Jika anda pernah berdiri di kedai mesin menonton penebuk tukul besi kosong menjadi bahagian pada kelajuan yang menyilaukan, atau melihat dadu mengisar ke bawah seketul keluli tanpa mengeluarkan peluh, anda mungkin tertanya-tanya: apakah yang menghalang alatan itu daripada retak atau haus di tengah-tengah kerja? Jawapannya hampir selalu dikaitkan dengan satu sifat utama keluli yang diperbuat daripadanya: keliatan. Sebagai pembekal keluli alat yang bercakap dengan ahli mesin, pembuat acuan dan pasukan penyelenggaraan setiap hari, saya boleh memberitahu anda bahawa ini bukanlah istilah metalurgi abstrak-ia adalah faktor buat atau pecah yang menukarkan sekerap keluli yang murah menjadi alat yang tahan berbulan-bulan, malah bertahun-tahun.
Mula-mula, mari kita pastikan ia nyata: keliatan dalam keluli alat tidak sama dengan keliatan yang anda gunakan untuk menggambarkan sofa yang lasak atau kuki yang keras. Dari segi kejuruteraan, ia adalah keupayaan bahan untuk menyerap tenaga sebelum ia patah, bukan? Lebih khusus lagi, ia merupakan gabungan dua sifat lain yang orang ramai bercampur sepanjang masa: kekuatan dan rintangan hentaman. Fikirkan dengan cara ini: keluli mungkin sangat kuat (sukar dibengkokkan atau meledingkan) tetapi rapuh, seperti ranting kering yang terputus jika anda menjatuhkannya. Itu bukan keluli alat keluli alat perlu dibengkokkan hanya sedikit di bawah tekanan, menyerap kejutan itu, dan tidak retak atau serpihan apabila berlaku masalah (seperti bahagian tersalah suap dalam akhbar atau lonjakan beban secara tiba-tiba dalam kilang).
Untuk mengetahui sebab itu penting, mari kita pecahkan pertukaran. Keluli alat mestilah cukup keras untuk memotong atau membentuk logam lain, bukan? Tetapi semakin sukar, semakin terdedah kepada fakta kimia mudah pecah. Sebagai contoh, keluli karbon tinggi menjadi keras apabila anda memadamkannya (menyejukkannya dengan sangat cepat selepas dipanaskan), tetapi penyejukan pantas itu menimbulkan tekanan dalaman. Tambahkan impak secara tiba-tiba, dan tekanan itu bertukar menjadi retakan yang merebak lebih cepat daripada yang anda boleh menekan butang berhenti kecemasan pada mesin. Keliatan adalah yang mengimbanginya: ia membolehkan keluli mengendalikan tekanan itu tanpa berkecai.
Sekarang, tidak semua keluli alat dicipta sama apabila ia datang kepada keliatan. Gred yang anda pilih bergantung pada pekerjaan yang dilakukannya, dan saya telah melihat terlalu banyak pasukan mengambil keluli yang salah dan berakhir dengan alatan yang rosak dan membuang masa pengeluaran. Mari kita bincangkan beberapa gred biasa yang saya uruskan setiap hari dan cara keliatannya sesuai dengan kes penggunaan dunia sebenar.
Pertama, keluli alat berkelajuan tinggi (HSS)-ini ialah kuda kerja untuk alat pemotong, mata gerudi dan kilang akhir yang berputar pada ribuan RPM. Jika anda memerlukan keluli yang kekal keras walaupun ia panas (daripada semua logam pemotong geseran itu), HSS adalah tempat ia berada. Dua daripada gred HSS saya yang paling diminati ialahT1 Keluli Alat Berkelajuan TinggidanKeluli Alat Berkelajuan Tinggi M35. T1 ialah HSS "tujuan am" klasik- ia mempunyai keliatan padu, jadi ia mengendalikan hentaman sederhana tanpa retak, menjadikannya sempurna untuk pemesinan am keluli, aluminium, dan juga beberapa aloi yang dikeraskan. Ia bukan HSS yang paling sukar di luar sana, tetapi ia boleh dipercayai untuk 90% daripada kerja pemotongan yang dilakukan oleh pelanggan saya. Kemudian ada M35-yang ini ditambah kobalt tambahan, jadi ia mengekalkan kekerasan walaupun pada suhu yang lebih tinggi, dan keliatannya adalah satu peningkatan daripada T1. Itu menjadikan M35 sesuai untuk tugas pemotongan yang lebih sukar, seperti pemesinan keluli tahan karat atau aloi suhu tinggi, di mana haba dan kejutan adalah lebih tinggi. Saya telah meminta pelanggan menukar dari T1 ke M35 untuk kilang akhir mereka dan memotong kerosakan alat hampir 30%-itu bukan satu kemenangan kecil apabila masa henti menelan belanja anda beribu-ribu sejam.
