پیچ های فولادی ضد زنگ SUS304: ویژگی ها، درجه ها و راهنمای انتخاب

SUS304 به چه معناست و چرا برای پیچ ها اهمیت دارد

SUS304 نام استاندارد صنعتی ژاپن (JIS) برای درجه فولاد زنگ نزن آستنیتی است که در سطح بین المللی به عنوان AISI 304 یا EN 1.4301 شناخته می شود. این فولاد ضد زنگ به طور گسترده تولید شده در جهان است که تقریباً نیمی از تولید فولاد ضد زنگ جهانی را به خود اختصاص می دهد و اساس اکثر پیچ های فولادی ضد زنگ فروخته شده در سراسر آسیا، اروپا و آمریکای شمالی را تشکیل می دهد.

پیشوند "SUS" - مخفف عبارت Steel Use Stainless - روی بسته بندی بست و گواهی مواد از ژاپنی ها و بسیاری از تولید کنندگان آسیایی ظاهر می شود. هنگامی که یک پیچ به عنوان SUS304 علامت گذاری یا مشخص می شود، از نظر شیمیایی معادل فولاد ضد زنگ A2 تحت ISO 3506، استاندارد بین المللی برای خواص مکانیکی اتصال دهنده های ضد زنگ است. خریدارانی که از تولیدکنندگان چینی یا تایوانی منبع تهیه می‌کنند، اغلب با هر دو نامی که به جای یکدیگر در اسناد مشابه استفاده می‌شوند، مواجه می‌شوند.

ترکیب تعیین کننده SUS304 است 18% کروم و 8% نیکل - معمولاً در تجارت بست ها به عنوان "18-8 ضد زنگ" نامیده می شود. محتوای کروم یک لایه اکسید غیرفعال روی سطح ایجاد می کند که به ماده مقاومت در برابر خوردگی می دهد. نیکل ریزساختار آستنیتی را تثبیت می کند و چقرمگی و شکل پذیری را بهبود می بخشد. این ترکیب یک ماده اتصال دهنده تولید می کند که در حالت آنیل غیر مغناطیسی، قابل جوش و مقاوم در برابر طیف وسیعی از محیط های خورنده بدون پوشش سطح است.

خواص مکانیکی پیچ های فولادی ضد زنگ SUS304

پیچ های SUS304 تحت ISO 3506-1 (پیچ ها و پیچ ها) و ISO 3506-2 (مهره) مشخص شده اند، که طبقات خاصی را برای اتصال دهنده های ضد زنگ به طور مشابه با درجه های مقاومت مورد استفاده برای فولاد کربنی تعریف می کند. کلاس اموال مربوطه برای SUS304 است A2-70 برای شرایط استاندارد کار سخت و A2-80 برای انواع با استحکام بالاتر شکل سرد.

یک نکته کاربردی مهم: پیچ‌های SUS304 به‌طور قابل‌توجهی ضعیف‌تر از پیچ‌های فولاد کربنی هم‌اندازه هستند درجه 8.8 یا بالاتر یک پیچ فولاد کربنی 8.8 دارای حداقل استحکام کششی 800 مگاپاسکال است که با A2-80 قابل مقایسه است، اما بست های فولاد کربنی درجه 10.9 و 12.9 (به ترتیب 1040 مگاپاسکال و 1220 مگاپاسکال) بسیار فراتر از آن چیزی است که SUS304 می تواند به دست آورد. مهندسانی که پیچ‌های SUS304 را در کاربردهای سازه‌ای مشخص می‌کنند، باید بست‌ها را متناسب با آن اندازه بگیرند، یا در صورت نیاز به مقاومت در برابر خوردگی و استحکام بالاتر، نمرات ضد زنگ SUS316 یا دوبلکس را در نظر بگیرند.

مقاومت در برابر خوردگی: جایی که SUS304 کار می کند و در کجا کوتاه می آید

مقاومت در برابر خوردگی SUS304 نقطه فروش اصلی آن نسبت به اتصال دهنده های فولاد کربنی است، اما جهانی نیست. درک مکانیسم و ​​محدودیت های آن از خطاهای مشخصات پرهزینه جلوگیری می کند.

