdosť a pevnosť v ťahu. Podložky z tvrdenej uhlíkovej ocele často dosahujú 38 – 45 HRC (Rockwell C) , čím sú umiestnené vysoko nad nerezovými podložkami, pokiaľ ide o tvrdosť a odolnosť proti opotrebovaniu.

Táto vysoká tvrdosť znamená vynikajúcu odolnosť proti deformácii a pretlačeniu povrchu pri pôsobení vysokých upínacích síl. Výsledkom je, že podložky z uhlíkovej ocele sa široko používajú v ťažkých strojoch, konštrukčných zostavách, automobilovej výrobe a iných prostrediach, kde je mechanické zaťaženie značné.

Uhlíková oceľ však nemá odolnosť proti korózii ako nehrdzavejúca oceľ. Bez ochranných náterov, ako je zinkovanie, galvanizácia alebo fosfátovanie, sú podložky z uhlíkovej ocele náchylné na hrdzu, keď sú vystavené vlhkosti alebo korozívnym látkam. Ich vysoká tvrdosť sa teda musí často vyrovnávať povrchovými úpravami, aby sa predĺžila životnosť vo vonkajších alebo vlhkých podmienkach.

Tvrdosť Alloy Steel Washers

Legované ocele sú postavené na uhlíkovej oceli zavedením prvkov, ako je chróm, molybdén alebo vanád. Tieto prísady umožňujú dosiahnutie legovaných ocelí ešte vyššie hodnoty tvrdosti a pevnosti v ťahu pri správnom tepelnom spracovaní. Podložky z legovanej ocele sú špeciálne navrhnuté pre vysokovýkonné aplikácie s vysokým namáhaním .

Napríklad podložky používané v leteckom a kozmickom priemysle, pri výrobe energie alebo v pokročilých automobilových komponentoch môžu byť vyrobené z legovaných ocelí, pretože vydržia nielen veľké mechanické zaťaženie, ale aj zvýšené teploty. Vďaka svojej tvrdosti sú odolnejšie voči opotrebovaniu, tečeniu a únave v porovnaní s nerezovými a štandardnými podložkami z uhlíkovej ocele. Nevýhoda je však podobná uhlíkovej oceli: podložky z legovanej ocele nie sú vo svojej podstate odolné voči korózii a zvyčajne vyžadujú na ochranu povlaky alebo pokovovanie.

Testovanie tvrdosti v podložkách

Na objektívne porovnanie materiálov sa tvrdosť meria pomocou štandardných testovacích metód. The Rockwellova skúška tvrdosti je jedným z najbežnejších, pričom stupnice Rockwell B (HRB) sa používajú pre mäkšie kovy, ako je nehrdzavejúca oceľ a stupnice Rockwell C (HRC) pre tvrdšie, tepelne spracované ocele. Iné metódy ako napr Skúška tvrdosti podľa Brinella or Testovanie tvrdosti podľa Vickersa možno použiť aj v závislosti od požadovanej presnosti.

Tieto merania pomáhajú určiť nielen to, ako odolná bude podložka voči deformácii, ale aj to, ako sa bude správať pri opakovanom zaťažení. Napríklad podložka s príliš nízkou tvrdosťou sa môže sploštiť alebo deformovať, čo vedie k uvoľneniu skrutky, zatiaľ čo podložka, ktorá je príliš tvrdá, môže pri náraze skrehnúť a prasknúť.

Kompromisy založené na aplikácii

Voľba medzi podložkami z nehrdzavejúcej ocele, uhlíkovej ocele a legovanej ocele často závisí od konkrétnych podmienok aplikácie:

• Podložky z nehrdzavejúcej ocele : Používa sa v prostrediach, kde odolnosť proti korózii, hygiena a dlhá životnosť záleží viac ako na maximálnej tvrdosti. Bežné v námornom hardvéri, vonkajších konštrukciách, potravinárskych zariadeniach a lekárskych zariadeniach.

• Podložky z uhlíkovej ocele : Vybrané pre nich vynikajúca tvrdosť a pevnosť , vďaka čomu sú ideálne pre veľké mechanické zaťaženie, konštrukčné upevnenie a priemyselné stroje. Zvyčajne potiahnuté na ochranu proti korózii.

• Podložky z legovanej ocele : Vyhradené pre špeciálne prostredia, ktoré vyžadujú výnimočná tvrdosť, odolnosť proti opotrebovaniu a trvanlivosť , ako sú letectvo, automobilové preteky a elektrárne.

Záver

V porovnaní tvrdosti sú podložky z nehrdzavejúcej ocele všeobecne mäkšie ako podložky z uhlíkovej ocele alebo legovanej ocele. Uhlíková oceľ poskytuje vyššiu tvrdosť a pevnosť, zatiaľ čo legovaná oceľ ponúka špičkový výkon v extrémnych podmienkach. Nehrdzavejúca oceľ, hoci je mäkšia, poskytuje bezkonkurenčnú kvalitu odolnosť proti korózii a húževnatosť , ktoré často prevažujú nad úvahami o tvrdosti v náročných prostrediach.

Nakoniec výber správneho materiálu podložky závisí od rovnováha medzi tvrdosťou a odolnosťou voči prostrediu . V korozívnom námornom prostredí môže byť nehrdzavejúca oceľ jedinou životaschopnou voľbou, zatiaľ čo v ťažkých konštrukčných zostavách môže byť preferovaná tvrdená uhlíková oceľ. Legovaná oceľ slúži ako špecializovaná možnosť pre najnáročnejšie mechanické a tepelné podmienky.