Kekerasan Baja Tahan Karat 316: HRB, HBW, HV, Rockwell C, dan Panduan Pekerjaan Dingin

Seatauang teknisi bagian pembelian menandatangani gambar sisipan rumah transmisi. Catatan itu berbunyi "316 tahan karat, 30 HRC." Pemasok pertama mengutip batangan yang ditarik dingin. Kapal kedua melakukan anil stok dan mengklaim kekerasannya "sesuai spesifikasi". Kedua kutipan tersebut menggambarkan paduan yang sama, dan salah satunya tidak dapat memberikan apa yang diminta oleh gambar tersebut. Kesenjangan antara gambar dan sertifikat pabrik adalah tempat sebagian besar masalah kekerasan stainless 316 dimulai.

Inilah jawaban singkatnya. Baja tahan karat 316 anil biasanya berukuran 150 hingga 190 PBR , yang dikonversi menjadi kira-kira 80 hingga 95 HRB or 155 hingga 200 HV . Itu bukan bahan yang keras. Ini adalah kelas austenitik yang tahan korosi, dan kekerasannya tidak dapat ditingkatkan dengan pendinginan atau temper. Hanya dua rute menuju bagian 316 yang lebih sulit adalah pekerjaan dingin, yang dapat mendorong kekerasan massal ke arah tersebut 350 PBR (sekitar 38 HRC) , dan perawatan permukaan seperti nitridasi, yang dapat mengangkat kulit ke atasnya 1000HV sambil membiarkan intinya tidak tersentuh.

Segala sesuatu yang lain dalam artikel ini mengikuti dua fakta tersebut. Baik Anda membeli sisipan berulir, sumbat oli, mur konversi, atau pengencang, kekerasan yang Anda terima bergantung pada cara bahan diproses, bukan pada keterangan perlakuan panas pada cetakan.

Kekerasan Baja Tahan Karat 316: Apa Arti Angka Sebenarnya

Kekerasan adalah ukuran ketahanan, bukan sifat material yang diukir pada batu. Ini mencatat bagaimana indentor tertentu, di bawah beban tertentu, merusak permukaan tertentu. Ubah salah satu dari ketiganya dan nomornya akan berpindah. Itulah sebabnya angka kekerasan stainless 316 tanpa skala dan metode pengujian yang terpasang hampir tidak ada artinya.

Untuk baja tahan karat austenitik anil, tiga skala mendominasi praktik komersial:

• Brinell (PBR) — bola tungsten karbida 10 mm dengan berat 3000 kgf. Standar untuk batangan, pelat, dan bagian berat. Angka tipikal 316: 150-190 PBR.
• Rockwell B (HRB) — bola berukuran 1/16 inci dengan massa 100 kgf. Umum pada sertifikat pabrik untuk komponen tipis atau kecil. Pembacaan khas 316: 80-95 HRB.
• Vickers (HV) — piramida berlian, digunakan untuk foil tipis, lapisan permukaan, dan pemetaan kekerasan mikro. Pembacaan khas 316: 155-200 HV.

Ada dua poin praktis yang patut dipertahankan. Pertama, sebagian besar standar produk untuk batang dan bentuk 316 dan 316L ditetapkan a maksimal kekerasan anil di sekitar 215 hingga 223 PBR . Plafon tersebut dibuat untuk menjamin keuletan dan kinerja korosi, bukan untuk menjanjikan kekuatan. Kedua, baja tahan karat austenitik mengubah skala kekerasan secara berbeda dari baja karbon. Bagian 316 pada 95 HRB tidak memiliki kekuatan tarik yang sama dengan baja karbon pada 95 HRB. Tabel konversi yang dibuat untuk baja feritik akan menyesatkan Anda sebesar 10 hingga 15 persen jika Anda menerapkannya secara membabi buta.

Kekerasan khas berdasarkan bentuk produk pada suhu kamar

• Batangan anil yang sudah jadi dingin: 160-190 HBW
• Pelat anil canai panas: 150-180 HBW
• Kawat anil dan batang berdiameter kecil: 80-90 HRB
• Tabung mulus, anil: 70-85 HRB (HR15T pada dinding tipis)
• Batang yang ditarik dingin, reduksi ringan: 200-230 PBR
• Kawat temper pegas: 300-380 PBR

Mengapa Stainless 316 Tidak Dapat Dikeraskan dengan Perlakuan Panas

316 stainless adalah austenitik. Struktur kristalnya pada suhu kamar adalah kubik berpusat pada permukaan, dan tetap seperti itu dari suhu kriogenik hingga pencairan. Tidak ada transformasi martensit yang dapat dipicu pada quenching, dan tidak ada mekanisme pengendapan karbida yang dapat dimanfaatkan untuk penguatan massal. Perlakuan panas tidak mengubah kekerasan paduan.

