سختی واشرهای فولادی ضد زنگ در مقایسه با واشرهای ساخته شده از فولاد کربنی یا سایر آلیاژها چگونه است؟

واشرها اجزای به ظاهر ساده ای هستند، اما نقش مهمی در اتصال سیستم ها در صنایع دارند. واشرها با توزیع بارها، کاهش سایش و بهبود کارایی پیچ و مهره، مستقیماً به پایداری و قابلیت اطمینان اتصال کمک می کنند. در میان مواد مختلف مورد استفاده برای واشر، فولاد ضد زنگ، فولاد کربنی و فولاد آلیاژی رایج ترین هستند. یک ویژگی کلیدی که آنها را متمایز می کند این است سختی که بر مقاومت در برابر تغییر شکل، توانایی مقاومت در برابر تنش های مکرر و دوام طولانی مدت تأثیر می گذارد. درک نحوه مقایسه واشرهای فولادی ضد زنگ با واشرهای فولاد کربنی و فولاد آلیاژی از نظر سختی به مهندسان و کاربران کمک می کند تا مناسب ترین نوع را برای کاربرد خود انتخاب کنند.

سختی از واشرهای استیل ضد زنگ

واشرهای فولادی ضد زنگ اغلب از گریدهایی مانند تولید می شوند 304 یا 316 ، هر دو متعلق به خانواده آستنیتی فولادهای زنگ نزن هستند. این نمرات به دلیل عالی بودن مورد علاقه هستند مقاومت در برابر خوردگی، شکل پذیری و چقرمگی ، آنها را برای محیط هایی که در معرض رطوبت، مواد شیمیایی یا دماهای نوسان هستند ایده آل می کند.

از نظر سختی، فولاد ضد زنگ 304 آنیل شده معمولاً در اطراف ثبت می شود 70–90 HRB (راکول B) . فرآیندهای سرد کاری، مانند نورد یا مهر زنی، می توانند سختی را به میزان متوسطی افزایش دهند، اما واشرهای فولادی ضد زنگ نرم تر از واشرهای فولاد کربنی سخت شده باقی می مانند. این سختی متوسط ​​به این معنی است که در حالی که واشرهای فولادی ضد زنگ در برابر ترک مقاومت می کنند و انعطاف پذیری دارند، ممکن است تحت نیروهای گیره سنگین یا در اتصالات مکانیکی با استرس بالا تغییر شکل دهند.

مزیت واشرهای فولادی ضد زنگ نه در سختی شدید بلکه در سختی آنهاست توانایی مقاومت در برابر خوردگی و حفظ یکپارچگی ساختاری در محیط های تهاجمی . به عنوان مثال، در مهندسی دریایی، تأسیسات فرآوری مواد غذایی و کارخانه های شیمیایی، واشرهای فولادی ضد زنگ از مواد سخت تری که مستعد زنگ زدگی و تخریب سطح هستند، بهتر عمل می کنند.

سختی از Carbon Steel Washers

واشرهای کربن استیل مشخصات بسیار متفاوتی دارند. فولاد کربنی را می توان از طریق فرآیندهایی مانند کوئنچ و تمپرینگ تحت عملیات حرارتی قرار داد که به طور قابل توجهی سختی و استحکام کششی آن را افزایش می دهد. واشرهای فولاد کربنی سخت شده اغلب به دست می آورند 38–45 HRC (راکول C) ، آنها را از نظر سختی و مقاومت در برابر سایش بالاتر از واشرهای فولادی ضد زنگ قرار می دهد.

این سختی بالا به معنای برتری است مقاومت در برابر تغییر شکل و فرورفتگی سطح هنگامی که تحت نیروهای گیره زیاد قرار می گیرند. در نتیجه، واشرهای فولاد کربنی به طور گسترده در ماشین‌های سنگین، مجموعه‌های ساختاری، ساخت خودرو و سایر تنظیماتی که بار مکانیکی قابل توجهی است استفاده می‌شود.

با این حال، فولاد کربنی فاقد مقاومت در برابر خوردگی فولاد ضد زنگ است. بدون پوشش های محافظ مانند روکش روی، گالوانیزه یا عملیات فسفات، واشرهای فولادی کربنی در معرض رطوبت یا عوامل خورنده مستعد زنگ زدگی هستند. بنابراین، سختی بالای آنها اغلب باید با درمان های سطحی متعادل شود تا عمر مفید در شرایط بیرونی یا مرطوب افزایش یابد.

