Co je ocel ASTM A519 9840?
ASTM A519 je standardní specifikace pro bezešvé mechanické trubky z uhlíkové a legované oceli a 9840 je jednou ze tříd slitin definovaných v systému číslování AISI. Označení 9840 patří do rodiny 98xx, nikl-chrom-molybdenové řady. Ocel je dodávána jako bezešvá trubka pro mechanické aplikace, což znamená, že trubka je obráběna do hotových součástí spíše než jako tlakové potrubí. Díky kombinaci hluboké prokalitelnosti, pevnosti a houževnatosti je vhodný pro silně zatěžované strojní součásti.
Chemické složení
| Živel | Typický rozsah pro AISI 9840 |
|---|---|
| Carbon, C | 0,38 % až 0,43 % |
| Mangan, Mn | 0,75 % až 1,00 % |
| Nikl, Ni | 1,65 % až 2,00 % |
| Chrom, Cr | 0,70 % až 0,90 % |
| Molybden, Mo | 0,20 % až 0,30 % |
| Fosfor, P, maximum | 0.035% |
| Síra, S, maximum | 0.040% |
Proč na kombinaci slitin záleží
Nikl poskytuje houževnatost a prokalitelnost, chrom dodává prokalitelnost a odolnost proti opotřebení a molybden zvyšuje pevnost při pokojové i zvýšené teplotě a zároveň zlepšuje hloubku kalení. Společně tyto prvky umožňují kalení oceli v oleji přes velké průřezy, a proto je řada 98xx vybrána pro komponenty, které musí být pevné až do středu. Výsledkem je ocel s vynikající rovnováhou pevnosti, houževnatosti a odolnosti proti únavě po tepelném zpracování.
Cesty tepelného zpracování
Konečné vlastnosti závisí na tepelném zpracování. V kaleném a temperovaném stavu je trubka austenitizována, kalena v oleji a popouštěna na požadovaný rozsah tvrdosti, poskytující úrovně pevnosti v tahu od asi 900 MPa do více než 1100 MPa v závislosti na teplotě popouštění. Žíhaný stav se používá, když bude trubka nejprve silně obrobena a následně po opracování tepelně zpracována. Normalizace a temperování je třetí cesta používaná pro méně náročné požadavky.
| Stav | Typická pevnost v tahu | Typické použití |
|---|---|---|
| Žíhaný | Asi 700 až 850 MPa | Obráběcí zásoby |
| Kalené a temperované | 900 až 1100 MPa | Finální komponenty |
Mechanické vlastnosti
V kaleném a temperovaném stavu má ocel 9840 vysokou mez kluzu, dobrou tažnost a vynikající rázovou houževnatost. Přesné hodnoty závisí na velikosti profilu a popouštěcí teplotě a jsou ověřeny tahovou zkouškou reprezentativních vzorků. Tvrdost je běžně specifikována mezi asi 28 a 38 HRC pro všeobecné inženýrské služby.
Typické aplikace
Trubky 9840 se používají pro vysoce namáhané hřídele, nápravy, ozubená kola, pastorky, vřetena a další součásti strojů, které přenášejí vysoké ohybové a torzní zatížení. Automobilový a terénní průmysl jej používá pro díly hnacích ústrojí a ropný a plynárenský průmysl jej používá pro součásti a nástroje pro vrtání. Kvůli své hluboké prokalitelnosti je také vybírán pro díly s velkým průřezem, kde méně kalitelné oceli nemohou poskytovat jednotné vlastnosti.
FAQ
Co znamená označení 9840?
Řada 98xx označuje nikl-chrom-molybdenové oceli v systému číslování AISI a poslední dvě číslice, 40, označují nominální obsah uhlíku 0,40 procenta.
Je 9840 stejné jako 4340?
Obě jsou nikl-chrom-molybdenové oceli s podobnými aplikacemi, ale liší se složením. 9840 má vyšší obsah manganu a jinou rovnováhu niklu, chrómu a molybdenu než 4340, což mění prokalitelnost a mechanickou odezvu.
Lze hadičky 9840 použít pro tlakovou službu?
A519 je standard pro mechanické potrubí a není určen pro tlakové potrubí. Tlakové aplikace by měly používat vyhrazený tlakový standard s hydrostatickým testováním a nedestruktivním vyšetřením.
Jak se vyvíjí síla?
Pevnost je vyvinuta kalením a popouštěním. Kalení vytváří tvrdou martenzitickou strukturu a popouštění upravuje rovnováhu mezi pevností a houževnatostí na požadovanou úroveň.
Je ocel 9840 svařitelná?
Svařování je obtížné kvůli vysoké prokalitelnosti a obsahu uhlíku. Je-li požadováno svařování, je nezbytné předehřátí, řízené chlazení a tepelné zpracování po svařování a často jsou preferovány mechanicky upevněné sestavy nebo sestavy s přesahem.
Jaké velikosti jsou k dispozici?
Bezešvé mechanické trubky jsou k dispozici od asi 20 mm do více než 400 mm vnějšího průměru, s tloušťkou stěny od asi 3 mm do 50 mm. Délky jsou obvykle 4 m až 12 m.