Yang dilakukan perlakuan panas justru sebaliknya. Larutan anil, biasanya pada suhu 1040 hingga 1120 derajat Celcius diikuti dengan pendinginan cepat, melarutkan karbida dan menghasilkan kondisi paling lembut, paling ulet, dan paling tahan korosi. Jika pemasok memberi tahu Anda bahwa mereka "memanaskan 316 hingga 40 HRC", pernyataan tersebut secara teknis tidak mungkin dilakukan untuk material curah. Ada hal lain yang sedang terjadi, dan ada baiknya mencari tahu apa penyebabnya.

Tiga mekanisme yang mengubah kekerasan 316

1. Pekerjaan dingin. Menggulung, menggambar, mengayunkan, menggulung benang, dan menembak peening semuanya menyebabkan dislokasi. Bahan tahan karat austenitik mengeras dengan cepat dan mempertahankan efeknya pada suhu kamar. Ini adalah satu-satunya cara untuk meningkatkan kekerasan massal.
2. Perawatan difusi permukaan. Nitridasi, karburasi, dan nitrokarburasi memasukkan nitrogen atau karbon interstisial ke dalam lapisan luar. Kekerasan meningkat tajam, tetapi hanya dalam jarak puluhan mikron dari permukaan.
3. Pelapisan dan pelapisan. Krom keras, nikel tanpa listrik, dan semprotan termal menyimpan material berbeda di permukaan. Kekerasan substrat tidak berubah.

Perbedaan ini penting secara komersial. Suku cadang 316 yang dikerjakan dengan dingin dan suku cadang 316 yang dinitridasi dapat melaporkan kekerasan permukaan yang sama dan berperilaku sangat berbeda dalam servis. Bagian yang dikerjakan dengan dingin kuat seluruhnya dan sedikit kurang tahan terhadap korosi. Bagian yang dinitridasi memiliki kulit yang keras di atas inti yang lembut dan ulet, dan ketahanan terhadap korosi dapat berkurang secara signifikan kecuali prosesnya dikontrol dengan hati-hati.

Konversi Kekerasan Stainless 316: PBR, HV, HRB dan HRC

Tabel di bawah ini memberikan perkiraan konversi pada rentang yang sebenarnya akan Anda temui saat menentukan atau memeriksa 316 komponen tahan karat. Kolom kekuatan tarik hanya bersifat indikatif dan mencerminkan perilaku khas austenitik, bukan hubungan yang dijamin. Selalu konfirmasikan terhadap spesifikasi material yang mengatur aplikasi Anda.

Tiga peringatan tentang membaca tabel ini. Yang pertama adalah kolom HRB dan HRC tidak tumpang tindih berdasarkan desain. Rockwell B menjadi tidak dapat diandalkan di atas sekitar 100 HRB karena indentor bola tenggelam terlalu dalam, dan Rockwell C menjadi tidak dapat diandalkan di bawah sekitar 20 HRC karena intan menembus terlalu jauh. Di antara kedua titik tersebut terdapat kesenjangan konversi yang tidak dapat ditutup oleh standar, itulah sebabnya baris layanan asam di atas menggunakan padanan Brinell dan bukan angka HRB.

Peringatan kedua menyangkut kekuatan tarik kolom. Baja tahan karat austenitik pada kekerasan tertentu memiliki kekuatan tarik yang lebih besar dibandingkan baja karbon pada kekerasan yang sama, karena paduannya mengeras selama uji tarik itu sendiri. Mengubah kekerasan 316 menjadi kekuatan menggunakan tabel baja karbon akan meremehkannya.

Peringatan ketiga adalah tentang ukuran bagian. Kawat berdiameter 3 mm dan batang berdiameter 60 mm tidak merespons metode pengujian yang sama, dan tidak memerlukannya. Kekerasan pada bagian tipis harus diukur dengan skala Rockwell dangkal atau dikonversi ke Vickers, tidak dipaksa menjadi pembacaan Brinell yang tidak dapat didukung oleh geometri.

