一.18CrNiMo7-6 je niskolegirani čelik visoke čvrstoće, posebno pogodan za proizvodnju zupčanika prijenosa i komponenti vratila kojima je potrebna visoka čvrstoća i visoka otpornost na habanje. Ova vrsta čelika se široko koristi u proizvodnji zupčanika za tračnice, uglavnom zbog svojih odličnih mehaničkih svojstava i karakteristika obrade. Prema EN 10084, 18CrNiMo7-6 ima odličan hemijski sastav i mehanička svojstva, što ga čini idealnim materijalom za proizvodnju šinskih zupčanika.
2. hemijski sastav
Hemijski sastav 18CrNiMo7-6 je u skladu sa EN 10084, kako slijedi:
Odabir i udio ovih hemijskih komponenti su kritični za performanse 18CrNiMo7-6. Kako ove komponente utiču na svojstva materijala i zašto su posebno važne za zupčanike šinskih vozova detaljno je objašnjeno u nastavku.
1. ugljik (C)
Ugljik je jedan od najvažnijih legirajućih elemenata u čeliku i ima značajan utjecaj na tvrdoću i čvrstoću čelika. Sadržaj ugljika 18CrNiMo7-6 je u rasponu od 0.15-0.21%, pružajući dobru tvrdoću i čvrstoću. Povećanje ugljika općenito povećava tvrdoću čelika, ali također može smanjiti njegovu plastičnost. Stoga je u 18CrNiMo7-6 sadržaj ugljika kontroliran u balansiranom rasponu kako bi se osiguralo održavanje dobre plastičnosti i žilavosti uz pružanje potrebne tvrdoće.
2.silicijum (Si)
Glavna uloga silicija je uklanjanje nečistoća u čeliku, dok istovremeno poboljšava čvrstoću i tvrdoću čelika. Sadržaj silicijuma 18CrNiMo7-6 ne prelazi 0,4%, što je dovoljno da se poboljša kapacitet deoksidacije čelika, ali ne utiče previše na plastičnost i svojstva obrade materijala. Prisustvo silicijuma doprinosi ukupnoj stabilnosti čelika.
3.mangan (Mn)
Mangan pomaže u poboljšanju tvrdoće i čvrstoće čelika i poboljšanju njegove obradivosti. Sadržaj mangana u 18CrNiMo7-6 je 0.5-0,9%, što pomaže u poboljšanju čvrstoće čelika dok istovremeno pokazuje dobru obradivost tokom obrade. Prisustvo mangana je veoma važno za poboljšanje otpornosti čelika na habanje i poboljšanje njegove nosivosti.
4.Fosfor (P) i sumpor (S)
Fosfor i sumpor se općenito smatraju štetnim nečistoćama u čeliku, a višak fosfora i sumpora će smanjiti žilavost i plastičnost čelika. Sadržaj fosfora i sumpora u 18CrNiMo7-6 je strogo kontrolisan u maksimalnom opsegu od 0.035%, osiguravajući da se žilavost i čvrstoća materijala ne utječu negativno.
5. hrom (Cr)
Krom je ključni element za poboljšanje otpornosti na habanje i tvrdoću čelika. Sadržaj hroma 18CrNiMo7-6 iznosi 1.5-1.8%, što pomaže u formiranju očvrslog sloja i poboljšava otpornost čelika na oksidaciju. Dodatak hroma čini da 18CrNiMo7-6 pokazuje odličnu otpornost na habanje u proizvodnji zupčanika, održavajući stabilne performanse čak i pod velikim opterećenjem i radnim okruženjima velike brzine.
6.molibden (Mo)
Uloga molibdena je da dodatno poboljša tvrdoću i otpornost na habanje čelika, te poboljša kaljivost čelika. Sadržaj molibdena u 18CrNiMo7-6 je 0.25-0.35%, a ovaj sadržaj pomaže u formiranju ujednačene distribucije tvrdoće tokom procesa kaljenja, osiguravajući stabilne performanse zupčanika pri velikim opterećenjima. .
