Nehrđajući čelik 18-8 naspram razreda 8: Čvrstoća, korozija i odabir

Nehrđajući čelik 18-8 i stupanj 8 često se uspoređuju jer se oba koriste za vijčane spojeve, ali nisu konkurentne verzije istog materijala. 18-8 je obitelj austenitnih nehrđajućih čelika koja sadrži oko 18 posto kroma i 8 posto nikla, dok je stupanj 8 kaljeni i poboljšani legirani čelik definiran specifikacijom mehaničkih svojstava za vijke. Odabir između njih znači izbor između otpornosti na koroziju i sirove vlačne čvrstoće.

Ovaj vodič uspoređuje dva materijala o sastavu, čvrstoći, korozijskom ponašanju, cijeni i tipičnim primjenama te objašnjava pravila odabira koja su važna u praksi.

Što je nehrđajući čelik 18-8?

Oznaka 18-8 opisuje klasični krom-nikl austenitni nehrđajući čelik s otprilike 18 posto kroma i 8 posto nikla. Pokriva široko korištene kvalitete 304 i 302 i odgovara obitelji A2 nehrđajućeg čelika koji se koristi za pričvršćivače u ISO 3506 i ASTM F593. Pasivni krom-oksidni film koji se stvara na površini ono je što daje kvaliteti otpornost na hrđu, oksidaciju i mnoge procesne kemikalije, i to je razlog zašto su dijelovi 18-8 uobičajeni u preradi hrane, medicinskoj opremi, brodskoj opremi i arhitektonskim radovima.

Kompromis-je snaga. U žarenom stanju, vijak 304 ima minimalnu vlačnu čvrstoću od oko 515 MPa (75 ksi) za male promjere, a radni materijal -otvrdne umjesto da reagira na toplinske tretmane koji ojačavaju ugljični čelik. Hladna obrada podiže čvrstoću, pa se tako proizvode klase spojnica A2-70 i A2-80.

Što je SAE stupanj 8?

Stupanj 8 definiran je prema SAE J429 kao kaljeni i poboljšani vijak od legure čelika. Specifikacija je klasa svojstava, a ne legura, a tipični vijak razreda 8 izrađen je od srednjeg -ugljičnog čelika s dodacima kroma, molibdena ili mangana, zatim kaljen i poboljšan kako bi se postigla minimalna vlačna čvrstoća od 150 ksi (oko 1034 MPa) s minimalnom granicom tečenja od 130 ksi (oko 896 MPa) i tvrdoća jezgre od otprilike 33 do 39 HRC. Vijci razreda 8 nose šest radijalnih linija na glavi, a slični razred 8.2 koristi cink-aluminijski premaz za poboljšanu otpornost na koroziju.

Čvrstoća dolazi od toplinske obrade, kao i ograničenja: kaljeni martenzitni čelik sam po sebi ne nudi gotovo nikakvu zaštitu od korozije, a pozlaćeni vijak stupnja 8 može postati osjetljiv na vodikovu krtost ako se proces premazivanja ne kontrolira.

Usporedba--usporedna

Vlasništvo	18-8 nehrđajući (304 / A2)	SAE stupanj 8
Osnovni materijal	Austenitni krom-nikl nehrđajući čelik s oko 18 posto Cr i 8 posto Ni	Kaljeni i poboljšani legirani čelik s rasponom ugljika od 0,80 do 1,20 posto u obitelji specifikacija
Minimalna vlačna čvrstoća	Oko 515 MPa žareno; 700 MPa i više u hladnoj -klasi A2-70	150 ksi, oko 1034 MPa
Minimalna granica razvlačenja	Oko 205 MPa žareno	130 ksi, oko 896 MPa
Otpornost na koroziju	Dobro; samo-pasivirajuće, nije potreban premaz	Loše u golom stanju; zahtijeva oblaganje ili premazivanje
Magnetsko ponašanje	U biti nije-magnetičan kada je žaren, blago magnetan kada je hladno obrađen	Snažno magnetski
Cijena po komadu	Veći trošak materijala, niži trošak završne obrade	Niži trošak materijala, dodatni trošak za premaz
Tipična uporaba	Prehrambeno, medicinsko, pomorsko i arhitektonsko pričvršćivanje	Sklopovi strojeva, automobilski i konstrukcijski spojevi

Jedna izjava koja se često pojavljuje u starijim opisima i treba je ispraviti: stupanj 8 nije otporniji na koroziju od nehrđajućeg čelika 18-8. Suprotno je istina. Grade 8 je jači, a 18-8 je daleko otporniji na koroziju.