Bagaimana Pekerjaan Dingin Mengubah Kekerasan Stainless 316

Pekerjaan dingin adalah pendorong komersial utama untuk kekerasan 316. Operasi pembentukan logam yang hampir tidak menggerakkan jarum pada baja karbon rendah dapat melipatgandakan kekuatan luluh baja tahan karat austenitik, karena paduan tersebut mengeras dengan kecepatan kira-kira empat hingga enam kali lebih tinggi. Memahami kurva itu adalah perbedaan antara menentukan bagian yang bertahan dalam perakitan dan bagian yang retak pada bulan pertama.

Hubungannya tidak linier. Pengurangan kecil pada 10 persen pertama deformasi menghasilkan peningkatan kekerasan yang besar, karena struktur anil mempunyai banyak ruang untuk mengakumulasi dislokasi. Di atas pengurangan sekitar 25 persen, kurvanya menjadi datar, dan setiap poin persentase tambahan menghasilkan lebih sedikit kekerasan sekaligus mengonsumsi lebih banyak keuletan. Ada juga efek terarah: batang yang ditarik dingin lebih keras di sepanjang sumbu gambar dibandingkan di seberangnya, dan survei kekerasan di sekeliling keliling batang yang ditarik dapat menunjukkan penyebaran 10 hingga 20 HBW.

Bilah di atas memampatkan jendela pengoperasian yang lebar menjadi enam titik representatif. Jika dibaca dari kiri ke kanan, dua baris pertama mendeskripsikan material yang membuat gilingan berada dalam kondisi paling lembut dan paling tahan korosi, serta merupakan produk yang diterima sebagian besar pembeli sisipan benang dan pengikat secara default. Pindah ke batang ketiga, penarikan dingin ringan sekitar 10 persen meningkatkan kekerasan sekitar 30 HBW, yang seringkali cukup untuk meningkatkan kualitas benang mesin tanpa merusak keuletan secara material.

Batang keempat dan kelima menunjukkan bagian tengah rentang pekerjaan dingin, tempat biasanya stok pengikat otomotif dan ruang angkasa berada. Pada pengurangan 15 persen, kekerasan meningkat menjadi sekitar 230 HBW dan kekuatan luluh melampaui 700 MPa, sementara perpanjangan tetap di atas 25 persen. Pada pengurangan 30 persen, kekerasan mendekati 260 HBW, kekuatan luluh melebihi 800 MPa, dan perpanjangan mulai turun hingga 15 persen.

Batang terakhir melambangkan kawat temper pegas, yang pengurangan kekerasannya sebesar 50 persen atau lebih akan melampaui 350 HBW. Bahan pada tingkat ini benar-benar kuat, namun juga mendekati batas kemampuan tahan karat austenitik. Persyaratan radius lentur menjadi ketat, sensitivitas retak korosi tegangan meningkat, dan setiap operasi pengelasan atau penyolderan sekunder akan menghancurkan kekerasan yang dihasilkan dengan sangat hati-hati secara lokal.

Berikut tiga implikasi praktisnya. Pertama, 316 yang dikerjakan dengan dingin bukanlah bahan tunggal — ini adalah sekumpulan kondisi, dan pesanan pembelian yang menyatakan hanya "316 tahan karat" biasanya akan mengirimkan versi anil. Kedua, gradien kekerasan dalam bagian yang dibentuk dingin adalah nyata. Benang yang digulung pada sisipan yang ditarik dingin bisa 20 hingga 30 HBW lebih keras daripada betis di bawahnya, yang biasanya bermanfaat namun mempersulit pemeriksaan. Ketiga, setiap operasi termal berikutnya di atas sekitar 400 derajat Celcius akan mulai mengendurkan struktur dislokasi dan mengurangi kekerasan, sehingga pengelasan, pematrian, atau pengawetan suhu tinggi harus direncanakan berdasarkan persyaratan kekerasan, bukan setelahnya.

Kekerasan 316 vs 316L: Seberapa Lembutkah Kelas Rendah Karbon?

Perbedaan antara 316 dan 316L terletak pada karbon. Standar 316 mengizinkan hingga 0,08 persen karbon; 316L membatasinya pada 0,03 persen. Itu adalah perubahan kecil dalam kimia dengan efek terukur pada kekerasan, kekuatan, dan kemampuan las.

Dalam kondisi anil, 316L bekerja secara kasar 10 hingga 15 PBR lebih lembut dari 316. Bila 316 mendarat di 160-180 PBR, 316L biasanya mendarat di 140-160 PBR. Kesenjangannya cukup kecil sehingga banyak gambar menganggap keduanya dapat dipertukarkan, dan cukup besar untuk menjadi masalah ketika jendela kekerasannya sempit.

