การเทียบเกรดเหล็กเกียร์: GB, DIN, JIS, AISI และความเสี่ยงในการใช้แทน

ชื่อบทความ: การเทียบเกรดเหล็กสำหรับเฟือง: การแปลงระหว่างระบบ GB, DIN, JIS และ AISI พร้อมความเสี่ยงในการใช้แทนกัน

บล็อกมาร์กดาวน์ 1/1 — แปล:

เฟืองชิ้นเดียวกัน แบบDrawingจีนเขียน 20CrMnTi แบบDrawingลูกค้าเยอรมันเขียน 16MnCr5 หรือ 20MnCr5 แบบDrawingญี่ปุ่นเขียน SCM420 แบบDrawingอเมริกาเขียน 8620 — เกรดทั้งสี่นี้มีความหมายใกล้เคียงกัน แต่ไม่สามารถเทียบเท่ากันโดยตรงได้ การเทียบเกรดคือการนำเกรดเหล็กภายใต้ระบบมาตรฐานหนึ่ง มาจับคู่กับเกรดในอีกระบบหนึ่งที่มีความใกล้เคียงกันตามช่วงองค์ประกอบทางเคมีและข้อกำหนดความสามารถในการชุบแข็ง ซึ่งเป็นการจับคู่แบบประมาณเท่านั้น ส่วนการใช้งานแทน (การใช้เกรดอื่นทดแทนวัสดุที่ระบุในDrawing) จำเป็นต้องตรวจสอบเพิ่มเติมทั้งช่วงล่างและช่วงบนขององค์ประกอบ ข้อมูลการทดสอบปลายชุบ (Jominy) ข้อกำหนดสิ่งเจือปน และพารามิเตอร์การอบชุบด้วยความร้อน ด้านล่างนี้จะแจกแจงตารางเทียบสี่ระบบของเหล็กกล้าเฟืองสามประเภทที่ใช้ทั่วไป ได้แก่ เหล็กกล้าคาร์บูไรซิ่ง เหล็กกล้าชุบแข็งปรับสภาพ และเหล็กกล้าไนไตรดิ้ง รวมถึงช่วงสมบัติทางกลของเกรด GB และห้าข้อที่ต้องตรวจสอบก่อนการใช้งานแทน

1. ทำความเข้าใจคำจำกัดความของสามคำก่อน#

การเทียบเกรด: การจับคู่เกรดเหล็กภายใต้ระบบมาตรฐานหนึ่งไปยังเกรดที่ใกล้เคียงในอีกระบบหนึ่ง ตามช่วงองค์ประกอบทางเคมีและความสัมพันธ์ใกล้เคียงของสมบัติทางกล สิ่งที่ได้คือช่วงของตัวเลือก ไม่ใช่การอนุญาตให้เปลี่ยน

การใช้งานแทน (การทดแทนวัสดุ): Drawingลูกค้าระบุเกรดหนึ่ง แต่ผู้ผลิตใช้เกรดอื่นในการผลิต ขั้นตอนนี้ต้องยืนยันองค์ประกอบ ความสามารถในการชุบแข็ง ความบริสุทธิ์ และกระบวนการอบชุบด้วยความร้อนใหม่ และโดยทั่วไปต้องได้รับการยืนยันเป็นลายลักษณ์อักษรจากลูกค้า

ความสามารถในการชุบแข็ง: ความสามารถของเหล็กในการได้รับชั้นชุบแข็งลึกระดับหนึ่งเมื่อทำการชุบแข็ง วัดด้วยการทดสอบปลายชุบ (Jominy) ในประเทศดำเนินการตาม GB/T 225 เกรดสองชนิดที่มีชื่อเดียวกันหรือใกล้เคียงกันอาจมีเส้นโค้งความสามารถในการชุบแข็งที่แตกต่างกัน — นี่เป็นข้อที่เกิดปัญหาบ่อยในการใช้งานแทน

