Жоғары беріктікті болттарды өндіруге 1045 маркалы болат таяқшасы неге идеалды?

1045 маркалы болат таяқшасының механикалық қасиеттері: конструкциялық мақсатта қолданылатын болттар үшін ISO 898-1 стандартына сәйкестік (тартылу және ағу беріктігі)

1045 маркалы болаттан жасалған стерженьдер оптималды түрде шынықтырылған және жұмсартылған кезде 800 МПа-дан астам тартылу беріктігі мен 640 МПа-дан астам ағу шегін қамтамасыз ете алады, бұл ISO 898-1 стандартына сәйкес 8.8 класындағы бұрандалы бұрандалардың талаптарын асыра орындайды. Болаттың біртекті микроқұрылымы бұрандалы бұранданың (соның ішінде тісті бөлігі мен бекіткіштің басы) барлық көлденең қимасы бойынша кернеудің біркелкі таралуына мүмкіндік береді. Бұл біркелкі таралу машиналардың, құрылыс конструкцияларының және жабдықтардың жинақталған бөліктерінде тербеліс немесе ауытқулар салдарынан пайда болатын қайталанатын кесілу жүктемелері мен динамикалық бекіту жағдайлары кезінде бекіткіштің ішіндегі сығылу күшін сақтау мен ұзақ уақыт бойы ұстап тұру үшін өте маңызды. Өнеркәсіптік машиналар мен жабдықтардың конструкциялары мен жинақталған бөліктеріндегі бұрандалы бұрандалардың бұзылуы ауыр қауіпсіздік қаупін туғызады және тоқтату салдарынан қымбат тұратын өндірістік шығындарға әкеледі. Сондықтан бұрандалы бұрандалардың сенімділігі өте маңызды. Қаттылық пен иілгіштіктің синергиясы: тістердің бүтіндігі мен қосылыстардың сенімділігін сақтау

Көміртектің мазмұны шамамен 0,43–0,50 пайыз болғандықтан, материалдар жылумен өңделгеннен кейін Роквелл шкаласы бойынша 25–32 қаттылыққа ие болады. Бұл қаттылық деңгейі компоненттер орнатылған кезде тістің бұзылуын болдырмау үшін жеткілікті, сонымен қатар сынғанға дейін шамамен 10–15 пайыздық созылуға мүмкіндік береді. Материал серпімді қалыпта қалады және трескіндерден қорғану үшін жеткілікті иілгіштікке ие болады, бұл ауыл шаруашылығы техникасы немесе құрылыс машиналарының компоненттері үшін өте маңызды, себебі олар қайталанып әсер етілетін немесе қайталанып жүктеме алатын болады. Жинаған кезде сығылу күші немесе айналдырушы момент қолданылады, нәтижесінде металл болттың ұзындығы бойынша күштірек тартылады, ал тістер немесе тесіктердің радиусы істен шығуға әлсізденбейді. Практикалық нәтиже — бос қосылыстардың жақсартылған өңделуі мен осы қиындық туғызатын істен шығулар.

ISO 898-1: Көміртекті болат пен қорытпалы болаттан жасалған бекітпе бұйымдарының механикалық қасиеттері

1045 маркалы болаттың химиялық құрамы: беріктік пен өңделгіштік арасындағы дәл теңдестік

Құрылымдық бұрандалар үшін көміртегі мен марганецтің белгілі бір қатынасы қажет. Жалпы көміртегі құрамы 0,43%–тен төмен болса, болат әлсіз болады, ал 0,5%–тен төмен болса, ол өте сынығыш болады. Төмен көміртекті болат сынығыш болса, жоғары көміртекті болат (сынығыш және әлсіз) да төмен көміртекті болады. Көміртегі болатта, әсіресе жылумен өңделгеннен кейін, беріктікті қамтамасыз етеді және оның созылу беріктігін 620 МПа–дан асады. Марганец болат құрылымын анти-токсикалық (бірге) кристалдық етеді және болаттың ағу қабілетін (қыздырған кезде) жақсартады — бұл кристалдық құрылымның әлсіздеуін (соңғы өнімде қысым нүктелері пайда болу ықтималдығын төмендетеді, анти-токсикалық).

Болттардың құрамы оны оптималды етеді. Ол тұрақты түрде 0,6 пен 0,8 арасындағы созылу қатынасын қамтамасыз етеді, бұл ISO 898-1 стандарты бойынша 8.8 класындағы бекітпе бұйымдары үшін қажетті көрсеткіш. Сонымен қатар, құрамында экзотикалық қорытпалар (хром немесе молибден) жоқ, сондықтан өндірушілер оны көптеген мөлшерде және арзан бағамен шығара алады.

Металлдың өңделуінің көптеген нұсқаларына жарамды болу себебі: 1045 маркалы болаттың жылумен өңдеу арқылы тиісті беріктік дәрежелерін қамтамасыз ету

Мобильді 1045 маркалы болатты суға салып суыту мен жылумен өңдеу және 1045 AN-CD маркалы болат: МПа және созылу қасиетінің төмендеуі

1045 маркалы болатты шығару және тұрақтандыру процесі оны тұрақтандырылған мартенситке айналдырады. Бұл процесс 8.8 классты болттарды шығару үшін қажетті беріктік деңгейін қамтамасыз етеді. Бұл болттардың аққыштық шегі шамамен 580 МПа, ал созылу беріктігі шамамен 670 МПа құрайды. 1045 маркалы болатты шығару және тұрақтандыру процесінің кемшілігі — ұзару пайызының төмендеуі. Бұл оның AN (жұмсартылған) түріндегі 20% ұзаруымен салыстырғанда айқын қарама-қайшылық туғызады. Дегенмен, жүкті қабылдайтын қосылыстар үшін бұл маңыздылық оправданады.