Dalam pekerjaan dingin, celahnya menyempit tetapi tidak menutup. Karbon yang lebih rendah berarti penguatan larutan padat yang sedikit lebih sedikit dan laju pengerasan kerja yang sedikit lebih rendah, sehingga 316L mencapai kekerasan tertentu dengan pengurangan yang sedikit lebih besar. Dalam praktiknya, perbedaan pada pekerjaan dingin 20 persen adalah sekitar 5 hingga 10 PBR.

Dimana pilihan sebenarnya penting

Aturan praktisnya: pilih 316 ketika Anda membutuhkan kekerasan maksimum dari pekerjaan dingin dan bagian tersebut tidak akan dilas. Pilih 316L ketika komponen akan dilas, ketika melihat klorida pada suhu tinggi, atau ketika kekerasan menjadi perhatian kedua di balik ketahanan terhadap korosi. Jika gambar memerlukan 316 tetapi bagian tersebut dilas selama perakitan, itu adalah konflik spesifikasi yang perlu diselesaikan sebelum produksi, bukan setelah kegagalan.

Pengerasan Permukaan Stainless 316: Nitridasi, Karburasi dan Pelapisan

Ketika kekerasan sebagian besar dibatasi oleh metalurgi paduan, pilihan yang tersisa adalah mengeraskan permukaannya saja. Beberapa proses melakukan hal ini, dan masing-masing proses mempunyai trade-off yang berbeda dalam kinerja korosi, perubahan dimensi dan kedalaman lapisan.

• Nitridasi gas atau plasma konvensional. Dilakukan pada suhu 500 hingga 580 derajat Celsius. Menghasilkan kekerasan permukaan dalam kisaran 1000 hingga 1700 HV, namun presipitasi kromium nitrida menghilangkan kromium dari matriks dan dapat menurunkan ketahanan korosi secara serius. Kedalaman lapisan biasanya 20 hingga 100 mikron.
• Nitridasi suhu rendah (fase S). Dilakukan di bawah 450 derajat Celsius. Nitrogen tetap berada dalam larutan padat interstisial daripada membentuk nitrida, sehingga ketahanan terhadap korosi sebagian besar tetap dipertahankan. Kekerasan permukaan dapat dicapai 1000 hingga 1200 HV, dengan kedalaman lapisan 10 hingga 30 mikron.
• Karburasi suhu rendah. Prinsip serupa dengan karbon, bukan nitrogen. Kekerasan permukaan sekitar 700 hingga 900 HV dengan retensi ketahanan korosi yang sangat baik, tetapi waktu siklus lebih lama.
• Pelapisan krom keras. Menyimpan lapisan 700 hingga 1000 HV, biasanya tebalnya 10 hingga 50 mikron. Ketahanan aus yang baik namun manfaat korosi terbatas dan beban kepatuhan lingkungan yang terkenal.
• Nikel tanpa listrik. Sekitar 500 hingga 600 HV saat disimpan, meningkat menjadi 900 HV setelah dipanggang. Cakupan seragam pada geometri kompleks, namun lapisan tersebut dapat terkelupas di bawah beban titik tinggi.

Konsekuensi dimensional patut mendapat perhatian. Lapisan nitridasi menumbuhkan bagian tersebut beberapa mikron dan lapisan berlapis sebesar 5 hingga 50 mikron per sisi tergantung pada ketebalan. Pada sisipan ulir dengan toleransi diameter pitch yang terkontrol, pertumbuhan tersebut dapat mendorong bagian keluar dari pita penerimaan. Sisipan dengan permukaan yang diperkeras harus diukur ukurannya sebelum diproses dengan tunjangan pertumbuhan yang terpasang, dan proses pelapisan atau difusi harus ditentukan di samping toleransi benang.

Untuk sambungan berulir, pengerasan permukaan jarang menjadi jawaban pertama yang tepat. Ini mengubah koefisien gesekan, yang mengubah hubungan torsi-ketegangan, yang mengubah beban awal pada sambungan. Sisipan 316 yang lebih lembut namun konsisten secara dimensi sering kali mengungguli sisipan berlapis keras hanya karena perilaku torsi rakitan dapat diprediksi.

Kekerasan Stainless 316 pada Sisipan dan Pengencang Berulir

Sisipan berulir adalah studi kasus mengapa kekerasan lebih penting daripada jumlah permukaan. Sisipan harus melakukan tiga pekerjaan sekaligus: menahan baut pada nilai pramuat, bertahan dalam siklus perakitan berulang, dan menahan benturan pada sekrup tahan karat yang dikawinkan. Kekerasan mempengaruhi ketiganya, dan hal ini terjadi dengan cara yang tidak selalu intuitif.