سختی از Alloy Steel Washers

فولادهای آلیاژی با وارد کردن عناصری مانند کروم، مولیبدن یا وانادیم بر روی فولاد کربنی ساخته می شوند. این اضافات به فولادهای آلیاژی امکان دستیابی به آنها را می دهد حتی مقادیر سختی و مقاومت کششی بالاتر هنگامی که تحت عملیات حرارتی مناسب قرار می گیرند. واشرهای فولادی آلیاژی به طور خاص برای برنامه های کاربردی با عملکرد بالا و استرس بالا .

به عنوان مثال، واشرهای مورد استفاده در هوافضا، تولید برق، یا قطعات پیشرفته خودرو ممکن است از فولادهای آلیاژی ساخته شوند، زیرا نه تنها می توانند بارهای مکانیکی سنگین را تحمل کنند، بلکه دماهای بالا را نیز تحمل می کنند. سختی آنها باعث می شود در مقایسه با واشرهای فولادی ضد زنگ و فولاد کربن استاندارد در برابر سایش، خزش و خستگی مقاومت بیشتری داشته باشند. با این حال، اشکال مشابه فولاد کربنی است: واشرهای فولادی آلیاژی ذاتاً در برابر خوردگی مقاوم نیستند و معمولاً برای محافظت به روکش یا آبکاری نیاز دارند.

تست سختی در واشرها

برای مقایسه عینی مواد، سختی با استفاده از روش‌های تست استاندارد اندازه‌گیری می‌شود. را تست سختی راکول یکی از رایج‌ترین ترازوها است که با ترازو Rockwell B (HRB) برای فلزات نرم‌تر مانند فولاد ضد زنگ و ترازو Rockwell C (HRC) برای فولادهای سخت‌تر و عملیات حرارتی شده استفاده می‌شود. روش های دیگر مانند تست سختی برینل یا تست سختی ویکرز بسته به دقت مورد نیاز نیز ممکن است اعمال شود.

این اندازه‌گیری‌ها نه تنها به تعیین اینکه واشر در برابر تغییر شکل مقاومت می‌کند، بلکه در شرایط بارگذاری مکرر نیز چگونه رفتار می‌کند، کمک می‌کند. به عنوان مثال، واشر با سختی خیلی کم ممکن است صاف یا تغییر شکل دهد که منجر به شل شدن پیچ و مهره شود، در حالی که واشر خیلی سخت ممکن است در اثر ضربه شکننده شده و ترک بخورد.

مبادلات مبتنی بر برنامه

انتخاب بین واشرهای فولاد ضد زنگ، فولاد کربن و فولاد آلیاژی اغلب به شرایط خاص کاربرد بستگی دارد:

• واشر استیل ضد زنگ : مورد استفاده در محیط هایی که مقاومت در برابر خوردگی، بهداشت و عمر طولانی ماده بیش از حداکثر سختی در سخت افزار دریایی، ساخت و ساز در فضای باز، تجهیزات مواد غذایی و دستگاه های پزشکی رایج است.

• واشر کربن استیل : برای آنها انتخاب شده است سختی و استحکام برتر ، آنها را برای بارهای مکانیکی سنگین، اتصالات سازه ای و ماشین آلات صنعتی ایده آل می کند. به طور معمول برای محافظت در برابر خوردگی پوشش داده می شود.

• واشر فولادی آلیاژی : برای محیط های تخصصی که نیاز دارند رزرو شده است سختی استثنایی، مقاومت در برابر سایش و دوام مانند هوافضا، مسابقات اتومبیل رانی و نیروگاه ها.

نتیجه گیری

در مقایسه سختی، واشرهای فولادی ضد زنگ به طور کلی هستند نرم تر نسبت به واشرهای فولاد کربنی یا آلیاژی. فولاد کربنی سختی و استحکام بالاتری را ارائه می دهد، در حالی که فولاد آلیاژی حداکثر عملکرد را برای شرایط شدید ارائه می دهد. فولاد ضد زنگ، اگرچه نرم تر است، اما بی نظیر است مقاومت در برابر خوردگی و چقرمگی ، که اغلب بر ملاحظات سختی در محیط های چالش برانگیز سنگینی می کند.

در نهایت، انتخاب مواد شوینده مناسب به این بستگی دارد تعادل بین سختی و مقاومت محیطی . در یک محیط دریایی خورنده، فولاد ضد زنگ ممکن است تنها انتخاب مناسب باشد، در حالی که در مونتاژ ساختاری سنگین، فولاد کربنی سخت شده ممکن است ترجیح داده شود. فولاد آلیاژی به عنوان یک گزینه تخصصی برای سخت ترین شرایط مکانیکی و حرارتی عمل می کند.