2. การเทียบสี่ระบบของเหล็กกล้าเฟืองคาร์บูไรซิ่ง#

ตำแหน่งที่ทำเครื่องหมาย「—」ในตารางหมายความว่าระบบนั้นไม่มีเกรดที่ใช้ทั่วไปที่สามารถเทียบได้โดยตรง ไม่ได้หมายความว่าไม่สามารถใช้เหล็กคาร์บูไรซิ่งของเยอรมนีทำเฟืองแบบเดียวกันได้ แต่ต้องผ่านขั้นตอนการตรวจสอบความสามารถในการชุบแข็งและองค์ประกอบ โดยได้รับการยืนยันจากทั้งสองฝ่ายก่อนจึงจะใช้แทนได้ ในทางกลับกัน เมื่อลูกค้าระบุเหล็กคาร์บูไรซิ่งมาตรฐานเยอรมันเช่น 16MnCr5, 20MnCr5 ผู้ผลิตก็ต้องดูก่อนว่าขนาดหน้าตัดและความลึกชั้นชุบแข็งที่ต้องการเป็นเท่าใด แล้วจึงตัดสินใจเลือกชนิดใด

3. การเทียบสี่ระบบของเหล็กกล้าเฟืองชุบแข็งปรับสภาพ#

ความสัมพันธ์การเทียบของเหล็กชุบแข็งปรับสภาพในส่วนนี้เป็นระเบียบมากกว่าเหล็กคาร์บูไรซิ่ง เพราะเหล็กชุบแข็งปรับสภาพที่มีโครเมียมและโมลิบดีนัมมีซีรีส์ที่สมบูรณ์ในทุกระบบ แต่ต้องระวัง: แม้ว่าการเทียบระหว่างเหล็ก 45 กับ C45 และ S45C เป็นเรื่องที่พบได้ทั่วไป แต่เหล็ก 45 เองมีความสามารถในการชุบแข็งจำกัด เมื่อหน้าตัดใหญ่ขึ้น ความแข็งที่ลดลงตามหน้าตัดจะชัดเจนกว่า 42CrMo การใช้เหล็ก 45 ชุบแข็งปรับสภาพกับชิ้นงานหน้าตัดขนาดใหญ่ต้องระมัดระวัง

4. การเทียบเหล็กกล้าเฟืองไนไตรดิ้ง#

เหล็กไนไตรดิ้งมีจำนวนเกรดน้อยในแต่ละระบบ พื้นที่ในการเลือกจึงน้อยกว่าเหล็กคาร์บูไรซิ่ง ข้อดีของการไนไตรดิ้งคือการเสียรูปน้อย ความแข็งผิวฟันสูง มักใช้กับชิ้นงานความแม่นยำสูงที่ไม่สะดวกในการเจียรฟันหลังอบชุบด้วยความร้อน ข้อเสียคือชั้นชุบแข็งบาง ไม่เหมาะกับสภาวะการรับแรงกระแทกรุนแรง

5. ช่วงสมบัติทางกลของเกรด GB ที่ใช้ทั่วไป#

ข้อมูลใช้สำหรับตัดสินระดับของเกรดอย่างรวดเร็ว ค่าตัวเลขที่เฉพาะเจาะจงให้ยึดตามใบรับรองคุณภาพของโรงงานเหล็กและการตรวจสอบซ้ำเมื่อรับเข้าเป็นหลัก

จากตารางนี้สามารถเห็นแนวทางได้หนึ่งเส้น: ความแข็งแรงของเหล็กคาร์บูไรซิ่งได้มาจากชั้นชุบแข็งที่ผิว โดยความแข็งแกนในถูกควบคุมไว้ที่ 30~45 HRC เพื่อรักษาความเหนียว ส่วนความแข็งแรงของเหล็กชุบแข็งปรับสภาพได้มาจากการชุบแข็งทั้งชิ้น โดยความแข็งอยู่ในช่วง 240~320 HB เกณฑ์ในการเลือกระหว่างสองแนวทางนี้คือความเค้นสัมผัสผิวฟันและความเค้นดัดโคนฟัน อันไหนตึงเครียดกว่ากัน ไม่ใช่ว่าเกรดไหนฟังดูสูงส่งกว่ากัน

6. ความแข็งเป็นหน่วยสากลสำหรับการเปรียบเทียบข้ามระบบ#

Drawingของต่างระบบอาจใช้ HRC, HB, HV ในการระบุแยกกัน เมื่อนำเฟืองชิ้นเดียวกันมาตรวจสอบรวมกันต้องแปลงหน่วย ระดับที่ใช้ทั่วไป (ค่าโดยประมาณ):

