นอร์มา PN-74/H-84032 เหล็กสปริง - ชนิด - เป็นมาตรฐานทางเทคนิคของโปแลนด์ปี 1974 ที่ระบุข้อกำหนดสำหรับ เหล็กสปริง ใช้ในการผลิตสปริงและชิ้นส่วนยืดหยุ่นอื่นๆ โดยมุ่งเน้นที่องค์ประกอบทางเคมี คุณสมบัติทางกล และเครื่องหมายของเหล็กเหล่านี้ เพื่อให้มั่นใจในคุณภาพและความทนทานที่เหมาะสม PN-74/H-84032 ถูกแทนที่โดย PN-EN 10089:2003และจากนั้นโดย PN-EN 10089:2005.
มาตรฐานปัจจุบันคือ PN-EN 10089:2005ซึ่งระบุข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับเหล็กสปริงรีดร้อนและเหล็กสปริงอบชุบความร้อน
มาตรฐาน PN-74/H-84032 – ขอบเขต
มาตรฐานที่กล่าวถึงนี้ครอบคลุมเหล็กสปริงซึ่งมีวัตถุประสงค์หลักในการผลิตชิ้นส่วนที่มีความยืดหยุ่นสูงและทนต่อความล้า เช่น สปริง สปริงบิด แท่งบิด และส่วนประกอบอื่นๆ ที่ใช้ในยานยนต์และเครื่องจักรอุตสาหกรรม
มาตรฐาน PN-74/H-84032 – องค์ประกอบทางเคมี
องค์ประกอบทางเคมีของเหล็กกล้าที่ระบุไว้ในมาตรฐานนั้น ประกอบด้วยคาร์บอนเป็นองค์ประกอบหลักที่ช่วยเพิ่มความแข็งแรง และสารเติมแต่งโลหะผสม เช่น:
- H - Chromช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความทนทานต่อการสึกหรอ
- S - ซิลิคอนเพิ่มความยืดหยุ่นและความแข็ง
- G - มังงะช่วยเพิ่มความทนทานและความแข็งแรง
- F - วานาเดียมซึ่งจะช่วยเพิ่มความต้านทานต่อความล้าและความทนทานของวัสดุ
ตัวเลขในชื่อผลิตภัณฑ์ (เช่น 50HS) แสดงถึง ปริมาณ คาร์บอน เฉลี่ย ในหน่วยร้อยละร้อย ซึ่งหมายความว่า 50HS มีคาร์บอนประมาณ 0,50%
คุณสมบัติเชิงกล
มาตรฐานดังกล่าวระบุคุณสมบัติทางกลของเหล็กที่ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดหลังการอบชุบความร้อนซึ่งรวมถึง:
- จุดคราก – ค่าความเค้นต่ำสุดที่ทำให้วัสดุเกิดการเสียรูปถาวร
- Wytrzymałoć na rozciónganie – แรงสูงสุดที่วัสดุสามารถทนได้ก่อนที่จะแตกหัก
- ทวาร์โดช – ระบุเป็นหน่วย HRC หรือ HB ซึ่งบ่งบอกถึงความต้านทานต่อการซึมผ่านของวัสดุ
- ความต้านทานต่อความล้า – พารามิเตอร์สำคัญสำหรับสปริงและแผ่นสปริงที่ต้องรับแรงกระทำซ้ำๆ
Obróbka cieplna
มาตรฐานนี้ระบุข้อกำหนดสำหรับการอบชุบด้วยความร้อนซึ่งรวมถึงการชุบแข็งและการอบคืนตัวเพื่อให้ได้คุณสมบัติที่เหมาะสมที่สุดระหว่างความแข็งและความยืดหยุ่นของเหล็ก กระบวนการนี้ประกอบด้วย:
- การแข็งตัว - การให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่กำหนด แล้วจึงทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็วในตัวกลางทำความเย็นที่เลือกอย่างเหมาะสม