Ambil standar sisipan berulir baja tahan karat di 316. Dianil pada 160-180 HBW, benang ini cukup lunak untuk berubah bentuk sedikit pada pengencangan pertama, yang membantunya menyesuaikan diri dengan ulir induk namun juga berarti ulir sisipan menanggung beban torsi berlebih. Sisipan yang sama pada pengerjaan dingin 316 pada 250-280 HBW lebih tahan terhadap deformasi namun lebih rentan terhadap kerusakan karena kekerasan yang lebih tinggi mengurangi kemampuan material untuk mengakomodasi kontak asperitas skala mikro.

Sisipan Benang Self-Tapping Stainless Steel Sisipan ulir sadap baja tahan karat adalah pengencang yang dirancang untuk memperkuat sambungan berulir. Tidak seperti sisipan standar, sisipan ini terbuat dari baja tahan karat, ... Lihat Produk →

Sisipan yang dapat disadap sendiri menambah kerutan lebih lanjut. Bagian-bagian ini memotong atau membentuk benang sendiri pada bahan induk, sehingga sisipannya harus lebih keras dari pada induknya. Pada aluminium dan magnesium, yang kekerasan induknya seringkali di bawah 100 HBW, insert 316 yang dianil pada 170 HBW memiliki margin yang cukup. Pada host besi tuang atau baja ringan, margin menyempit, dan sisipan memerlukan pengerjaan dingin atau paduan yang lebih keras agar dapat dipotong dengan rapi. Ini adalah salah satu alasan mengapa sisipan sadap baja karbon tetap umum digunakan pada inang besi: bukan karena harganya lebih murah, namun karena hubungan kekerasannya berhasil.

Sisipan benang kawat berperilaku berbeda lagi. Karena dibentuk dari kawat yang digulung menjadi penampang berlian, kerja dingin yang diberikan selama penarikan dan pembentukan kawat sangatlah besar. Sisipan kawat 316 yang khas beroperasi pada 300 hingga 400 HV, jauh lebih keras daripada sisipan padat anil dari paduan yang sama. Kekerasan itulah yang memungkinkan tang penahan sisipan tergigit dan kumparan menahan tarikan saat diberi beban.

Sisipan Benang Kawat Tanpa Tang Sisipan ulir kawat tanpa tang, juga dikenal sebagai "selongsong sekrup kawat baja tanpa pegangan pemasangan", adalah jenis selongsong sekrup kawat baja (berulir). Sejenis lengan sutra. T... Lihat Produk →

Untuk sumbat oli dan mur konversi, prioritas kekerasan beralih ke ketahanan ulir jika dilepas berulang kali. Sumbat pembuangan yang dilepas dan dipasang kembali setiap interval servis dapat mengakumulasi ratusan siklus perakitan sepanjang masa pakai kendaraan. Pengerjaan dingin 316 pada 220-260 PBR menangani jumlah siklus tersebut tanpa deformasi ulir yang terlihat. Material yang dianil sepenuhnya pada 160 HBW akan menunjukkan perataan pada beberapa thread pertama dalam seratus siklus.

Mencocokkan kekerasan sisipan dengan material inang

Perhatikan baris stainless-on-stainless. Jika sisipan dan pengikat pasangannya terbuat dari baja tahan karat austenitik dengan kekerasan yang sama, pengelasan dingin dan pengecatan menjadi mode kegagalan yang dominan, dan jawabannya biasanya bukan dengan membuat yang lebih keras tetapi dengan mengubah kondisi gesekan — pelumas molibdenum disulfida, permukaan akhir yang berbeda, atau pasangan paduan yang berbeda seperti sisipan 316 dengan sekrup tahan karat 303 atau A2.

Standar Yang Menetapkan Batas Kekerasan Stainless 316

Batas kekerasan untuk 316 jarang berasal dari paduan itu sendiri. Mereka berasal dari standar produk, standar aplikasi, atau gambar teknik pelanggan. Mengetahui dokumen mana yang mengatur adalah langkah pertama dalam setiap sengketa kekerasan.