ระดับข้อกำหนดความแข็งที่พบทั่วไปของเฟือง:

ความสัมพันธ์การแปลงหน่วยใช้ได้เฉพาะในช่วงประมาณเท่านั้น: เมื่อ HRC ต่ำกว่า 20 ควรเปลี่ยนไปใช้สเกล HRB; เมื่อ HB ต่ำกว่า 450 สามารถประมาณ HRC กับ HB ได้โดยประมาณตาม HRC ≈ (HB − 200) / 10 บริเวณที่ความแข็งต่ำกว่า 20 HRC การวัดด้วยสเกลร็อกเวลล์ C จะมีค่าคลาดเคลื่อนสูง ในการตรวจรับควรตกลงสเกลที่ใช้วัด

7. ห้าข้อที่ต้องตรวจสอบก่อนการใช้งานแทน#

8. ประสบการณ์จากการปฏิบัติ#

ออเดอร์ส่งออกให้ถามลูกค้าก่อนว่าตรวจรับตามมาตรฐานใด Drawingเขียน 20CrMnTi แต่ลูกค้าอยู่เยอรมนีตรวจรับตามมาตรฐานเยอรมัน ปัญหามักไม่ใช่ว่าทำได้หรือไม่ แต่เป็นตรวจส่งมอบตามค่าอะไร การเพิ่มประโยคในข้อตกลงทางเทคนิคเกี่ยวกับหมายเลขมาตรฐานวัสดุและช่วงองค์ประกอบ ช่วยลดความยุ่งยากได้มากกว่าการโต้แย้งทีหลัง

ข้อมูลการทดสอบปลายชุบน่าเชื่อถือกว่าชื่อเกรด เกรดเดียวกันจากโรงงานเหล็กต่างกัน มีช่วงความกว้างของความสามารถในการชุบแข็งต่างกัน ชิ้นงานที่มีข้อกำหนดความสามารถในการชุบแข็ง ให้เขียนค่า J ลงในข้อกำหนดการจัดซื้อ และเทียบตอนตรวจรับเข้า จะมั่นใจกว่าดูแค่ชื่อเกรดบนใบรับรองคุณภาพ

เปลี่ยนวัสดุต้องเปลี่ยนพารามิเตอร์อบชุบด้วยความร้อนด้วย หลังใช้แทนแล้วแก้แค่หมายเหตุในDrawing แต่เรียกใช้กระบวนการคาร์บูไรซิ่งเดิม เป็นแหล่งที่มาของความผิดปกติแบบเป็นชุดที่พบได้บ่อยประเภทหนึ่ง — เมื่อปริมาณนิกเกิลเปลี่ยน ความลึกชั้นชุบแข็งที่ได้จากศักย์คาร์บอนและเวลาเดียวกันก็เปลี่ยนไปด้วย

รายงานผลการทดสอบต้องเขียนเกรด หมายเลขมาตรฐาน สภาวะอบชุบด้วยความร้อนให้ครบ ในการตรวจสินค้าส่งออก ถ้ารายงานเขียนแค่「เหล็กกล้าโลหะผสม HRC58」ลูกค้าไม่สามารถเทียบกับข้อกำหนดในDrawingของเขาได้ ถ้าเขียนครบสามอย่าง ห่วงโซ่การสืบย้อนจึงจะปิดครบ

จากเกรดวัสดุถึงเฟืองสำเร็จรูป ต้องผ่านด่านการผลิตและการตรวจสอบเฟืองทรงกระบอกความแม่นยำสูง , การกลึงและการกัดและการอบชุบด้วยความร้อนของชิ้นส่วนเพลาส่งกำลัง และงานตัดเฉือนความแม่นยำและกระบวนการเจียรฟันเฟือง ชิ้นส่วนซีรีส์มาตรฐาน (เช่น แร็ค) วัสดุถูกเขียนลงในรหัสโดยตรง: ใน GY-CSTGH-020-10-S ตำแหน่งวัสดุ C แทน S45C, M แทน SCM440 รหัสขนาด 020 คือโมดูล M2, 10 คือความยาว 1000mm หากมีDrawingที่ต้องการการประเมินทางวิศวกรรมตามวัสดุและการอบชุบด้วยความร้อน สามารถติดต่อเรา