Коррозионно-стойкие аустенитные сплавы марок А2 и А4 по ГОСТ ISO 3506 нашли массовое применение в промышленности. Специалисты компании BEST-Крепёж продолжают отвечать на Ваши вопросы о нержавеющих сталях и крепёжных изделиях из них, регулярно поступающие в технический отдел компании.
Вопрос от Алексея, г.Таганрог:
«Бытует мнение, что нержавеющий крепеж менее прочный, чем крепеж из углеродистых сталей. Но, в то же время, «нержавейка» сложнее поддается обработке (сверлению, резанию и т.д.).
Почему?»
В нержавеющих сталях аустенитного класса по ГОСТ ISO 3506-2014 содержание легирующих элементов ≈30%. Это необходимо для требуемой от них повышенной коррозионной стойкости.
Значительная разница между составом сплавов обуславливает заметные различия в механических свойствах между «обычными» углеродистыми сталями и коррозионно-стойкими сталями аустенитного класса. При близких значениях временного сопротивления, нержавеющий крепёж отличается меньшим пределом текучести.
.png)
Поэтому такие метизы подвержены пластическим (необратимым) деформациям при более низких нагрузках. Этим собственно и объясняется сложившееся мнение, что «нержавеющий крепёж менее прочный, чем крепёж из углеродистых сталей».
В связи с чем при расчёте резьбового соединения из коррозионно-стойких сталей важно учитывать их прочностные характеристики, заданные российскими стандартами, для болтов винтов и шпилек – это ГОСТ ISO 3506-1–2014.
В то же время, действительно, нержавеющие стали сложнее поддаются механической обработке. Эта проблема была изучена отечественными учеными-металловедами ещё во второй половине прошлого века. Трудности при обработке коррозионно-стойких сталей они объясняют сразу несколькими факторами.
1. Высокая склонность к деформационному упрочнению в процессе резания.
Значительное возрастание прочности аустенитных сталей при механической обработке объясняется особенностями строения кристаллической решетки γ-фазы. Деформации вызывают наклёп аустенита, выделение из него углерода и карбидообразующих легирующих элементов с образованием дисперсных карбидов (дисперсионное упрочнение). При этом отмечается тесная зависимость между степенью упрочнения нестабильных аустенитных сталей и объемной долей возникающего в них мартенсита деформации. Такой эффект обусловлен в первую очередь увеличением объёма дефектов γ-твердого раствора и возникшего мартенсита деформации.
2. Большинство коррозионно-стойких сталей имеют низкую теплопроводность.
Слабое отведение тепла в зоне резания приводит к возникновению высоких температур – в 2-3 раза больших, чем при обработке обычных конструкционных сталей. Такие высокие температуры способствуют развитию адгезии и диффузии в зоне контакта инструмента с обрабатываемой деталью. Это вызывает интенсивное схватывание обоих контактных поверхностей друг с другом и приводит к разрушению режущей кромки инструмента.
3. Наличие твердых мелкодисперсных карбидов и интерметаллидов в вязкой аустенитной матрице.
Твёрдые микровключения в относительно мягкой структуре аустенита придают нержавеющим сталям высокую истирающую способность. Мелкодисперсные карбиды и интерметаллиды действуют на рабочие части инструмента как абразив, приводя к его быстрому износу. Эта особенность вызывает необходимость применять для режущего инструмента специальные материалы, которые имеют наряду с высокой прочностью также и повышенную износостойкость.
4. Способность коррозионно-стойких сталей сохранять исходную прочность и твёрдость при повышенных температурах.
Это приводит к высоким удельным нагрузкам на инструмент в области контакта с поверхностью обрабатываемой детали. Особенно эта проблема актуальна при обработке жаропрочных и жаростойких сталей.
5. Низкая виброустойчивость движения резания.
Упрочнение нержавеющих сталей, описанное в п.1, происходит с неравномерной степенью интенсивности самого процесса. Это вызывает вибрации обрабатывающего инструмента и существенно увеличивает переменные силовые и тепловые нагрузки на его рабочие поверхности. И в свою очередь, приводит к микро- и макровыкрашиваниям режущей кромки. При воздействии вибраций особенно неблагоприятное влияние на износ инструмента оказывает явление схватывания стружки с его передней поверхностью.
С учётом трудности обработки при сверлении конструкционных элементов из коррозионно-стойких сталей специалисты BEST-Крепёж рекомендуют использовать свёрла ELNAR DIN 1897 HSS-E D. Они изготовлены из быстрорежущей стали типа М35 (Р6М5К5), которая дополнительно легирована кобальтом. Кобальт, входящий в ее состав в качестве легирующего элемента, придаёт сверлу высокую красностойкость — способность не терять режущие свойства в процессе повышенного нагрева. Что особенной важно при сверлении вязких нержавеющих сталей.
Приглашаем читателей задавать свои вопросы, касающиеся свойств нержавеющих сталей и крепёжных изделий на сайте BEST-Крепёж в разделе Справочник.
Там же Вы может познакомиться с полными ответами технического отдела компании на Ваши вопросы.
Ваш нержавеющий партнер,
Компания BEST-Крепёж