Batasan NACE perlu mendapat perhatian khusus karena merupakan batasan yang paling sering terlewatkan. Dalam layanan asam, kerentanan retak tegangan sulfida meningkat seiring dengan kekerasan, dan batas atas 22 HRC adalah batasan yang tegas. Batang 316 yang ditarik dingin pada 280 HBW dapat memenuhi setiap persyaratan mekanis pada gambar dan masih ditolak mentah-mentah karena melebihi batas layanan masam. Jika aplikasi Anda menyentuh minyak dan gas, periksa kekerasannya sebelum Anda memeriksa kekuatannya.

Apakah Kekerasan Lebih Tinggi Berarti Ketahanan Aus dan Ketahanan Lebih Baik?

Tidak dapat diandalkan, dan di sinilah banyak pemilihan material yang bermaksud baik menjadi salah. Kekerasan berkorelasi dengan ketahanan abrasi pada banyak bahan, tetapi baja tahan karat austenitik merupakan kasus khusus, dan khususnya kerusakan tidak mengikuti kurva kekerasan.

Galling adalah keausan perekat. Di bawah beban, asperitas pada dua permukaan yang menyatu dilas menjadi satu, kemudian terkoyak, memindahkan material dan membuat permukaan menjadi kasar. Prosesnya dipercepat karena permukaan yang robek memperlihatkan logam segar yang bebas oksida. Baja tahan karat austenitik sangat rentan terhadap hal ini karena lapisan oksida kromium pasif terbentuk kembali secara perlahan dan logam di bawahnya sangat ulet.

Meningkatkan kekerasan hanya membantu jika hal itu mengubah perilaku perekat. Dua permukaan 316 pada 300 HBW masih akan saling bersentuhan di bawah tekanan kontak tinggi. Dua permukaan 316 pada 160 HBW juga akan menimbulkan empedu. Variabel yang sebenarnya mengubah hasil adalah:

• Perbedaan kekerasan. Kesenjangan 100 PBR di antara bagian-bagian yang dikawinkan secara substansial mengurangi risiko luka bakar. Inilah sebabnya mengapa sekrup baja tahan karat yang diperkeras yang dipasangkan dengan sisipan baja tahan karat yang lebih lembut bekerja lebih baik daripada sekrup yang dipasangkan.
• Permukaan akhir. Benang yang digulung lebih sedikit empedunya daripada benang yang dipotong dengan kekerasan yang sama, karena permukaan yang digulung lebih halus dan lebih keras pada zona kontak.
• Pelumasan. Pelumas film kering atau senyawa anti-rebut mengganggu kontak logam-ke-logam yang memulai proses perekatan.
• Tekanan kontak. Mempertahankan tekanan sisi benang di bawah sekitar 50 persen kekuatan luluh akan menunda timbulnya rasa sakit secara drastis.
• Kecepatan dan suhu perakitan. Perakitan perkakas listrik yang cepat menghasilkan pemanasan lokal yang mendorong pengelasan. Torsi terkontrol dan rundown lebih lambat membantu.

Untuk keausan abrasif dibandingkan keausan perekat, kekerasan lebih penting secara langsung, namun kekerasan yang relevan sering kali adalah permukaan lawan (counterface) daripada bagian 316. Segel sumbat oli 316 pada dudukan baja yang dikerjakan akan aus sesuai dengan kekerasan dan kondisi permukaan baja, bukan pada sumbatnya.

Satu lagi peringatan. Peningkatan kekerasan akibat pengerjaan dingin akan mengurangi pemanjangan, dan penurunan pemanjangan meningkatkan risiko penggetasan hidrogen dan retak korosi tegangan pada lingkungan yang rentan. Kekerasan yang tepat adalah nilai terendah yang memenuhi persyaratan mekanis, bukan nilai tertinggi yang dapat dicapai.

Menentukan dan Membeli Suku Cadang Stainless 316: Daftar Periksa Praktis

Sebagian besar masalah kekerasan berasal dari tahap kutipan. Gambar yang bertuliskan "316 stainless" tanpa syarat, skala, atau batasan membuat pemasok bebas mengirimkan apa pun yang ada di stok pabrik. Perbandingan dua kolom berikut menguraikan apa yang harus diputuskan di sisi teknik dan apa yang harus ditulis pada pesanan pembelian.

Dua detail dalam daftar itu memiliki bobot yang tidak proporsional. Yang pertama adalah jendela kekerasan. Persyaratan nilai tunggal seperti "180 PBR" akan dibaca secara berbeda oleh setiap pemasok, dan argumen yang dihasilkan memerlukan biaya lebih besar daripada toleransi. Yang kedua adalah lokasi membaca. Pada bagian yang dibentuk dingin, kekerasan pada permukaan dan kekerasan pada inti dapat berbeda sebesar 40 HBW atau lebih, sehingga sertifikat perlu menyebutkan di mana lekukan tersebut dibuat.

