Pengenalan kepada Piawaian Prestasi Skru Keluli Tahan Karat
Skru keluli tahan karat merupakan pengikat penting dalam industri yang memerlukan rintangan kakisan, seperti peralatan marin, pemprosesan kimia dan makanan. Artikel ini memperincikan piawaian prestasi mekanikal untuk skru yang diperbuat daripada keluli tahan karat austenit SUS304 dan SUS316, tidak termasuk dimensi yang diliputi dalam piawaian seperti ISO 3506 atau GB/T 3098.6. Ciri-ciri utama termasuk komposisi bahan, kekuatan tegangan (keupayaan untuk menahan daya tarikan), tork (kekuatan kilasan sebelum kegagalan), tegasan bukti (beban tanpa ubah bentuk kekal), kekuatan alah (titik ubah bentuk plastik) dan metrik yang berkaitan.
Piawaian ini diperoleh daripada norma antarabangsa seperti ISO 3506 dan GB/T 3098.6 Cina, yang dipermudahkan di sini untuk jurutera, pakar perolehan dan pendatang baru. Untuk protokol ujian yang tepat, rujuk dokumen rasmi seperti GB/T 3098.6-2014. Ambil perhatian bahawa pemprosesan seperti kerja sejuk meningkatkan sifat melangkaui nilai bahan mentah.
Prestasi berbeza mengikut gred dan saiz; contohnya, skru yang lebih kecil (M4 dan ke bawah) mungkin tidak mencapai gred yang lebih tinggi disebabkan oleh had pengeluaran. Sentiasa sahkan dengan pembekal untuk aplikasi tersuai.
Komposisi Bahan: SUS304 dan SUS316
SUS304 dan SUS316 merupakan keluli tahan karat austenit yang paling biasa digunakan untuk skru, menawarkan rintangan kakisan yang sangat baik. SUS304 sesuai untuk persekitaran umum, manakala SUS316 memberikan rintangan yang unggul dalam tetapan kaya klorida disebabkan oleh penambahan molibdenum. Varian lain seperti 304L (karbon rendah) atau 316L digunakan untuk kebolehkimpalan tetapi kurang biasa dalam skru standard.
Elakkan bahan yang mengelirukan seperti siri 201 atau 668, yang kekurangan rintangan kakisan gred austenit sebenar. Gred martensitik seperti SUS410 tidak diliputi di sini kerana ia termasuk dalam kategori besi tahan karat.
Perbezaan utama: SUS316 mempunyai nikel (10-14%) yang lebih tinggi, kromium (16-18%), dan mengandungi molibdenum 2-3%, yang meningkatkan rintangan bopeng.
Komposisi Kimia SUS304 (Berdasarkan GB/T 1220-2007 dan Piawaian Setaraf)
Unsur Karbon (C) Mangan (Mn) Silikon (Si) Fosforus (P) Sulfur (S) Nikel (Ni) Kromium (Cr) Kuprum (Cu) Molibdenum (Mo) Julat Piawai (%) ≤0.08 ≤2.00 ≤1.00 ≤0.045 ≤0.03 0 8.00-11.00 18.00-20.00 ≤1.00-
Sifat mekanikal tipikal untuk skru SUS304 yang diproses: Kekuatan tegangan minimum 515 MPa, pemanjangan 40%, kekerasan sehingga HRB 92.
| Unsur | Karbon (C) | Mangan (Mn) | Silikon (Si) | Fosforus (P) | Sulfur (S) | Nikel (Ni) | Kromium (Cr) | Molibdenum (Mo) | Kuprum (Cu) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Julat Standard (%) | ≤0.08 | ≤2.00 | ≤1.00 | ≤0.045 | ≤0.030 | 10.00-14.00 | 16.00-18.00 | 2.00-3.00 | – |
Sifat mekanikal tipikal untuk skru SUS316 yang diproses: Kekuatan tegangan minimum 515 MPa, kekuatan alah 205 MPa, pemanjangan 40%.
Gred dan Penandaan Prestasi
Skru keluli tahan karat ditanda dengan gred seperti A2-50, A2-70, A4-70, A4-80 pada kepala, menunjukkan kelas bahan dan kekuatan mengikut ISO 3506.
- A2 menandakan bahan SUS304.
- A4 menandakan bahan SUS316.
- Nombor (contohnya, 70) mewakili kekuatan tegangan minimum dalam gandaan 10 MPa (contohnya, 700 MPa untuk 70).
Tidak semua saiz mencapai gred maksimum; contohnya, bolt heksagon SUS316 biasanya A4-70, manakala nat boleh mencapai A4-80. Garis panduan industri untuk kebolehgunaan:
BahanGredSaiz dan Jenis yang BerkenaanSUS304A2-50Skru mesin, bolt M5 dan ke bawahA2-70Bolt dan nat sehingga M24SUS316A4-70Bolt sehingga M24A4-80Bolt dan nat sehingga M24
Untuk diameter melebihi M24, rujuk perjanjian pembekal kerana piawaian mungkin tidak menyatakannya.
