บทนำเกี่ยวกับมาตรฐาน GB/T 3098.15-2014
มาตรฐาน GB/T 3098.15-2014 กำหนดคุณสมบัติทางกลของน็อตสแตนเลสที่ใช้ในชิ้นส่วนยึด มาตรฐานนี้รับประกันความน่าเชื่อถือในการใช้งานทางอุตสาหกรรมต่างๆ โดยกำหนดข้อกำหนดสำหรับการทำเครื่องหมาย องค์ประกอบทางเคมี ประสิทธิภาพทางกล และการทดสอบ มาตรฐานนี้ใช้กับน็อตที่ทำจากเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติก มาร์เทนซิติก และเฟอร์ริติก ครอบคลุมเกรดประสิทธิภาพที่เหมาะสมสำหรับความสามารถในการรับน้ำหนักและสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน การปฏิบัติตามมาตรฐานนี้รับประกันว่าน็อตเป็นไปตามเกณฑ์ที่เข้มงวดสำหรับความแข็งแรง ความต้านทานการกัดกร่อน และความทนทาน ทำให้เป็นสิ่งสำคัญสำหรับวิศวกรในการออกแบบและการผลิตทางกล
การทำเครื่องหมาย การระบุ และการตกแต่งพื้นผิว
ระบบการกำหนดคุณสมบัติของน็อตสแตนเลสประกอบด้วยกลุ่มเหล็กและเกรดประสิทธิภาพ โดยคั่นด้วยเครื่องหมายขีดกลาง ส่วนแรกระบุกลุ่มเหล็ก (A สำหรับออสเทนไนต์, C สำหรับมาร์เทนซิติก, F สำหรับเฟอร์ริติก) ตามด้วยตัวเลขที่แสดงช่วงองค์ประกอบทางเคมี ส่วนที่สองแสดงเกรดประสิทธิภาพ โดยแสดงเป็น 1/10 ของความเค้นพิสูจน์ในหน่วย MPa สำหรับน็อตที่มีความสูง m ≥ 0.8D หรือมีเลขศูนย์นำหน้าสำหรับน็อตที่บางกว่า (0.5D ≤ m < 0.8D)
- ตัวอย่าง: A2-70 – เหล็กกล้าออสเทนิติก ขึ้นรูปเย็น แรงดึงขั้นต่ำ 700 MPa (สำหรับน็อต m ≥ 0.8D)
- ตัวอย่าง: C4-70 – เหล็กกล้ามาเทนซิติก ชุบแข็งและอบคืนตัว มีค่าความเค้นครากขั้นต่ำ 700 MPa
- ตัวอย่าง: A2-035 – เหล็กกล้าออสเทนิติก ขึ้นรูปเย็น แรงดึงขั้นต่ำ 350 MPa (สำหรับน็อตที่บางกว่า)
เหล็กกล้าออสเทนิติกคาร์บอนต่ำ (C ≤ 0.03%) อาจเติม “L” (เช่น A4L-80) พื้นผิวที่ผ่านกระบวนการพาสซิเวชันตามมาตรฐาน GB/T 5267.4 จะเติม “P” (เช่น A4-80P) น็อตที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางระบุ D ≥ 5 มม. ต้องมีเครื่องหมายระบุไว้อย่างชัดเจนบนด้านใดด้านหนึ่งของหน้าสัมผัสหรือด้านอื่นๆ การระบุผู้ผลิตเป็นสิ่งจำเป็นหากทำได้ บรรจุภัณฑ์ต้องมีเครื่องหมายของผู้ผลิต กลุ่มเหล็ก เกรดประสิทธิภาพ และหมายเลขล็อตตามมาตรฐาน GB/T 90.3 เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น น็อตจะถูกทำความสะอาดและขัดเงาแล้ว แนะนำให้ผ่านกระบวนการพาสซิเวชันเพื่อเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน
องค์ประกอบทางเคมี
