Co to jest rura ASTM A519 klasy 4520
ASTM A519 gatunek 4520 to nawęglana stal stopowa niklowo-chromowa-molibdenowa, produkowana w postaci bezszwowych rur mechanicznych i zarejestrowana pod numerem UNS G45200. Należy do tej samej rodziny, co inne gatunki do nawęglania niklu-chromu-molibdenu, ale zawiera wyższy zakres zawartości chromu, wynoszący 0,70–0,90%, co zwiększa hartowność i zapewnia mocniejszą, bardziej jednolitą reakcję powłoki na grubszych przekrojach.
Konstrukcja stali opiera się na wytrzymałym rdzeniu o niskiej zawartości węgla-w połączeniu z twardą,-odporną na zużycie powierzchnią uzyskaną w procesie nawęglania. Tej struktury potrzebują zęby przekładni, tuleje wielowypustowe i inne elementy-obciążone kontaktowo: zmęczenie zginające jest przenoszone przez rdzeń, podczas gdy odporność na wżery i zużycie pochodzi z nawęglonej obudowy.
Skład chemiczny
| Element | ASTM A519, klasa 4520 |
| Węgiel | 0.18–0.23% |
| Mangan | 0.45–0.65% |
| Krzem | 0.15–0.35% |
| Nikiel | 1.65–2.00% |
| Chrom | 0.70–0.90% |
| Molibden | 0.20–0.30% |
| Fosfor | 0,035% maks |
| Siarka | Maks. 0,040% |
W porównaniu z gatunkiem takim jak 4320, dodatkowy chrom sprawia, że 4520 wolniej traci twardość w miarę pogrubiania przekroju, więc nawęglane elementy o większych rozmiarach można nadal hartować, uzyskując solidną obudowę i rdzeń. Nikiel zwiększa wytrzymałość rdzenia i plastyczność obudowy, podczas gdy molibden poprawia hartowność i ogranicza kruchość odpuszczania.
Obróbka cieplna i właściwości obudowy
Części nawęglane są określane na podstawie głębokości obudowy, twardości powierzchni i twardości rdzenia, a nie pojedynczej wartości rozciągania. Typową praktyką jest nawęglanie w zakresie 900–930 stopni, hartowanie, a następnie odpuszczanie w niskiej temperaturze w celu złagodzenia naprężeń bez zmiękczania obudowy. Twardość powierzchni powszechnie przyjmuje się w przedziale 58–62 HRC, a głębokość obudowy dobierana jest w zależności od obciążenia kontaktowego i grubości ścianki.
Ponieważ tubus jest cienkościenny w porównaniu z pełnym półfabrykatem przekładni, należy kontrolować tłumienie zniekształceń. Nawęglanie próżniowe lub pod niskim-ciśnieniem z hartowaniem w gazie-pod wysokim ciśnieniem zapewnia bardziej równomierną szybkość chłodzenia niż hartowanie w oleju oraz zmniejsza owalność i zmianę długości, co z kolei zmniejsza ilość naddatku, który należy pozostawić do szlifowania. W przypadku stosowania hartowania w oleju element jest projektowany i obrabiany z naddatkiem na odkształcenia, a następnie wykończony po obróbce cieplnej.
Dla dostarczonych rur norma ASTM A519 określa minimalną wytrzymałość na rozciąganie, granicę plastyczności i wydłużenie dla każdego gatunku i stanu dostawy, zatem wartości certyfikatu zależą od tego, czy rura jest wykończona na gorąco, ciągniona na zimno czy poddana obróbce cieplnej.
Typowe zastosowania
Przekładnie planetarne, pierścieniowe i zębnikowe w przekładniach przemysłowych i turbinach wiatrowych
Elementy przekładni trakcyjnych i redukcyjnych w sprzęcie transportu ciężkiego
Tuleje wielowypustowe, piasty sprzęgieł i kołnierze napędowe z hartowanymi bokami
Elementy stykowe i krzywkowe w maszynach wirujących i posuwisto-zwrotnych
Mocno obciążone tuleje i czopy wymagające twardej powierzchni na wytrzymałym rdzeniu
Punkty obróbki i kontroli
Obróbkę przeprowadza się w stanie wyżarzonym, przed nawęglaniem, przy użyciu ostrych narzędzi i odpowiedniego posuwu, aby kontrolować-narosty na miękkiej-strukturze niskowęglowej. Naddatek pozostaje na wszystkich powierzchniach, które muszą pozostać dokładne po hartowaniu. Spawanie nie jest częścią normalnego procesu technologicznego tych elementów, ponieważ zawartość stopu powoduje, że strefa wpływu ciepła jest twarda i podatna na pękanie.
Kontrola gotowego elementu obejmuje głębokość obudowy poprzez przekrój i przebieg twardości, twardość powierzchni, twardość rdzenia, kontrolę mikrostruktury i wymiarów. Tam, gdzie liczy się integralność powierzchni, stosuje się badanie cząstek magnetycznych w celu wykrycia pęknięć szlifierskich, a geometrię powierzchni bocznych koła zębatego sprawdza się na podstawie rysunku.
Często zadawane pytania
P: Co to jest UNS G45200?
Jest to ujednolicony identyfikator systemu numeracji dla niklu-chromu-molibdenu 4520, który ASTM A519 wymienia wśród swoich standardowych gatunków. Numer UNS identyfikuje skład, natomiast ASTM A519 określa wymagania dotyczące rur.
P: Czym różni się rurka 4520 od rurki 4320?
Obydwa są gatunkami nawęglania niklu-chromu-molibdenu. Gatunek 4520 zawiera więcej chromu, około 0,70–0,90% w porównaniu z 0,40–0,60% w 4320, co poprawia hartowność i zapewnia bardziej niezawodne właściwości obudowy i rdzenia na cięższych przekrojach.
P: Jaka głębokość obudowy jest zwykle określana dla komponentów 4520?
Głębokość obudowy jest wybierana na podstawie obciążenia kontaktowego oraz grubości ścianki lub zęba, a następnie zapisywana na rysunku jako efektywna głębokość obudowy z tolerancją. Sprawdza się to po obróbce cieplnej poprzez podzielenie próbki lub składnika protektorowego.
P: Czy można spawać rury 4520?
Nie jest to gatunek konstrukcji spawanych. Komponenty są zwykle obrabiane i nawęglane, a wszelkie łączenia przeprowadza się za pomocą środków mechanicznych. Zawartość stopu sprawia, że strefa wpływu ciepła jest twarda i podatna na pękanie, jeśli jest spawana po utwardzeniu.
P: W jaki sposób kontrolowane są odkształcenia podczas nawęglania?
Pozostawiając półwyrób na dokładnych powierzchniach, stosując równomierne hartowanie, np.-hartowanie w gazie pod wysokim ciśnieniem, gdzie odkształcenie musi być minimalne, oraz wykańczając element po obróbce cieplnej poprzez szlifowanie lub toczenie na twardo.
P: Jak należy zamówić rurki klasy 4520?
Należy podać gatunek i numer UNS, stan dostawy rury, wymiary obrobionego elementu, wymaganą głębokość obudowy i twardość, tolerancję, jaką należy zachować po obróbce cieplnej, oraz wymagania badawcze.