- การปล่อยวาง - การนำเหล็กกล้าชุบแข็งมาให้ความร้อนอีกครั้งที่อุณหภูมิที่เหมาะสม เพื่อให้ได้คุณสมบัติทางกลตามที่ต้องการ
การรวมกันของกระบวนการชุบแข็งและการอบคืนตัวที่อุณหภูมิสูง เรียกว่าการชุบแข็งและการอบคืนตัว (quenching and tempering )
การกำหนดและการจำแนกประเภท เกรดเหล็กตามมาตรฐาน PN-74/H-84032
เหล็กกล้าแต่ละเกรดในมาตรฐาน PN-74/H-84032 จะมีการกำหนดรหัสเป็นตัวเลขและตัวอักษร โดยตัวเลขแสดงถึง ปริมาณ คาร์บอนและตัวอักษรเป็นสัญลักษณ์แทนธาตุผสมหลัก ตัวอย่างเช่น:
1. เหล็กสปริงคาร์บอน
เหล็กกล้าคาร์บอน มีลักษณะเด่นคือมี ปริมาณ คาร์บอน สูง ซึ่งทำให้มีความแข็งและความยืดหยุ่นที่ดีหลังจากผ่านการอบชุบความร้อนอย่างเหมาะสม แต่ไม่มีคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเท่าเหล็กกล้าไร้สนิม เหล็กกล้าคาร์บอนที่ไม่ได้รับการปกป้องอาจเกิดการกัดกร่อนอย่างสม่ำเสมอได้
- 65 – เหล็กสปริงที่มีปริมาณคาร์บอนประมาณ 0,65% ใช้ในการผลิตสปริงที่มีความแข็งแรงปานกลาง
- 75 – มีส่วนประกอบของคาร์บอนประมาณ 0,75% มีคุณสมบัติเด่นคือมีความแข็งและความทนทานสูง เหมาะสำหรับสปริงที่รับน้ำหนักมาก
- 85 – เหล็กสปริงที่มีปริมาณคาร์บอนสูง (ประมาณ 0,85%) ใช้ในชิ้นส่วนที่ต้องการความยืดหยุ่น ความแข็ง และความทนทานต่อการสึกหรอสูง
2. เหล็กสปริงที่ไม่ผสมโครเมียม
เหล็ก เหล่านี้ไม่ได้มีโครเมียมเป็นธาตุผสมหลัก และในเกรดเฉพาะนั้น ธาตุผสมที่สำคัญได้แก่แมงกานีสและซิลิคอน
แมงกานีส
- 65G – เหล็กสปริงแมงกานีสที่มีปริมาณแมงกานีสประมาณ 0,65% ถ่านหิน และเพิ่มเติม แมงกานีสทนต่อการสึกหรอ ใช้ในสปริงที่มีความยืดหยุ่นสูงและรับน้ำหนักแบบไดนามิกได้ดี
ซิลิคอน
เหล็กเหล่านี้มีซิลิคอนเป็นธาตุผสมหลัก ซึ่งส่งผลต่อคุณสมบัติทางด้านความยืดหยุ่นและพฤติกรรมของเหล็กในระหว่างการอบชุบความร้อน เป็นต้น
- 50S – เหล็กซิลิคอนที่มีคาร์บอน 0,50% ใช้ในชิ้นส่วนสปริงแบบง่าย
- 45S – เหล็กกล้าที่มีปริมาณคาร์บอนต่ำกว่าเล็กน้อย (0,45%) แข็งน้อยกว่า ยืดหยุ่นกว่า
- 40S2 – ประกอบด้วยคาร์บอนประมาณ 0,40% และซิลิคอน 2% มีความยืดหยุ่นสูง เหมาะสำหรับใช้ในสปริงที่มีน้ำหนักเบา
- 50S2 – ผลิตจากเหล็กกล้าที่มีคาร์บอน 0,50% และซิลิคอน 2% ทนทาน เหมาะสำหรับสปริงที่รับน้ำหนักปานกลาง
- 55S2 – เพิ่มปริมาณคาร์บอน (0,55%) ทำให้แข็งขึ้น ใช้ในสปริงรถยนต์และสปริงขด
- 60S2 – มีคาร์บอน 0,60% มีความแข็งสูงและทนต่อการสึกหรอ ใช้ในสปริงสำหรับรถยนต์ขนาดใหญ่
- 60S2A – เหล็กกล้าเกรด 60S2 ที่มีความบริสุทธิ์สูงขึ้น ใช้ในสปริงรถไฟและเครื่องจักรหนัก
แมงกานีส-ซิลิคอน