องค์ประกอบทางเคมีของเหล็กกล้าไร้สนิมสำหรับน็อตมีรายละเอียดอยู่ในตารางที่ 1 ซึ่งสอดคล้องกับมาตรฐาน GB/T 3098.6-2014 ผู้ผลิตจะเลือกองค์ประกอบภายในกลุ่มเว้นแต่จะมีการตกลงกันเป็นอย่างอื่น สำหรับความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนตามขอบเกรน ให้ทดสอบตามมาตรฐาน GB/T 4334 แนะนำให้ใช้เหล็กกล้า A3/A5 ที่มีเสถียรภาพ หรือเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ (C ≤ 0.03%) A2/A4
| หมวดหมู่ | กลุ่ม | องค์ประกอบทางเคมี (เศษส่วนมวล)/% | หมายเหตุ | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ซี | ซี | มน. | พี | เอส | เอ็น | ครี | โม | นี | คู | คนอื่น | |||
| ออสเทนิติก | เอ1 | 0.12 | 1 | 6.5 | 0.2 | 0.15~0.35 | — | 16~19 | 0.7 | 5~10 | 1.75~2.25 | — | บี,ซี,ดี |
| เอ2 | 0.1 | 1 | 2 | 0.05 | 0.03 | — | 15~20 | — อี | 8~19 | 4 | — | ฟ, จี | |
| เอ3 | 0.08 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | — | 17~19 | — อี | 9~12 | 1 | — | ชม. | |
| เอ4 | 0.08 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | — | 16~18.5 | 2~3 | 10~15 | 4 | — | จี ไอ | |
| เอ5 | 0.08 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | — | 16~18.5 | 2~3 | 10.5~14 | 1 | — | สวัสดี | |
| มาร์เทนซิติก | ซี1 | 0.09~0.15 | 1 | 1 | 0.05 | 0.03 | — | 11.5~14 | — | 1 | — | — | ฉัน |
| ซี3 | 0.17~0.25 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | — | 16~18 | — | 1.5~2.5 | — | — | — | |
| ซี4 | 0.08~0.15 | 1 | 1.5 | 0.06 | 0.15~0.35 | — | 12~14 | 0.6 | 1 | — | — | บี,ไอ | |
| เฟอร์ริติก | เอฟ1 | 0.12 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | — | 15~18 | — เจ | 1 | — | — | เคแอล |
หมายเหตุ: a ค่าสูงสุด เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น b กำมะถันอาจถูกแทนที่ด้วยซีลีเนียม c ถ้า Ni 8%, ไม่มีข้อจำกัดขั้นต่ำของ Cu e Mo เป็นตัวเลือกเสริมตามผู้ผลิต f ถ้า Cr < 17%, Ni ขั้นต่ำ = 12% g สำหรับ C สูงสุด = 0.03%, N สูงสุด = 0.22% h Ti ≥5×C% ถึง 0.8% หรือ Nb/Ta ≥10×C% ถึง 1.0% i สำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางที่ใหญ่กว่า C จะสูงขึ้นถึง 0.12% สำหรับออสเทนไนต์ j Mo เป็นตัวเลือกเสริม k Ti ≥5×C% ถึง 0.8% l Nb/Ta ≥10×C% ถึง 1.0%
ส่วนประกอบนี้รับประกันความต้านทานการกัดกร่อนและความแข็งแรงเชิงกลที่ดีที่สุด โดยมีภาคผนวกที่ให้ตัวอย่างจากมาตรฐาน ISO สำหรับการใช้งานเฉพาะด้าน
คุณสมบัติทางกล