Sifat Mekanikal: Kekuatan Tegangan, Kekuatan Alah, Tegasan Bukti dan Pemanjangan
Sifat-sifat ini menentukan prestasi skru di bawah beban. Kekuatan tegangan ialah tegasan maksimum sebelum patah; kekuatan alah ialah tegasan pada ubah bentuk plastik ofset 0.2%; tegasan bukti adalah serupa tetapi untuk pemanjangan tidak berkadar; pemanjangan mengukur kemuluran.
Setiap GB/T 3098.6, nilai minimum:
- A2-50: Tegangan 500 MPa, Bukti 210 MPa, Pemanjangan 0.6d (d = diameter).
- A2-70: Tegangan 700 MPa, Bukti 450 MPa, Pemanjangan 0.4d.
- A4-70: Tegangan 700 MPa, Bukti 450 MPa, Pemanjangan 0.4d.
- A4-80: Tegangan 800 MPa, Bukti 600 MPa, Pemanjangan 0.3d.
Pembentukan sejuk meningkatkan ini daripada tahap bahan mentah (contohnya, mentah 304 ~500 MPa kepada 700 MPa dalam skru).
Piawaian Tork dan Kriteria Kegagalan
Tork (kilasan pemutus) adalah penting untuk pemasangan tanpa kegagalan. Piawaian daripada GB/T 3098.6 menyediakan nilai tork pemutus minimum untuk pelbagai saiz dan gred.
Contoh: Bagi skru heksagon M6 A2-70, tork pemutus minimum adalah lebih kurang 13 N·m. Rujuk jadual terperinci untuk nilai yang tepat, kerana ia berbeza mengikut jenis dan panjang ulir.
Untuk digunakan: Kenal pasti gred, kemudian rujuk jadual tork. Tork berlebihan berisiko untuk benang terlucut atau patah.
Pengiraan Luas Keratan Rentas Tegasan Berkesan
Luas tegasan (As) digunakan untuk mengira beban sebenar: As = π/4 * (d – 0.9382*p)^2, dengan d ialah diameter nominal, p ialah pic (penganggaran untuk benang metrik).
Nilai lazim (dalam mm²):
Diameter Nominal M3M4M5M6M8M10M12M16M20Luas Tegasan (mm²)5.038.7814.220.136.658.084.3157245
Gunakan As untuk mengira beban tegangan: Beban = Kekuatan Tegangan * As (dalam N).
Parameter Prestasi Terperinci untuk Saiz Biasa
Parameter yang dikira untuk A2-70 (saiz contoh):
SaizKeluasan Tegasan (mm²)Beban Tegangan Min (kN)Beban Bukti Min (kN)M620.114.19.0M836.625.616.5M1058.040.626.1
Serupa untuk A4-80: Beban yang lebih tinggi disebabkan oleh tegangan 800 MPa.
Untuk A4-70 dan A4-80, laraskan berdasarkan pengganda gred.
Garis Panduan Aplikasi dan Industri
Dalam praktiknya, pilih gred berdasarkan persekitaran: SUS304 untuk dalaman/kering; SUS316 untuk marin/berasid. Pastikan bahagian yang sepadan sepadan dengan gred untuk mengelakkan kakisan galvanik. Pengiraan pramuat hendaklah mengambil kira 70-80% tegasan bukti untuk sambungan yang kukuh.
Pengujian: Gunakan ujian tegangan atau baji langsung mengikut piawaian. Peraturan industri mencadangkan penyahpecutan untuk beban kitaran atau suhu tinggi (keluli austenit melembutkan melebihi 400°C).
Untuk perolehan: Nyatakan gred, saiz dan piawaian (cth., ISO 3506 A2-70). Sahkan pensijilan untuk aplikasi kritikal seperti aeroangkasa atau bekas tekanan.
Soalan Lazim (FAQ)
Mengapakah SUS304 mentah mempunyai kekuatan tegangan ~500 MPa, tetapi skru mencapai 700 MPa?
Pengerjaan sejuk semasa pembuatan mendorong pengerasan terikan, meningkatkan kekuatan dan kekerasan tanpa rawatan haba.
Apakah perbezaan utama antara SUS304 dan SUS316 untuk skru?
SUS316 mengandungi molibdenum 2-3% untuk ketahanan kakisan yang lebih baik dalam persekitaran klorida, dengan nikel yang sedikit lebih tinggi dan kromium terlaras.
Bagaimanakah saya mengira beban tegangan untuk saiz skru tertentu?
Darabkan kekuatan tegangan minimum (contohnya, 700 MPa untuk A2-70) dengan luas tegasan (As) dalam mm², kemudian tukarkan kepada kN (bahagikan dengan 1000).
Adakah semua skru SUS316 diberi penarafan A4-80?
Tidak; bolt heksagon standard ialah A4-70 (700 MPa), manakala nat boleh mencapai A4-80 (800 MPa). Semak saiz dan jenis.
Apakah sumber piawaian tork untuk skru keluli tahan karat?
Daripada GB/T 3098.6 atau ISO 3506, menyediakan nilai tork pemecahan minimum bagi memastikan pemasangan yang selamat.
Bolehkah skru keluli tahan karat digunakan dalam aplikasi suhu tinggi?
Ya, sehingga 800°C untuk tempoh yang singkat, tetapi kekuatannya berkurangan; gunakan gred yang distabilkan seperti 321 untuk pendedahan yang berpanjangan.
