A 10.9 osztályú csavarok keménységének átfogó elemzése

10.9 osztályú csavarok széles körben használt nagy szilárdságú hatszögletű rögzítők. Nagy szilárdságuknak és keménységüknek köszönhetően gyakran alkalmazzák olyan munkakörülmények között, mint a precíziós mechanikai berendezések és szerszámok. Mi a standard keménységi tartomány a 10.9 osztályú csavarokhoz? Ez a cikk az iparági referenciákon alapuló elemzést nyújt tájékoztatásul.

Először is nézzük meg a 10.9 osztályú csavarok keménységi mutatóit. A kötőelemekre vonatkozó GB/T 3098.1 nemzeti szabvány szerint a 10.9 osztályú csavarok mag Vickers-keménysége HV320-380 között mozog, ami megfelel a HRC32-39 Rockwell-keménységnek. Ezt a keménységi tartományt ésszerű oltási és temperálási hőkezelési eljárásokkal kell elérni. A tényleges gyártás során a csavarokat ausztenitizálják, majd oltóolajba merítik az oltáshoz, ezt követi a magas hőmérsékletű temperálás. A végső keménységben és az átfogó mechanikai tulajdonságokban döntő szerepet játszanak az oltás és temperálás tartási ideje és hőmérsékleti paraméterei.

Ezután a 10.9 osztályú csavarok gyakorlati gyártási folyamataival foglalkozunk.

Eljárás 1. eset

A 35CrMo eljárási sémának nevezik, míg a 40Cr ötvözött acélt ténylegesen alkalmazzák a csavargyártáshoz. A csavar átmérője 22 mm, hossza 114 mm, a teherautó-kerék rögzítésére szolgál. Az oltás és a temperálás hőkezelése után keménységének el kell érnie a HV320-380 (HRC32-39) értéket, minimális szakítószilárdsága pedig 1040 MPa. Az ideális metallográfiai szerkezet a temperált szorbit.

Eljárás 2. eset

1. vizsgálati séma: Meleg kovácsolás, majd megmunkálás, hálószalagos kemencében végzett hőkezeléssel. Az 1-4 zóna hőmérséklet-beállításai az oltáshoz rendre 860-870-870-860 fok, a teljes kioltási tartási idő körülbelül 90 perc, amelyet olajos oltás követ a hűtéshez. Az oltás utáni keménység eléri a HRC49-52 értéket. Az 1-3 zóna temperálási hőmérséklete egyenletesen 510 fok, a keménység pedig a megeresztés után HRC32-35. Az ellenőrzési eredmények azt mutatják, hogy az eljárás során a termékek szakítószilárdsága nem felel meg a 10.9 osztály követelményeinek, ezért az eljárás minősíthetetlennek minősül.

2. vizsgálati séma: A gyártási útvonal lágyításból, foszfátozásból és hideg extrudálásból áll. Az 1–4. zóna kioltási hőmérséklete a hálós hevederes kemencében 860–870–870–860 fok, az oltás tartási ideje körülbelül 90 perc, olajhűtés; kioltás utáni keménység HRC49-52. Két temperálási paraméter-készletet hasonlítanak össze: 1. csoport: 480 fokos temperálási hőmérséklet az összes 1-3 zónában. Edzés utáni keménység: HRC34-38, mért szakítószilárdság: 1005 MPa. A metallográfiai vizsgálat során kis mennyiségű fel nem oldott ferrit figyelhető meg. 2. csoport: 460 fokos temperálási hőmérséklet minden 1-3. zónában. Edzés utáni keménység: HRC36-40, mért szakítószilárdság: 960 MPa, ami nem felel meg a 10.9 osztály minimális szakítószilárdsági követelményének.

Látható, hogy még ha a keménység a céltartományba esik is, a termékek még mindig nem megfelelőek, ha a szakítószilárdság nem felel meg a követelményeknek. A csekély mennyiségű ferrit rontja a csavarok mechanikai teljesítményét, és szigorúan ellenőrizni kell, magas kifáradási követelmények mellett.

Összefoglalva, a minősített magkeménységi tartomány a10.9-es fokozatú csavaroka HV320-380, ami megfelel a HRC32-39-nek. Általános referencia hőkezelési paraméterek: hűtés 850 fokon 60 perces tartás mellett, szénpotenciál 0,45-re szabályozott, izoterm osztályú oltóolaj 100 fokos olajhőmérsékleten, 30 perces hűtéstartás; 480 fokos temperálás 120 perces tartás mellett. A gyártás során a keménység önmagában nem tekinthető egyetlen kritériumnak. A szakítószilárdságnak, a folyáshatárnak és az egyéb mechanikai tulajdonságoknak meg kell felelniük a nemzeti szabványoknak. A metallográfiai szerkezetben lehetőleg a temperált szorbit domináljon. A nem ideális szerkezeteket, például a ferritet minimálisra kell csökkenteni, hogy elkerüljük a csavarok teherbírásának és kifáradásgátló képességének romlását.