Pengenalan kepada Piawaian GB/T 3098.15-2014
GB/T 3098.15-2014 menentukan sifat mekanikal nat keluli tahan karat yang digunakan dalam pengikat. Piawaian ini memastikan kebolehpercayaan dalam pelbagai aplikasi perindustrian dengan menentukan keperluan untuk penandaan, komposisi kimia, prestasi mekanikal dan pengujian. Ia terpakai kepada nat yang diperbuat daripada keluli tahan karat austenit, martensit dan ferit, meliputi gred prestasi yang sesuai untuk kapasiti galas beban dan keadaan persekitaran yang berbeza. Pematuhan dengan piawaian ini menjamin bahawa nat memenuhi kriteria ketat untuk kekuatan, rintangan kakisan dan ketahanan, menjadikannya penting untuk jurutera dalam reka bentuk dan pembuatan mekanikal.
Penandaan, Pengenalpastian dan Kemasan Permukaan
Sistem penandaan untuk nat keluli tahan karat merangkumi kumpulan keluli dan gred prestasi, dipisahkan oleh tanda sempang. Bahagian pertama menunjukkan kumpulan keluli (A untuk austenit, C untuk martensit, F untuk feritik), diikuti dengan nombor yang menandakan julat komposisi kimia. Bahagian kedua mewakili gred prestasi, dinyatakan sebagai 1/10 daripada tegasan bukti dalam MPa untuk nat dengan ketinggian m ≥ 0.8D, atau dengan sifar pendahuluan untuk nat yang lebih nipis (0.5D ≤ m < 0.8D).
- Contoh: A2-70 – Keluli austenit, kerja sejuk, tegasan kalis minimum 700 MPa (untuk m ≥ 0.8D nat).
- Contoh: C4-70 – Keluli martensitik, dipadamkan dan dibaja, tegasan kalis minimum 700 MPa.
- Contoh: A2-035 – Keluli austenit, kerja sejuk, tegasan kalis minimum 350 MPa (untuk nat yang lebih nipis).
Keluli austenit rendah karbon (C ≤ 0.03%) mungkin menambah “L” (cth., A4L-80). Permukaan pasif setiap GB/T 5267.4 menambah “P” (cth., A4-80P). Nat dengan diameter nominal D ≥ 5 mm mesti ditanda dengan jelas pada satu permukaan atau sisi galas. Pengenalpastian pengilang adalah wajib jika boleh. Pembungkusan mesti merangkumi tanda pengilang, kumpulan keluli, gred prestasi dan nombor kelompok setiap GB/T 90.3. Melainkan dinyatakan sebaliknya, nat dibersihkan dan digilap; pasifasi disyorkan untuk ketahanan kakisan yang dipertingkatkan.
Komposisi Kimia
Komposisi kimia keluli tahan karat untuk nat diperincikan dalam Jadual 1, sejajar dengan GB/T 3098.6-2014. Pengilang memilih komposisi dalam kumpulan melainkan dipersetujui sebaliknya. Untuk risiko kakisan antara butiran, uji setiap GB/T 4334; cadangkan keluli A3/A5 yang distabilkan atau keluli A2/A4 rendah karbon (C ≤ 0.03%).
| Kategori | Kumpulan | Komposisi Kimia (pecahan jisim)/% | Nota | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| C | Si | Mn | P | S | N | Cr | Bulan | Ni | Cu | Lain-lain | |||
| Austenitik | A1 | 0.12 | 1 | 6.5 | 0.2 | 0.15~0.35 | — | 16~19 | 0.7 | 5~10 | 1.75~2.25 | — | b,c,d |
| A2 | 0.1 | 1 | 2 | 0.05 | 0.03 | — | 15~20 | — e | 8~19 | 4 | — | f,g | |
| A3 | 0.08 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | — | 17~19 | — e | 9~12 | 1 | — | h | |
| A4 | 0.08 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | — | 16~18.5 | 2~3 | 10~15 | 4 | — | g,i | |
| A5 | 0.08 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | — | 16~18.5 | 2~3 | 10.5~14 | 1 | — | h,i | |
| Martensitik | C1 | 0.09~0.15 | 1 | 1 | 0.05 | 0.03 | — | 11.5~14 | — | 1 | — | — | saya |
| C3 | 0.17~0.25 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | — | 16~18 | — | 1.5~2.5 | — | — | — | |
| C4 | 0.08~0.15 | 1 | 1.5 | 0.06 | 0.15~0.35 | — | 12~14 | 0.6 | 1 | — | — | b,i | |
| Ferit | F1 | 0.12 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | — | 15~18 | — j | 1 | — | — | k,l |
Nota: a Nilai maksimum melainkan dinyatakan. b Sulfur boleh digantikan dengan selenium. c Jika Ni 8%, tiada had min Cu. e Mo adalah pilihan oleh pengilang. f Jika Cr < 17%, min Ni = 12%. g Untuk maksimum C=0.03%, maksimum N=0.22%. h Ti ≥5×C% hingga 0.8%, atau Nb/Ta ≥10×C% hingga 1.0%. i Untuk diameter yang lebih besar, C yang lebih tinggi sehingga 0.12% untuk austenit. j Mo adalah pilihan. k Ti ≥5×C% hingga 0.8%. l Nb/Ta ≥10×C% hingga 1.0%.
Komposisi ini memastikan ketahanan kakisan dan kekuatan mekanikal yang optimum, dengan lampiran yang memberikan contoh daripada piawaian ISO untuk aplikasi khusus.
Sifat Mekanikal
Sifat mekanikal mesti memenuhi Jadual 2 dan 3 untuk penerimaan, termasuk kekerasan (untuk ujian C1, C3, C4 yang telah dilindapkejutkan/dibaja) dan beban bukti. Tidak semua gred terpakai untuk semua nat; rujuk piawaian produk.