คุณสมบัติทางกลต้องเป็นไปตามตารางที่ 2 และ 3 จึงจะได้รับการยอมรับ รวมถึงความแข็ง (สำหรับเหล็กชุบแข็ง/อบคืนตัว C1, C3, C4) และการทดสอบแรงรับน้ำหนัก ไม่ใช่ทุกเกรดจะใช้ได้กับน็อตทุกชนิด โปรดดูมาตรฐานผลิตภัณฑ์
ตารางที่ 2: คุณสมบัติทางกล – กลุ่มเหล็กกล้าออสเทนิติก
| หมวดหมู่ | กลุ่ม | ระดับประสิทธิภาพ | ความเค้นพิสูจน์ SP/MPa ขั้นต่ำ | ||
|---|---|---|---|---|---|
| น็อต m≥0.8D | น็อต 0.5D≤m<0.8D | น็อต m≥0.8D | น็อต 0.5D≤m<0.8D | ||
| ออสเทนิติก | A1, A2, A3, A4, A5 | 50 | 025 | 500 | 250 |
| 70 | 035 | 700 | 350 | ||
| 80 | 040 | 800 | 400 | ||
ตารางที่ 3: คุณสมบัติทางกล – กลุ่มเหล็กกล้ามาเทนซิติกและเฟอร์ริติก
| หมวดหมู่ | กลุ่ม | ระดับประสิทธิภาพ | ความเค้นพิสูจน์ SP/MPa ขั้นต่ำ | ความแข็ง | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| น็อต m≥0.8D | น็อต 0.5D≤m<0.8D | น็อต m≥0.8D | น็อต 0.5D≤m<0.8D | HB | เอชอาร์ซี | เอชวี | ||
| มาร์เทนซิติก | ซี1 | 50 | 025 | 500 | 250 | 147~209 | — | 155~220 |
| 70 | — | 700 | — | 209~314 | 20~34 | 220~330 | ||
| 110 ก. | 055 ก | 1100 | 550 | — | 36~45 | 350~440 | ||
| ซี3 | 80 | 040 | 800 | 400 | 228~323 | 21~35 | 240~340 | |
| ซี4 | 50 | — | 500 | — | 147~209 | — | 155~220 | |
| 70 | 035 | 700 | 350 | 209~314 | 20~34 | 220~330 | ||
| เฟอร์ริติก | เอฟ1 บี | 45 | 020 | 450 | 200 | 128~209 | — | 135~220 |
| 60 | 030 | 600 | 300 | 171~271 | — | 180~285 | ||
a. ชุบแข็งและอบคืนตัว อุณหภูมิอบคืนตัวขั้นต่ำ 275°C เส้นผ่านศูนย์กลาง D≤24 มม. b. ทำให้อ่อนตัวลง
คุณสมบัติเหล่านี้เป็นแนวทางในการเลือกใช้สำหรับงานที่ต้องการความแข็งแรงระดับเฉพาะ โดยคำนึงถึงการอบชุบด้วยความร้อนและขนาดของน็อตด้วย
วิธีการทดสอบ
การทดสอบความแข็งของเหล็กกล้ามาเทนซิติกและเฟอร์ริติกเป็นไปตามมาตรฐาน GB/T 231.1 (HB), GB/T 230.1 (HRC) หรือ GB/T 4340.1 (HV) โดยใช้ Vickers เป็นตัวอ้างอิง ขั้นตอนการทดสอบสอดคล้องกับ GB/T 3098.2 และค่าที่ได้ต้องอยู่ในช่วงที่กำหนดในตารางที่ 3 การทดสอบการรับน้ำหนักตามมาตรฐาน GB/T 3098.2 ช่วยให้มั่นใจได้ว่าเหล็กกล้าสามารถรับน้ำหนักได้โดยไม่เกิดความเสียหาย
- ทำการทดสอบความแข็งบนพื้นผิวที่เตรียมไว้
- ค่อยๆ เพิ่มแรงกดทดสอบทีละน้อยและคงไว้เพื่อตรวจสอบความแข็งแรง
- ใช้เครื่องมือที่ผ่านการสอบเทียบแล้วเพื่อให้ได้ความแม่นยำ
วิธีการเหล่านี้ช่วยให้สามารถตรวจสอบประสิทธิภาพของน็อตในการประกอบใช้งานจริงได้อย่างน่าเชื่อถือ