Салқын тарту қажетті өлшемдер мен беттік сапаны қамтамасыз ету үшін өте тиімді, бірақ оның өзіндік шығындары да бар. Ең бастысы — соққыға төзімділіктің төмендеуі. Сондықтан біз салқын тартылған бөлшектерді негізінде созылу күштері жоғары болмайтын қолданыстарға шектейміз. Келесі кестеде әртүрлі күйлердегі механикалық қасиеттердің салыстырмалы көрсеткіштері келтірілген.

Артық қатайтудан сақтану: динамикалық жүктемелерге арналған қолданыстар үшін тоқтылықты сақтау

Жылулық реттеуді дұрыс орнату материалдың қасиеттері үшін өте маңызды. Егер аустениттендіру 820 °C-тан төмен температурада жүргізілсе, онда материалда созылмайтын аймақтар пайда болады. Ал 600 °C-тан жоғары температурада шынықтыру 25 HRC-тен төмен қаттылыққа әкеледі, сондықтан бұл бөлшектер кесу күштеріне төзімсіз болады. «Идеалды» аймақ — 400–550 °C аралығы, мұнда орталық бөлігі соққыларға төзімді (Шарпи сынағында шамамен 27 Дж) және 8,8 класынан жоғары қаттылық деңгейін қамтамасыз етеді. Сондай-ақ, созылмайтын аймақтардың түзілуі үшін баяулау салыстырмалы суыту жылдамдығы қажет. Суыту жылдамдығын секундына отыз градусқа дейін төмендету зерттеулер арқылы дәлелденген, бұл карбидтердің түйір шекараларында пайда болуын болдырмақшы. Бұл кезең компоненттер вибрацияға немесе қайталанатын қыздыру циклдарына ұшыраған кезде пайда болатын кернеулі коррозиялық трещиналар мен усталдық құбылыстарды әлдеқайда азайтады.

Құны мен өнімділігі бойынша лидерлік: 1045 болат таяғы қарағанда жиі қолданылатын болат бұрандалардың альтернативалары

8,8+ класындағы болттарды шығару кезінде өнімнің сапасы мен құнын теңестіруге 1045 маркалы болат таяғы — ең жақсы нұсқалардың бірі. Төмен көміртекті болаттарға, мысалы, 1018 маркалы болатқа қарағанда, 1045 маркалы болат тек 15–20 пайызға қымбаттау болса да, тартылу беріктігін 30–50 пайызға арттырады. Бұл маңызды фактор, себебі 1018 маркалы болат көптеген қолданыстар үшін қажетті беріктік талаптарын қанағаттандыра алмайды. Ал 4140 маркалы жоғары легирленген болат қосымша 50–70 пайызға қымбаттау болып, күрделі және қымбат жылумен өңдеуді талап етеді; сонымен қатар, энергия шығыны жоғары болғандықтан, өңдеу уақыты да ұзақ болады. 1045 маркалы болаттың артықшылығы — оның жоғары беріктік деңгейін қарапайым және арзан қыздыру мен суға салу арқылы (quench and temper) жылумен өңдеу процесі арқылы қол жеткізуінде. Бұл арнайы легирленген болаттарға қарағанда жалпы өндіріс шығындарын шамамен 25 пайызға азайтуға мүмкіндік береді, бірақ бірлескен қосылыстарда (қосылыстарда) қателіктерге рұқсат етілмейтін қиын конструкциялық қосылыстарда қолдану үшін әлі де жеткілікті сапада болады.

Сұрақтар мен жауаптар бөлімі

1045 маркалы болаттың 8.8 класындағы болттар үшін қандай механикалық қасиеттері бар?
1045 маркалы болаттың жақсы созылғыштығы, жоғары тартылу және аққыштық шегі бар, сонымен қатар қаттылығы жоғары, бұл барлығы 8.8 класындағы болттар үшін өте маңызды, себебі олар аса күшті кернеу мен тербелістерге төзуге қабілетті.

1045 маркалы болаттың химиялық құрамының маңызы қандай?
1045 маркалы болаттың химиялық құрамы өте маңызды, себебі көміртегі мен марганецтің қосылуы беріктік пен өңделгіштікті анықтайды, бірақ артық мөлшерде әлсіздік пайда болуын болдырмау үшін олардың мөлшерін дәл реттеу қажет; сонымен қатар бұл құрам ISO стандарттарына сай келеді.

Жылумен өңдеудің 1045 маркалы болаттың қасиеттеріне әсері қандай?
Жылумен өңдеудің 1045 маркалы болатқа әсері қолданылатын әдіске байланысты әртүрлі болады. Мысалы, болатты суға салып суыту және жылумен өңдеу оның беріктігін арттырады, сондықтан ол жоғары жүктемелерге арналған; ал жұмсарту және салқын тарту әдістері ұзару мен тартылу беріктігінің әртүрлі дәрежелерін қамтамасыз етеді.
Болттар үшін 1045 болатының басқа болат түрлеріне қарағандағы артықшылықтары қандай?
1018 сияқты көміртегінің төменгі деңгейі бар болаттармен салыстырғанда 1045 болаты ұтымдырақ және жоғары созылу беріктігін қамтамасыз етеді, сонымен қатар 4140 жоғары қоспалы болаттарға қарағанда қымбат емес.