Jika suatu suku cadang diperoleh sebagai komponen jadi dan bukan sebagai bahan mentah, mintalah produsen untuk menjelaskan rute prosesnya secara jelas. Pemasok yang dapat menjelaskan bagaimana pekerjaan dingin dikendalikan melalui penarikan dan pembentukan, dan bagaimana kekerasan diverifikasi pada bagian jadi dan bukan hanya pada batangan yang masuk, adalah pemasok yang memahami persyaratan.

Bagaimana Kekerasan Stainless 316 Diuji

Pengujian kekerasan terlihat sederhana dan mudah salah. Hasilnya tergantung pada persiapan permukaan, ketebalan bagian, kondisi indentor dan teknik operator, dan pembacaan yang salah akan lebih buruk daripada tidak ada pembacaan sama sekali.

Pengujian Rockwell (ASTM E18)

Cepat dan banyak digunakan di lantai produksi. Skala B menggunakan bola berukuran 1/16 inci dan berat 100 kgf, cocok untuk anil 316. Skala C menggunakan kerucut intan dengan berat 150 kgf, hanya cocok untuk pengerjaan dingin 316 di atas sekitar 20 HRC. Timbangan superfisial seperti HR15T menggunakan beban yang lebih rendah untuk bagian yang tipis. Persyaratan kritisnya adalah kerataan dan ketebalan: benda uji harus setidaknya sepuluh kali tebal penetrasi, atau pembacaan akan dipengaruhi oleh landasan.

Pengujian Brinell (ASTM E10)

Bola 10 mm dengan berat 3000 kgf menghasilkan cetakan besar yang rata-rata variasi lokal, yang menjadikannya metode pilihan untuk pengecoran, penempaan, dan batangan besar. Kekurangannya adalah kesannya benar-benar besar — ​​tapak berdiameter 10 mm — sehingga tidak dapat digunakan pada bagian jadi yang kecil atau dinding tipis.

Vickers dan kekerasan mikro (ASTM E92, E384)

Indentor piramida berlian memungkinkan pengujian pada fitur yang sangat kecil, fase individual, dan lapisan yang diperkeras. Kekerasan mikro melintasi lapisan nitridasi adalah cara standar untuk memverifikasi kedalaman kasus. Persyaratannya adalah permukaan yang dipoles dengan baik; permukaan yang kasar menyebarkan kesan dan menghasilkan sebaran 10 persen atau lebih di antara pembacaan.

Kesalahan pengujian yang umum

1. Menguji pada permukaan melengkung tanpa landasan penyangga yang tepat, menghasilkan pembacaan yang rendah.
2. Menguji terlalu dekat dengan tayangan sebelumnya, memungkinkan zona yang terdeformasi memengaruhi pembacaan baru.
3. Menggunakan tabel konversi yang dibuat untuk baja karbon pada baja tahan karat austenitik.
4. Membaca kekerasan pada bagian dengan tegangan sisa dari pemesinan, yang mengubah hasilnya.
5. Menerima nilai sertifikat pabrik tanpa mengonfirmasi bahwa lokasi pengujian cocok dengan yang ditentukan.

Untuk pembelian yang mengutamakan kualitas, tanyakan jumlah bacaan, lokasi, dan penyebarannya, bukan hanya rata-rata. Sertifikat yang melaporkan "175 PBR" tanpa rincian tambahan hanya memberi tahu Anda sedikit tentang apakah bagian tersebut seragam.

Masalah Umum Kekerasan 316 dan Cara Mencegahnya

Ini adalah masalah yang paling sering muncul dalam inspeksi masuk dan analisis kegagalan lapangan. Masing-masing mempunyai penyebab yang berakar pada spesifikasi atau proses, dan masing-masing mempunyai jawaban preventif.

Masalah: material yang dianil disuplai sesuai dengan persyaratan pengerjaan dingin

Keluhan kekerasan yang paling sering terjadi. Gambar memerlukan minimum 240 HBW, pemasok mengirimkan batang anil standar pada 170 HBW, dan suku cadang gagal pada pemeriksaan pertama. Pencegahannya adalah dengan menentukan kondisi pemrosesan, bukan hanya nilai kekerasan, dan menanyakan rute proses dalam kutipan.

