Co to jest rura ASTM A519 klasy 4320
ASTM A519 gatunek 4320 to stal stopowa o niskiej zawartości-niklu-chromu-molibdenu, produkowana w postaci bezszwowych rur mechanicznych, zarejestrowana pod numerem UNS G43200. Gatunek należy do rodziny nawęglania: zawartość węgla utrzymuje się na tyle nisko, że rdzeń pozostaje wytrzymały i odporny na wstrząsy, natomiast dodatki niklu, chromu i molibdenu nadają stali wystarczającą hartowność, aby po nawęglaniu utrzymać twardą, odporną na zużycie-obudowę, a pod nią mocny, plastyczny rdzeń.
Nikiel jest kluczowym elementem tej równowagi. Poprawia ciągliwość rdzenia i odporność obudowy na odpryskiwanie pod obciążeniem kontaktowym, chrom zwiększa hartowność i reakcję na nawęglanie, a molibden zwiększa hartowność i ogranicza kruchość odpuszczania. Dzięki tej kombinacji gatunek 4320 jest szeroko stosowany do zębów kół zębatych i innych elementów, które muszą być odporne zarówno na zmęczenie zginające, jak i na wżery powierzchniowe.
Skład chemiczny
| Element | ASTM A519, klasa 4320 |
| Węgiel | 0.17–0.22% |
| Mangan | 0.45–0.65% |
| Krzem | 0.15–0.35% |
| Nikiel | 1.65–2.00% |
| Chrom | 0.40–0.60% |
| Molibden | 0.20–0.30% |
| Fosfor | 0,035% maks |
| Siarka | 0,040% maks |
Właściwości obudowy i rdzenia po nawęglaniu
Elementy nawęglane są zwykle określane na podstawie głębokości obudowy i twardości powierzchni, a nie na podstawie pojedynczego współczynnika rozciągania. Nawęglanie gazowe lub pod niskim-ciśnieniem, a następnie hartowanie i odpuszczanie-w niskiej temperaturze pozwala uzyskać twardą obudowę o twardości powierzchni powszechnie przyjętej w przedziale 58–62 HRC, wspartej rdzeniem, który zachowuje użyteczną wytrzymałość dzięki niskiej zawartości węgla. Głębokość obudowy jest ustalana na podstawie naprężenia kontaktowego oraz grubości zęba lub ścianki części: głębsze obudowy odpowiadają większym obciążeniom kontaktowym, natomiast płytkie obudowy są stosowane na cienkich przekrojach, aby uniknąć kruchości elementu.
Sama norma ASTM A519 określa minimalną wytrzymałość na rozciąganie, granicę plastyczności i wydłużenie dla każdego gatunku i warunków dostawy, zatem właściwości podawane dla dostarczonej rury zależą od tego, czy jest ona wykończona na gorąco, ciągniona na zimno czy poddana obróbce cieplnej. Właściwości gotowego nawęglanego elementu są uzgadniane oddzielnie z podmiotem zajmującym się obróbką cieplną w zależności od wymagań dotyczących głębokości obudowy, twardości powierzchni i twardości rdzenia.
Obróbka cieplna i kontrola wymiarowa
Typową sekwencją w przypadku przekładni rurowej lub tulei jest obróbka skrawaniem do-ostatecznego rozmiaru, nawęglanie w temperaturze w zakresie 900–930 stopni, hartowanie, a następnie odpuszczanie w niskiej temperaturze w celu zmniejszenia naprężenia hartowniczego bez zmiękczania obudowy. Temperatura i czas nawęglania kontrolują zarówno głębokość obudowy, jak i wzrost ziaren, dlatego cykl musi być dopasowany do wymaganej głębokości. Ponieważ hartowanie zniekształca elementy o cienkich-ściankach, materiał do obróbki pozostaje na powierzchniach, które muszą pozostać dokładne, a po obróbce cieplnej następuje operacja wykańczająca, taka jak szlifowanie lub toczenie na twardo.