- 60SG – เหล็กสปริงที่มีส่วนผสมของ แมงกานีส i ซิลิคอนมีคาร์บอน 0,60% มีความยืดหยุ่นและทนทานต่อความล้าได้ดีมาก
3. เหล็กสปริงชุบโครเมียม
โครเมียมในฐานะสารเติมแต่งโลหะผสมนั้น ช่วยเพิ่มความสามารถในการชุบแข็งเป็นหลัก และมีผลต่อความแข็ง ความแข็งแรง และความต้านทานการสึกหรอ สิ่งสำคัญที่ควรจำไว้คือ การมีโครเมียมอยู่ในเหล็กสปริงผสมต่ำไม่ได้เป็นการรับประกันว่าเหล็กนั้นจะทนต่อการกัดกร่อนได้เทียบเท่ากับเหล็กกล้าไร้สนิม
แมงกานีส-ซิลิคอน-โครเมียม
- 60SGH – เหล็กสปริงที่มีส่วนผสมของ แมงกานีส, ซิลิคอน i โครมโดยมีปริมาณคาร์บอนประมาณ 0,60% ออกแบบมาสำหรับสปริงที่มีความแข็งแรงสูงและทนทานต่อความล้า
โครเมียม-แมงกานีส
- 50HG – เหล็กกล้าที่มีคาร์บอน 0,50% โดยมีส่วนผสมของ โครม i แมงกานีสมีคุณสมบัติเด่นคือมีความทนทานสูงมาก และใช้ในสปริงและขดลวดช่วงล่าง
โครเมียม-ซิลิคอน
- 50HS – ประกอบด้วยประมาณ 0,50% ถ่านหิน และอุปกรณ์เสริม โครม i ซิลิคอนใช้ในสปริงรับน้ำหนักมากและสปริงแผ่น
โครม-วาเนเดียม
- 50HF – ประกอบด้วยประมาณ 0,50% ถ่านหิน oraz Chrom i วานาเดียมธาตุวาเนเดียมมีอิทธิพลต่อโครงสร้างจุลภาคและคุณสมบัติความล้าของเหล็ก เหล็กเกรดนี้ใช้ในการผลิตสปริงรับน้ำหนักมาก เหล็กบิด และสปริงแผ่น เป็นต้น
เหล็กกล้าแต่ละเกรดในมาตรฐาน PN-74/H-84032 ได้รับการออกแบบมาสำหรับการใช้งานเฉพาะด้าน ตั้งแต่สปริงน้ำหนักเบาไปจนถึงสปริงรับน้ำหนักมากและเหล็กบิด สามารถดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับกลุ่มเหล็กทั้งหมดได้ที่ หน้า เหล็กโครงสร้างผสม – เหล็กสปริง
ใบสมัคร
เหล็กกล้าที่ระบุไว้ในมาตรฐาน PN-74/H-84032 ใช้ในการผลิต:
- สปริงรถยนต์และรางรถไฟ
- สปริงช่วงล่างในรถยนต์
- สปริงที่ใช้ในอุปกรณ์อุตสาหกรรม
- ชิ้นส่วนเชิงกลที่รับแรงกระทำแบบไดนามิกสูง
สำหรับชิ้นส่วนที่มีความยืดหยุ่น ไม่เพียงแต่ความแข็งแรงในสภาวะคงที่เท่านั้นที่สำคัญ แต่พฤติกรรมของวัสดุภายใต้การเปลี่ยนแปลงของภาระซ้ำๆ ก็มีความสำคัญเช่นกัน สภาพพื้นผิวการกัดกร่อนข้อบกพร่องบนพื้นผิว และการอบชุบความร้อน ที่ไม่เหมาะสม สามารถส่งผลต่อความทนทานของชิ้นส่วนที่ทำงานภายใต้ภาระแบบวัฏจักรได้
การเปลี่ยนแปลงและผลที่ตามมาของบรรทัดฐาน
ต่อมามาตรฐาน PN-74/H-84032 ได้ถูกแทนที่ด้วยมาตรฐานที่สอดคล้องกับระบบยุโรป รวมถึงPN-EN 10089:2005ซึ่งได้ปรับปรุงข้อกำหนดเกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมี คุณสมบัติทางกล และเงื่อนไขการส่งมอบทางเทคนิคของเหล็กสปริง นอกจากนี้ยังสามารถดูมาตรฐานอื่นๆ ที่พัฒนาขึ้นได้ในรายการมาตรฐานเหล็กPN, EN, ISO, DIN, ASTM, AISI และมาตรฐานเหล็กอื่นๆ