Masalah: gradien kekerasan dalam satu bagian

Pembentukan dingin menghasilkan regangan yang tidak seragam. Benang yang digulung bisa lebih keras 30 HBW daripada betis, dan kedua ujung batang yang ditarik bisa berbeda 15 HBW. Pencegahannya adalah dengan menentukan lokasi penerimaan pada gambar dan memberikan garis toleransi yang realistis.

Masalah: kekerasan berkurang dengan langkah termal hilir

Pengelasan, pematrian, atau pengawetan pelapisan suhu tinggi dapat menghilangkan pekerjaan dingin yang membutuhkan banyak upaya untuk menghasilkannya. Pencegahannya adalah dengan mengurutkan operasi sehingga semua langkah termal mendahului pembentukan dingin akhir, atau memilih perlakuan permukaan yang dijalankan pada suhu rendah.

Masalah: perawatan permukaan merusak ketahanan korosi

Nitridasi konvensional dapat mengendapkan kromium nitrida dan membuat bagian tersebut rentan terhadap serangan pitting dan intergranular. Pencegahannya adalah dengan memilih nitridasi atau karburasi suhu rendah jika korosi penting, dan memverifikasi dengan uji korosi daripada berasumsi.

Masalah: terasa menyakitkan meskipun kekerasannya tinggi

Mencocokkan 316 permukaan dengan kekerasan tinggi masih empedu. Pencegahannya adalah dengan memperkenalkan perbedaan kekerasan, menentukan pelumas, atau mengubah permukaan akhir daripada mendorong kekerasan lebih tinggi.

Masalah: kekerasan di atas batas atas peraturan

316 yang ditarik dingin pada 260 HBW melebihi batas NACE MR0175 untuk layanan asam dan akan ditolak terlepas dari kinerja mekanisnya. Pencegahannya adalah dengan mengonfirmasi lingkungan aplikasi sebelum menyelesaikan rute pemrosesan.

Pertanyaan Yang Sering Diajukan Tentang Kekerasan Stainless 316

Dimana Kekerasan 316 Cocok dengan Desain Komponen Nyata

Mundur dari angka-angka dan gambarannya menjadi jelas. 316 stainless adalah paduan tahan korosi yang cukup kuat dan dapat dibuat lebih kuat dengan pengerjaan dingin. Ini bukan bahan yang mudah aus, tidak bereaksi terhadap perlakuan panas, dan kekerasannya ditentukan oleh cara pembentukannya, bukan ditentukan oleh spesifikasinya.

Untuk komponen sambungan berulir — sisipan, mur konversi, sumbat oli, dan perkakas yang memasangnya — memiliki tiga konsekuensi. Pertama, kekerasan bagian akhir harus dapat ditelusuri ke rute pemrosesan yang ditentukan, bukan ditentukan dari tingkat paduannya. Kedua, spesifikasi kekerasan berada di samping toleransi ulir dan penyelesaian permukaan pada gambar, karena ketiganya berinteraksi. Ketiga, jika masalah sebenarnya adalah kerusakan atau keausan, jawabannya biasanya adalah pemasangan material atau keputusan pelumasan, bukan angka kekerasan yang lebih tinggi.

Pabrikan yang memproduksi suku cadang ini dalam jumlah besar akan melihat konsekuensinya setiap hari. Sisipan benang yang keluar dari pabrik pada 220 hingga 260 HBW yang konsisten dengan lokasi pembacaan yang terdokumentasi lolos pemeriksaan masuk dan dirakit dengan cara yang dapat diprediksi. Suku cadang yang bervariasi sebesar 50 PBR dalam satu batch menghasilkan klaim garansi yang mahal untuk dilacak dan lebih sulit dicegah untuk kedua kalinya.

Bacaan Terkait Dari Perpustakaan Kami

Perilaku kekerasan baja tahan karat 316 membentuk kinerja sisipan benang pada bahan induk lunak, di mana sisipan harus memotong atau membentuk benangnya sendiri tanpa mengalami deformasi. Catatan teknis kami tentang bagaimana sisipan benang logam meningkatkan kekuatan benang pada bahan lunak menelusuri jalur beban, peran kekerasan sisipan relatif terhadap host, dan mode kegagalan yang muncul ketika hubungan tersebut tidak diatur dengan benar.

Bagi pembeli yang bekerja di bidang otomotif, ruang angkasa, dan program kereta api, solusi praktisnya adalah menentukan kondisi pemrosesan dan lokasi penerimaan secara bersamaan, dan meminta data kekerasan pada komponen jadi dibandingkan hanya mengandalkan sertifikat pabrik yang masuk.