فیلم اکسید کروم غیرفعال در SUS304 هنگامی که در اثر خراش یا برش آسیب می بیند، به طور خود به خود اصلاح می شود - این خاصیت خود ترمیم شوندگی همان چیزی است که به فولاد ضد زنگ دوام آن را در محیط های جوی و خورنده خفیف می بخشد. پیچ های SUS304 در موارد زیر عملکرد خوبی دارند:

• محیط های سرپوشیده و سرپوشیده در فضای باز با رطوبت معمولی اتمسفر
• فرآوری مواد غذایی و تجهیزات آشپزخانه که در آن به بهداشت و مقاومت شیمیایی ملایم نیاز است
• کاربردهای تماس آب شیرین - تجهیزات تصفیه آب، اتصالات آبیاری، وسایل لوله کشی
• کاربردهای معماری و تزئینی که ظاهر سطح باید در طول زمان حفظ شود
• تجهیزات پزشکی و تجهیزات دارویی در محیط های غیر استریل

SUS304 آسیب‌پذیری‌های شناخته شده‌ای دارد که اغلب در مشخصات آن‌ها دست کم گرفته می‌شوند:

• خوردگی حفره ای و شکافی ناشی از کلرید: یون‌های کلرید لایه غیرفعال را به صورت موضعی تجزیه می‌کنند و باعث ایجاد حفره‌هایی می‌شوند که تا زمانی که نفوذ قابل توجه باشد نامرئی است. محیط های ساحلی، استخرهای شنا، قرار گرفتن در معرض نمک یخ زدایی، و مناطق پاشش آب دریا، همگی دارای غلظت کلرید هستند که می توانند اتصال دهنده های SUS304 را در عرض چند ماه دچار خوردگی کنند. SUS316 (SUS316L) با مولیبدن اضافه شده مشخصات صحیح این محیط ها است.
• خوردگی شکافی زیر سر بست: مناطق خالی از اکسیژن در زیر سر پیچ ها و در رابط های رزوه ای شرایطی را ایجاد می کنند که فیلم غیرفعال نمی تواند خود را حفظ کند. این متمایز از خوردگی عمومی است و می تواند SUS304 را حتی در محیط هایی که سطح در معرض تمیز باقی می ماند، تحت تاثیر قرار دهد.
• ایجاد حساسیت در حین جوشکاری: گرما در محدوده 425 تا 860 درجه سانتیگراد باعث بارش کاربید کروم در مرزهای دانه می شود و محتوای کروم محلی را کاهش می دهد و مناطق حساس به خوردگی ایجاد می کند. SUS304L (نوع کم کربن) این خطر را در مجموعه های جوش داده شده کاهش می دهد.
• محیط های اسیدی قوی و کاهش دهنده اسید: اسید کلریدریک و اسید سولفوریک رقیق به سرعت به SUS304 حمله می کنند. در مقابل، اسید نیتریک غلیظ به دلیل ماهیت اکسید کننده آن به خوبی مدیریت می شود.

انواع هد متداول و سیستم های محرک

پیچ های فولادی ضد زنگ SUS304 در طیف کاملی از پیکربندی های سر موجود در فولاد کربنی ساخته می شوند. انتخاب بستگی به الزامات برنامه برای منطقه گیره، سطح صاف، انتقال گشتاور و مقاومت در برابر دستکاری دارد:

• سر تابه: سر گنبدی شکل با سطح زیرین یاتاقان صاف. رایج ترین سر پیچ دستگاه همه منظوره. انتقال گشتاور خوب و سطح تحمل بزرگ نسبت به قطر سر.
• کانتر غرق شده (سر صاف): هد مخروطی 90 درجه که هنگام نصب در یک سوراخ فرو رفته، همسطح یا زیر سطح جفت گیری قرار می گیرد. ضروری است که سرهای بیرون زده تداخل ایجاد کنند یا خطر ایجاد کنند.
• سر دکمه (کم مشخصات): سر کم گنبد با ناحیه باربری گسترده و زیبایی تمیز. رایج در لوازم الکترونیکی مصرفی، سخت افزار مبلمان، و تعمیرات قابل مشاهده معماری.
• سر شش گوش (پیچ): سر شش وجهی استاندارد برای نصب آچار یا سوکت. در جاهایی استفاده می شود که گشتاور بالا مورد نیاز است یا جایی که دسترسی به ابزار مانع از درایور می شود.
• پیچ درپوش سر سوکت: سر استوانه ای با سوکت شش گوش داخلی. ظرفیت گشتاور بالا، مشخصات فشرده و تلورانس های ماشینکاری دقیق، این گزینه را در مونتاژ مهندسی و ماشین آلات ترجیح داده است.

انتخاب سیستم محرکه روی پیچ‌های SUS304 اهمیت بیشتری دارد زیرا فولاد ضد زنگ نرم‌تر از فولاد کربنی است - بادامک راننده تحت گشتاور بالا می‌تواند شکاف سر پیچ را قبل از اینکه بست به بار ثابت خود برسد، از بین ببرد. درایوهای فیلیپس به ویژه مستعد بیرون زدگی در حالت ضد زنگ هستند ; درایوهای Pozidriv، سوکت شش گوش و Torx (ستاره) انتقال گشتاور بهتری را ارائه می دهند و در محیط های مونتاژ تولید که در آن از ابزارهای برقی استفاده می شود ترجیح داده می شوند.

انواع نخ و استانداردهای پیچ

پیچ های SUS304 به شکل های متریک (ISO)، اینچ یکپارچه (UNC/UNF) و رزوه های خودکار تولید می شوند. نوع نخ مناسب بستگی به استاندارد منطقه ای محصول نهایی و مواد جفت گیری دارد:

• متریک درشت (سری ISO M): استاندارد جهانی برای پیچ ماشین. گام با قطر افزایش می یابد - M4×0.7، M5×0.8، M6×1.0، M8×1.25، M10×1.5، و غیره. گام درشت برای اکثر کاربردهای عمومی بست استاندارد است.
• جریمه متریک: کاهش گام نسبت به قطر. درگیری بیشتر رزوه در واحد طول، مقاومت بهتر در برابر شل شدن لرزش و کنترل گشتاور دقیق تر. رایج در ابزار دقیق و کاربردهای خودرو.
• پیچ های خودکار: انواع شکل دهنده یا برش نخ که نخ خود را در مواد جفت گیری ایجاد می کنند. پیچ های خودکار SUS304 به طور گسترده در ساخت ورق های فلزی، محفظه های الکترونیکی و محفظه های پلاستیکی استفاده می شود. سختی کاهش یافته SUS304 در مقایسه با فولاد کربنی، عملکرد خودکشی را در مواد پایه سخت‌تر محدود می‌کند - بررسی کنید که سختی پیچ با حاشیه کافی از سختی زیرلایه بیشتر است.
• پیچ های چوبی: پیچ‌های چوبی SUS304 با رزوه‌های درشت و تیز برای ساخت چوب بیرونی، عرشه و روکش‌هایی که مقاومت در برابر خوردگی لازم است و پیچ‌های فولاد کربنی چوب را با رگه‌های زنگ زدگی لکه‌دار می‌کنند، استاندارد هستند.

گالینگ: خطر خاص مونتاژ ضد زنگ

گالینگ - که به آن جوش سرد یا گیره رزوه نیز گفته می شود - یک حالت خرابی مخصوص اتصال دهنده های فولاد ضد زنگ است که به طور نامتناسبی توسط مهندسان و تیم های تدارکاتی که فقط با فولاد کربنی آشنا هستند مورد توجه قرار نمی گیرد. هنگامی که یک پیچ SUS304 به یک مهره SUS304 یا سوراخ ضربه زده می‌شود، لایه‌های اکسید غیرفعال روی دو سطح در اثر اصطکاک در هنگام مونتاژ مختل می‌شوند. بدون لایه، تماس لخت از ضد زنگ به ضد زنگ تحت فشار باعث جوشکاری میکرو در ناهنجاری‌ها، افزایش تدریجی گشتاور و در نهایت گرفتن غیرقابل جابجایی بست می‌شود - اغلب قبل از رسیدن به بار بستن کامل.