Seterusnya, kami mempunyai keluli alat kerja sejuk, yang digunakan untuk acuan, penebuk dan alat pengosongan yang berfungsi pada suhu bilik (tiada haba tambahan daripada pemotongan di sini). Keluli ini terkenal dengan rintangan hausnya, tetapi keliatan berbeza-beza antara gred.Bar Keluli Alat D2adalah nama besar di sini-ia mempunyai banyak kromium, jadi ia sangat tahan haus, yang bermaksud ia boleh mengecap beribu-ribu bahagian tanpa haus. Tetapi inilah tangkapannya: D2 lebih rapuh daripada beberapa gred lain. Ia memerlukan rawatan haba yang berhati-hati (perlahan, malah menyejukkan) untuk mengekalkan keliatannya, kerana jika anda tergesa-gesa memadam, ia boleh retak pada pertengahan serangan. Saya sentiasa memberitahu pelanggan yang menggunakan D2 untuk pukulan kosong berat untuk memastikan rawatan haba mereka tidak melangkau pembajaan langkah pembajaan memanaskan semula keluli selepas pelindapkejutan untuk menghilangkan tekanan dalaman, yang meningkatkan keliatan tanpa kehilangan kekerasan yang terlalu banyak. Kemudian adaBar Keluli Alat A2, yang merupakan jalan tengah antara D2 dan sesuatu yang lebih ringan. A2 mempunyai kurang kromium daripada D2, jadi ia tidak begitu tahan haus, tetapi keliatannya jauh lebih baik. Itu menjadikannya sesuai untuk pekerjaan yang anda mendapat sedikit impakdanhaus, seperti membentuk acuan untuk kepingan logam yang lebih tebal. Saya mempunyai pelanggan yang menggunakan D2 untuk acuan pembentuk yang terus retak kerana ketebalan bahagian yang tidak rata-ditukar kepada A2, dan cetakan itu bertahan 2x lebih lama dengan sifar retak. Tiada jenaka.
Kemudian kami mempunyai keluli alat kerja panas, yang menangani masalah yang bertentangan: haba melampau daripada bekerja dengan logam cair atau penempaan panas. Yang paling popular di sini ialahPlat Keluli Alat H13-ia adalah pilihan untuk penempaan acuan, alat penyemperitan dan sisipan acuan untuk pengacuan suntikan plastik. H13 adalah mengenai keliatan suhu tinggi-apabila anda menekan bilet keluli merah panas ke dalam bentuk, alat itu bukan sahaja perlu mengendalikan hentaman besar itu tetapi juga menahan pelembutan daripada haba. Saya telah melihat mati H13 bertahan selama berpuluh-puluh ribu kitaran penempaan, walaupun apabila ia disejukkan dengan air di antara pukulan. Keliatan di sini ialah campuran kandungan aloinya (kromium, molibdenum, vanadium) dan rawatan haba yang betul, tetapi kuncinya ialah ia tidak menjadi rapuh apabila panas seperti keluli lain. Itulah sebabnya H13 ialah piawaian untuk mana-mana kerja yang haba dan impak berjalan seiring.