Ponašanje korozije u stvarnom okruženju

18-8 nehrđajući čelik štiti se putem pasivnog filma, a to čini bez ikakvog premaza, što ga čini praktičnim izborom za prostore za pranje, vanjsko arhitektonsko pričvršćivanje i kontakt s hranom. Njegova slabost su kloridi: u toplim, kloridima -bogatim uvjetima, kao što je morska zona zapljuskivanja, čak i 18-8 može ispasti, a tada se preferira klasa koja sadrži molibden, kao što je 316.

Stupanj 8 nema intrinzičnu zaštitu od korozije. Goli vijak će hrđati na otvorenom, a uobičajeni odgovor je galvanizirani cink, mehanički cink ili cink-aluminijski premaz. Bitne su još dvije točke: pozlaćeni vijak visoke čvrstoće mora se peći nakon galvaniziranja kako bi se smanjio rizik od vodikove krtosti, a spojni element od nehrđajućeg čelika ne bi se trebao spajati sa spojnim elementom presvučenim ugljičnim čelikom u mokrom okruženju, jer potencijalna razlika uzrokuje galvanski napad na presvučeni dio.

Kako odabrati između njih

Odaberite 18-8 (A2 / 304) kada spoj mora izdržati vlagu, kemikalije ili ispiranje i kada je dovoljna vlačna čvrstoća od oko 700 MPa.

Odaberite stupanj 8 kada projektirano opterećenje zahtijeva punu vlačnu klasu od 150 ksi, a spoj se može zaštititi premazom ili suhim, zaštićenim okruženjem.

Odaberite jaču nehrđajuću vrstu kao što je A4 (316) ili nehrđajuću koja otvrdnjava taloženjem kada su potrebna i visoka čvrstoća i otpornost na koroziju.

Nikada ne miješajte pričvrsne elemente od nehrđajućeg i presvučenog ugljičnog čelika u istom mokrom spoju bez izolacije, jer će manje plemeniti materijal prvi korodirati.

Postavite zakretni moment prema stvarnoj mazivosti pričvršćivača: navoji od nehrđajućeg čelika žuče, tako da se za 18-8 sklopove često navodi prikladna smjesa protiv zapinjanja.

FAQ

P: Je li stupanj 8 jači od nehrđajućeg čelika 18-8?
Da. Vijak razreda 8 specificiran je na minimalnu vlačnu čvrstoću od 150 ksi, dok je žareni nehrđajući 18-8 oko 515 MPa (75 ksi), iako hladno obrađeni nehrđajući čelik A2-70 doseže 700 MPa.

P: Je li nehrđajući čelik 18-8 otporniji na koroziju od razreda 8?
Da, u znatnoj mjeri. 18-8 stvara vlastiti pasivni oksidni film, dok vijak razreda 8 treba premaz od cinka ili cink-aluminija kako bi bio otporan na hrđu.

P: Jesu li vijci od nehrđajućeg čelika 18-8 magnetski?
Žareni 18-8 je u biti nemagnetičan, ali hladna obrada tijekom valjanja ili savijanja proizvodi nešto ferita i blagi magnetski odgovor.

P: Što je jeftinije, 18-8 ili Grade 8?
Po komadu, vijak stupnja 8 obično košta manje od vijka od nehrđajućeg čelika 18-8, ali premazivanje i kontrola vodikove krtosti povećavaju troškove rute razreda 8.

P: Mogu li se pričvršćivači razreda 8 i 18-8 koristiti zajedno?
Mogu se koristiti u istom sklopu, ali ne bi smjeli biti u izravnom električnom kontaktu u vlažnom okruženju jer će galvanska korozija napasti dio s premazom od ugljičnog čelika.

P: Koja je razlika između 5. i 8. razreda?
Stupanj 5 je srednje{1}}klasa kaljene i poboljšane klase SAE J429, dok je stupanj 8 viši-klasa čvrstoće s višim udjelom ugljika i legure i višim minimalnim zahtjevima za vlačnom snagom.