Jadual 2: Sifat Mekanikal – Kumpulan Keluli Austenit
| Kategori | Kumpulan | Gred Prestasi | Tekanan Bukti SP/MPa min | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Kacang m≥0.8D | Kacang 0.5D≤m<0.8D | Kacang m≥0.8D | Kacang 0.5D≤m<0.8D | ||
| Austenitik | A1, A2, A3, A4, A5 | 50 | 025 | 500 | 250 |
| 70 | 035 | 700 | 350 | ||
| 80 | 040 | 800 | 400 | ||
Jadual 3: Sifat Mekanikal – Kumpulan Keluli Martensitik dan Ferit
| Kategori | Kumpulan | Gred Prestasi | Tekanan Bukti SP/MPa min | Kekerasan | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Kacang m≥0.8D | Kacang 0.5D≤m<0.8D | Kacang m≥0.8D | Kacang 0.5D≤m<0.8D | HB | HRC | HV | ||
| Martensitik | C1 | 50 | 025 | 500 | 250 | 147~209 | — | 155~220 |
| 70 | — | 700 | — | 209~314 | 20~34 | 220~330 | ||
| 110 a | 055 a | 1100 | 550 | — | 36~45 | 350~440 | ||
| C3 | 80 | 040 | 800 | 400 | 228~323 | 21~35 | 240~340 | |
| C4 | 50 | — | 500 | — | 147~209 | — | 155~220 | |
| 70 | 035 | 700 | 350 | 209~314 | 20~34 | 220~330 | ||
| Ferit | F1b | 45 | 020 | 450 | 200 | 128~209 | — | 135~220 |
| 60 | 030 | 600 | 300 | 171~271 | — | 180~285 | ||
a Dipadamkan dan dibaja, pembajakan min 275°C, D≤24 mm. b Dilembutkan.
Ciri-ciri ini membimbing pemilihan untuk aplikasi yang memerlukan tahap kekuatan tertentu, dengan pertimbangan untuk rawatan haba dan dimensi nat.
Kaedah Pengujian
Ujian kekerasan untuk keluli martensitik dan ferit mengikut GB/T 231.1 (HB), GB/T 230.1 (HRC), atau GB/T 4340.1 (HV), dengan Vickers sebagai rujukan. Prosedur sejajar dengan GB/T 3098.2; nilai mesti berada dalam julat Jadual 3. Ujian beban bukti setiap GB/T 3098.2 memastikan kapasiti galas beban tanpa kegagalan.
- Mengalirkan kekerasan pada permukaan yang disediakan.
- Gunakan beban bukti secara beransur-ansur dan tahan untuk mengesahkan integriti.
- Gunakan peralatan yang dikalibrasi untuk ketepatan.
Kaedah-kaedah ini memberikan pengesahan prestasi nat yang boleh dipercayai dalam pemasangan dunia sebenar.
Lampiran: Butiran Teknikal Tambahan
Lampiran menawarkan maklumat yang mendalam:
- Lampiran B: Komposisi keluli tahan karat daripada ISO 683-13, dengan contoh untuk jenis ferit, martensit dan austenit.
- Lampiran D: Bahan yang mengurangkan keretakan kakisan tegasan akibat klorida, contohnya, X2CrNiMoN17-13-5 dengan komposisi khusus untuk persekitaran berisiko tinggi seperti kolam renang.
- Lampiran E: Nisbah kekuatan alah suhu tinggi (cth., A2/A4 pada 400°C: 70%) dan kebolehgunaan suhu rendah (A2/A3 hingga -200°C).
- Lampiran G: Kebolehtelapan magnet relatif (cth., A2 ≈1.8, bukan magnet dalam keadaan larutan-penyepuhlindapan tetapi mungkin menjadi magnet selepas kerja sejuk).
Rujuk maklumat ini untuk aplikasi khusus, bagi memastikan pemilihan bahan dapat mengurangkan risiko seperti kakisan atau gangguan magnet.
Soalan Lazim
- Apakah perbezaan antara nat keluli tahan karat A2 dan A4?
- A2 ialah keluli austenit tujuan umum dengan rintangan kakisan yang baik, manakala A4 mengandungi molibdenum untuk rintangan yang dipertingkatkan dalam persekitaran klorida, mengikut komposisi Jadual 1.
- Bagaimanakah saya memilih gred prestasi yang sesuai untuk nat?
- Pilih berdasarkan keperluan tegasan bukti dan ketinggian nat; contohnya, gred 70 untuk 700 MPa dalam nat m ≥ 0.8D, dengan mengambil kira beban aplikasi dan Jadual 2/3.
- Apakah ujian yang diperlukan untuk penerimaan nat keluli tahan karat?
- Kekerasan untuk kumpulan martensit/ferit dan beban bukti untuk semua, mengikut kaedah seksyen 3, memastikan pematuhan dengan sifat mekanikal yang ditentukan.
- Bolehkah kacang ini digunakan dalam aplikasi suhu tinggi?
- Ya, tetapi rujuk Lampiran E untuk kekuatan alah yang dikurangkan pada suhu tinggi; contohnya, A2 mengekalkan 70% pada 400°C di bawah beban bukan kitaran.
- Bagaimana untuk mengurangkan kakisan antara butiran dalam kacang austenit?
- Gunakan varian rendah karbon (contohnya, A4L) atau A3/A5 yang distabilkan, diuji setiap GB/T 4334, seperti yang disyorkan dalam bahagian komposisi kimia.
- Apakah tanda yang diperlukan pada pembungkusan?
- Sertakan pengecam pengilang, kumpulan/gred prestasi keluli mengikut Rajah 1 dan nombor kelompok setiap GB/T 90.3 untuk kebolehkesanan.