Sekarang, mari kita masuk ke dalam apa yang sebenarnya memberikan keluli alat keliatannya, kerana ia bukan sihir-ia adalah kimia dan struktur mikro. Jika anda mengambil sekeping keluli alat yang digilap dan melihatnya di bawah mikroskop, anda akan melihat butiran logam yang kecil, ditambah dengan zarah keras yang dipanggil karbida (diperbuat daripada logam dan karbon) bertaburan di seluruh kawasan. Saiz dan bentuk bijirin tersebut, dan bagaimana karbida disusun, membuat semua perbezaan untuk keliatan. Butiran yang lebih kecil bermakna lebih banyak sempadan bijian-sempadan itu menyerap tenaga, jadi jika retakan bermula, ia perlu melantun dan bukannya merebak terus. Itulah sebabnya keluli berbutir halus lebih keras daripada keluli berbutir kasar, semuanya sama. Karbida: jika ia terlalu besar dan tajam, ia bertindak seperti takuk kecil yang retak boleh bermula. Tetapi jika ia kecil, bulat dan sekata, ia meningkatkan rintangan haus tanpa membunuh keliatan. Tambahkan unsur pengaloian seperti molibdenum, vanadium atau nikel, dan anda mendapat keluli yang bukan sahaja keras tetapi juga mempunyai keseimbangan kekuatan dan rintangan hentaman yang betul untuk mengendalikan tekanan dunia sebenar.
Saya tidak dapat memberitahu anda berapa kali saya mempunyai pelanggan memanggil saya panik kerana alat mereka rosak, dan apabila kami menyelidikinya, sama ada mereka memilih gred yang salah (terlalu rapuh untuk kerja) atau rawatan haba mereka merosakkan keliatan. Sebagai contoh, saya mempunyai pembuat acuan yang menggunakan kilang akhir HSS murah untuk pemesinan aloi aluminium keras-mereka menggunakan gred termurah yang mereka dapati, iaitu kandungan aloi yang rendah, jadi ia keras tetapi sangat rapuh. Kilang akhir tersentak separuh jalan melalui kerja besar, menyebabkan mereka mengalami masa henti selama seminggu. Saya menukarnya kepada M35, menjelaskan keliatannya yang lebih tinggi, dan kini ia tidak mengalami kerosakan dalam tempoh enam bulan. Itulah jenis keliatan masalah yang diselesaikan.
Satu lagi perkara yang orang tidak cukup bercakap tentang: keliatan bukan hanya tentang keluli itu sendiri-ia tentang cara anda menggunakan alat itu. Keluli dengan keliatan yang hebat masih boleh pecah jika anda menjalankannya terlalu laju, membebankan mesin atau tidak melincirkannya dengan betul untuk mengurangkan geseran. Pelinciran mengurangkan haba dan tekanan pada alat, yang mengurangkan kemungkinan retak. Selain itu, reka bentuk alat yang betul (seperti tidak membuat pukulan terlalu nipis atau tajam) berjalan jauh-walaupun keluli tegar tidak dapat mengendalikan bahagian yang direka bentuk dengan buruk.
Oleh itu, apabila anda memilih keluli alat untuk kerja seterusnya, jangan hanya melihat pada kekerasan atau kos. Tanya diri anda: apakah bebannya? Berapa banyak kesan yang akan diambil oleh alat itu? Adakah ia akan menjadi panas atau sejuk? Di situlah datangnya keliatan. Jika anda memerlukan keluli untuk pemotongan berat pada suhu tinggi, H13 atau M35 adalah rakan anda. Jika anda memerlukan kerja sejuk, D2 untuk haus tinggi dengan rawatan haba yang teliti, A2 untuk keseimbangan haus dan impak. Jika anda tidak pasti, pukul saya. Sama ada anda memerlukan bar kecil untuk prototaip atau plat pukal untuk pengeluaran, saya boleh membantu anda memilih gred yang betul untuk mendapatkan keliatan yang anda perlukan tanpa berbelanja berlebihan.
Jika anda ingin mengetahui lebih lanjut tentang gred yang kami bawa atau bercakap melalui keperluan alat khusus anda, jangan ragu untuk menghubungi dan berhubung untuk perundingan pembelian.
Rujukan
- ASTM Antarabangsa. (2020). Kaedah Ujian Standard untuk Keliatan Patah Terikan Satah Bahan Logam (E399-20). West Conshohocken, PA: ASTM.
- Budinski, KG (2016). Bahan Kejuruteraan: Sifat dan Pemilihan (edisi ke-11). Pendidikan Pearson.
- Davis, JR (Ed.). (2000). Keluli Alat. ASM Antarabangsa.
- Thelning, KE (1983). Keluli dan Rawatan Habanya (edisi ke-2). Butterworth-Heinemann.
- Ashby, MF, & Jones, DRH (2012). Bahan Kejuruteraan 1: Pengenalan kepada Sifat, Aplikasi dan Reka Bentuk (edisi ke-4). Butterworth-Heinemann.