ภาคผนวก: รายละเอียดทางเทคนิคเพิ่มเติม
ภาคผนวกให้ข้อมูลเชิงลึกเพิ่มเติม:
- ภาคผนวก บี: ส่วนประกอบของเหล็กกล้าไร้สนิมจากมาตรฐาน ISO 683-13 พร้อมตัวอย่างสำหรับชนิดเฟอร์ริติก มาร์เทนซิติก และออสเทนิติก
- ภาคผนวก D: วัสดุที่ช่วยลดการแตกร้าวจากการกัดกร่อนเนื่องจากความเค้นที่เกิดจากคลอไรด์ เช่น X2CrNiMoN17-13-5 ที่มีส่วนประกอบเฉพาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีความเสี่ยงสูง เช่น สระว่ายน้ำ
- ภาคผนวก E: อัตราส่วนความแข็งแรงครากที่อุณหภูมิสูง (เช่น A2/A4 ที่ 400°C: 70%) และความสามารถในการใช้งานที่อุณหภูมิต่ำ (A2/A3 ถึง -200°C)
- ภาคผนวก G: ค่าสภาพซึมผ่านของแม่เหล็กสัมพัทธ์ (เช่น A2 ≈1.8 ไม่เป็นแม่เหล็กในสถานะอบอ่อนด้วยสารละลาย แต่อาจกลายเป็นแม่เหล็กได้หลังจากผ่านกระบวนการขึ้นรูปเย็น)
โปรดศึกษาข้อมูลเหล่านี้สำหรับการใช้งานเฉพาะทาง เพื่อให้มั่นใจว่าการเลือกวัสดุจะช่วยลดความเสี่ยงต่างๆ เช่น การกัดกร่อนหรือการรบกวนทางแม่เหล็ก
คำถามที่พบบ่อย
- น็อตสแตนเลส A2 และ A4 แตกต่างกันอย่างไร?
- เหล็กกล้าออสเทนิติก A2 เป็นเหล็กกล้าอเนกประสงค์ที่มีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดี ในขณะที่ A4 มีส่วนผสมของโมลิบเดนัมเพื่อเพิ่มความต้านทานในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์ ตามส่วนประกอบในตารางที่ 1
- ฉันจะเลือกเกรดประสิทธิภาพที่เหมาะสมสำหรับน็อตได้อย่างไร?
- เลือกตามข้อกำหนดความเค้นพิสูจน์และความสูงของน็อต เช่น เกรด 70 สำหรับ 700 MPa ในน็อต m ≥ 0.8D โดยพิจารณาจากภาระการใช้งานและตารางที่ 2/3
- ต้องมีการทดสอบอะไรบ้างสำหรับการยอมรับน็อตสแตนเลส?
- ค่าความแข็งสำหรับกลุ่มมาร์เทนซิติก/เฟอร์ริติก และค่าแรงรับน้ำหนักสูงสุดสำหรับทุกกลุ่ม ตามวิธีการในส่วนที่ 3 เพื่อให้มั่นใจว่าสอดคล้องกับคุณสมบัติทางกลที่กำหนดไว้
- น็อตเหล่านี้สามารถใช้ในงานที่ต้องการอุณหภูมิสูงได้หรือไม่?
- ใช่ แต่โปรดดูภาคผนวก E สำหรับข้อมูลเกี่ยวกับความแข็งแรงของจุดคราที่ลดลงที่อุณหภูมิสูงขึ้น เช่น A2 ยังคงรักษาคุณสมบัติ 70% ไว้ที่ 400°C ภายใต้ภาระที่ไม่เป็นวัฏจักร
- วิธีลดการกัดกร่อนตามร่องเกรนในน็อตออสเทนิติก?
- ใช้ชนิดคาร์บอนต่ำ (เช่น A4L) หรือ A3/A5 ที่เสถียรแล้ว ซึ่งผ่านการทดสอบตามมาตรฐาน GB/T 4334 ตามที่แนะนำในส่วนองค์ประกอบทางเคมี
- ต้องระบุอะไรบ้างบนบรรจุภัณฑ์?
- ระบุรหัสผู้ผลิต กลุ่มเหล็ก/เกรดประสิทธิภาพตามรูปที่ 1 และหมายเลขล็อตตามมาตรฐาน GB/T 90.3 เพื่อการตรวจสอบย้อนกลับ