در سرعت‌های مونتاژ سریع (نصب ابزار برقی)، با رزوه‌های ریز و در بست‌های با قطر زیاد، خطر ضربه‌گیری بالاترین میزان است. اقدامات پیشگیرانه عبارتند از:

• روان کننده ضد صفرا: استفاده از یک لایه نازک از ترکیب ضد گیر مبتنی بر نیکل، خمیر دی سولفید مولیبدن یا روان کننده مبتنی بر PTFE بر روی رزوه قبل از مونتاژ، تماس فلز با فلز را کاهش می دهد و از تجزیه لایه اکسید جلوگیری می کند. این موثرترین اقدام متقابل منفرد است.
• نمرات متفاوت: جفت کردن یک پیچ SUS304 با یک مهره SUS316 (یا بالعکس) تمایل به جوش خوردن را کاهش می دهد زیرا ریزساختارهای متفاوت مکانیسم جوش سرد را مهار می کنند.
• کاهش سرعت نصب: درگیر شدن رزوه های دستی قبل از استفاده از ابزارهای برقی و محدود کردن سرعت ابزار برقی در حین سفت شدن نهایی، به طور قابل توجهی بروز سوزش را کاهش می دهد.
• کیفیت نخ: رزوه های به خوبی تمام شده با گام و گال صحیح تحمل فرم کمتر از نخ های زبر یا بزرگ. مشخص کردن اتصال دهنده ها به کلاس تحمل ISO 4759 6g/6H خطر را کاهش می دهد.

SUS304 در مقابل SUS316 در مقابل SUS410: انتخاب درجه مناسب ضد زنگ

SUS304 مشخصات صحیحی برای اکثر کاربردهای پیچ ضد زنگ است، اما دو درجه دیگر به طور مکرر با آن مواجه می شوند و مقایسه مستقیم را تضمین می کنند:

• SUS316 (ضد زنگ A4، 316/316L): 2 تا 3 درصد مولیبدن را به پایه 18-8 اضافه می کند و به طور قابل ملاحظه ای مقاومت در برابر حفره های کلرید و خوردگی شکاف را بهبود می بخشد. انتخاب صحیح برای محیط های دریایی، تاسیسات ساحلی، فرآوری های شیمیایی و کاربردهای صنایع غذایی که شامل مواد پاک کننده نمکی یا اسیدی است. حق بیمه هزینه بیش از SUS304 معمولاً 20-40٪ است.
• SUS410 (ضد زنگ مارتنزیتی): تقریباً 12٪ کروم بدون نیکل، قابل عملیات حرارتی تا سختی قابل توجهی بالاتر از درجه های آستنیتی. در مواردی که سختی و مقاومت در برابر سایش در اولویت هستند استفاده می شود - پیچ های خودکار، اتصال دهنده های رزوه ای، و کاربردهایی که به خواص مغناطیسی نیاز دارند. مقاومت در برابر خوردگی به طور قابل ملاحظه ای کمتر از SUS304 است. SUS410 در مواجهه با فضای باز بدون عملیات سطحی زنگ می زند.
• SUS304 پیش فرض باقی می ماند هنگامی که مقاومت در برابر خوردگی فراتر از فولاد کربن مورد نیاز است، اما قرار گرفتن در معرض کلرید یک نگرانی اصلی نیست، و زمانی که بودجه کاربردی حق بیمه SUS316 را توجیه نمی کند. این بهترین توازن هزینه، مقاومت در برابر خوردگی، شکل‌پذیری و در دسترس بودن را در وسیع‌ترین طیف انواع و اندازه‌های اتصال دهنده نشان می‌دهد.