Tam, gdzie odkształcenie musi być bardzo małe, zamiast hartowania w oleju stosuje się nawęglanie próżniowe lub-niskociśnieniowe, a następnie hartowanie-gazem pod wysokim ciśnieniem. Hartowanie w gazie jest bardziej równomierne i, w rurze o umiarkowanej ściance, zmniejsza owalność i zmianę długości.
Typowe zastosowania
Zęby zębate, zębniki i koła koronowe w przekładniach przemysłowych i samochodowych
Elementy przekładni planetarnych i redukcyjnych w napędach turbin wiatrowych i ciężkich maszyn
Wały przekładni, tuleje wielowypustowe i elementy synchronizatorów
Łożyska, popychacze i elementy stykowe w urządzeniach obrotowych
Precyzyjne elementy napędowe w obrabiarkach i urządzeniach automatyki
Punkty obróbki i kontroli
Gatunek w stanie wyżarzonym można łatwo obrabiać i celowo utrzymuje się go w stanie miękkim do cięcia przed nawęglaniem. Ponieważ stal jest stosunkowo miękka i lepka przy niskiej zawartości węgla, stosuje się ostre narzędzia i odpowiedni posuw, aby kontrolować-narost na krawędzi. Spawalność jest ograniczona, a elementy nawęglone nie są spawane.
Kontrola gotowej części nawęglanej obejmuje pomiar głębokości obudowy na przekroju próbki, twardości powierzchni, twardości rdzenia, mikrostruktury oraz, jeśli wymaga tego obowiązek, badanie magnetyczno-proszkowe pod kątem pęknięć szlifierskich i sprawdzenie wymiarów pod kątem zniekształceń. Kryteria głębokości obudowy i twardości należy zawsze podawać jako wartości akceptacji uzgodnione w zamówieniu.
Często zadawane pytania
P: Co to jest UNS G43200?
Jest to ujednolicony identyfikator systemu numeracji dla niklu-chromu-molibdenu 4320, który ASTM A519 wymienia wśród swoich standardowych gatunków. Numer UNS określa skład; ASTM A519 definiuje wymagania dotyczące rur.
P: Dlaczego 4320 jest używany do kół zębatych?
Jego rdzeń o niskiej zawartości węgla pozostaje wytrzymały, podczas gdy nawęglana powierzchnia staje się twarda i odporna na zużycie, a zawartość niklu sprawia, że obudowa jest odporna na odpryskiwanie pod wielokrotnym obciążeniem kontaktowym. Ta kombinacja pasuje do zębów przekładni i podobnych elementów.
P: Jaką głębokość obudowy można wyprodukować na rurze 4320?
Głębokość obudowy jest ustalana przez cykl nawęglania i obciążenie części. Efektywna głębokość obudowy jest podawana w milimetrach na zamówieniu lub na rysunku i weryfikowana poprzez przekrój i pomiar twardości po obróbce cieplnej.
P: Jak model 4320 wypada w porównaniu z rurkami 8620?
Obydwa są gatunkami do nawęglania, ale 4320 zawiera nikiel i zapewnia wyższą wytrzymałość rdzenia i większą hartowność, co jest odpowiednie dla cięższych przekrojów i większych obciążeń kontaktowych. Gatunek 8620 bez niklu jest używany tam, gdzie obciążenie jest mniejsze.
P: Czy można spawać rury 4320?
Nie jest przeznaczony do konstrukcji spawanych. Zawartość stopu sprawia, że strefa wpływu ciepła jest twarda i podatna na pękanie, a elementy, które będą nawęglane, są zwykle łączone mechanicznie lub wytwarzane przed jakimkolwiek etapem utwardzania.
P: Jak należy zamówić nawęglone rury 4320?
Należy podać gatunek i numer UNS, stan dostawy rury, wymiary gotowego elementu, wymaganą głębokość obudowy i twardość powierzchni oraz tolerancję wymiarową, którą należy zachować po obróbce cieplnej.