7.nikl (Ni)
Dodatak nikla poboljšava žilavost i čvrstoću čelika. Sadržaj nikla u 18CrNiMo7-6 iznosi 1.4-1.7%, što čini materijal odličnu žilavost kada je podvrgnut udarnim opterećenjima, sprečavajući krhko lomljenje. Nikl takođe povećava otpornost čelika na habanje i udar. 8. Sadržaj nečistoća kisika (O2) i vodonika (H2) kontrolira se na vrlo niskom nivou, što pomaže u održavanju čistoće čelika i izbjegavanju pada performansi uzrokovanog nečistoćama. Sadržaj kisika i vodika ima određeni utjecaj na mehanička svojstva čelika, a manji sadržaj može smanjiti lomljivost čelika i poboljšati njegovu pouzdanost.
8.Sadržaj kiseonika (O2) i vodonika (H2)
nečistoće se kontrolira na vrlo niskom nivou, što pomaže u održavanju čistoće čelika i izbjegavanju pada performansi uzrokovanog nečistoćama. Sadržaj kisika i vodika ima određeni utjecaj na mehanička svojstva čelika, a manji sadržaj može smanjiti lomljivost čelika i poboljšati njegovu pouzdanost.
3.Mehanička svojstva
Prema EN 10084, 18CrNiMo7-6 ima sljedeća mehanička svojstva:
Vlačna čvrstoća: ne manje od 1080 MPa. Vlačna čvrstoća je maksimalno naprezanje koje materijal može izdržati u testu zatezanja i važan je indeks za procjenu čvrstoće materijala. Za zupčanike za šinske vozove, ova visoka čvrstoća osigurava da zupčanici mogu izdržati naprezanja u radnim okruženjima visokog opterećenja bez lomljenja ili deformacije.
Granica tečenja: 785 MPa. Granica tečenja je vrijednost naprezanja materijala na početku trajne deformacije, koja odražava granicu čvrstoće materijala. Visoka granica popuštanja pokazuje da materijal može zadržati svoj oblik i funkciju pod velikim opterećenjima, izbjegavajući degradaciju uslijed deformacije.
Izduženje (A5): ne manje od 8%. Izduženje je važan indeks za mjerenje plastičnosti materijala, koji pokazuje stepen istezanja materijala u testu zatezanja. Veće istezanje znači da se materijal može podvrgnuti umjerenim deformacijama bez krtog loma kada je izložen vanjskim silama, što je bitno za sigurnost upotrebe zupčanika.
Skupljanje presjeka (Z): ne manje od 35%. Skupljanje preseka odražava sposobnost plastične deformacije materijala, a veće skupljanje preseka ukazuje da materijal ima dobru žilavost i otpornost na udar. To je neophodno kako bi se izdržali udari i vibracije koje nastaju tokom rada željezničkih vozova.
Ova mehanička svojstva čine da 18CrNiMo7-6 pokazuje odlične performanse u radnim okruženjima sa velikim opterećenjem i velikom brzinom, te može ispuniti zahtjeve čvrstoće, žilavosti i otpornosti na habanje zupčanika šinskih vozova. Četvrto, zašto odabrati 18CrNiMo7-6 za željezničku opremu
4. zašto odabrati 18CrNiMo7-6 za željezničku opremu
1. Visoka čvrstoća i otpornost na habanje 18CrNiMo7-6 se široko koristi u proizvodnji zupčanika zbog svoje visoke čvrstoće i otpornosti na habanje. Njegovi glavni legirajući elementi kao što su krom, molibden i nikl, kroz odgovarajući proces termičke obrade (kao što je obrada karburizacijom), formiraju očvrsnut sloj na površini zupčanika, čime se značajno poboljšava površinska tvrdoća i otpornost na habanje zupčanika. . Prema ISO 6336, površine zupčanika visoke tvrdoće mogu efikasno smanjiti trenje i habanje i produžiti vijek trajanja zupčanika. Konkretno, obrada karburiziranja može formirati očvrsnuti sloj na površini zupčanika, a tvrdoća može doseći HRC 58-62, dok dio jezgre održava relativno nisku tvrdoću kako bi se osigurala njegova žilavost i nosivost. Ovaj ojačani sloj može efikasno odoleti habanju pri velikim opterećenjima i velikim brzinama, smanjiti trošenje zupčanika i učestalost zamjene i poboljšati radnu efikasnost.
2. Dobra otvrdljivost 18CrNiMo7-6 ima odličnu otvrdljivost, što znači da može održavati ujednačenu tvrdoću tokom procesa kaljenja. Ova karakteristika omogućava zupčaniku da održi stabilne performanse pod velikim opterećenjem. U skladu sa standardom ASTM A255, test otvrdnjavanja može procijeniti raspodjelu tvrdoće materijala na različitim dubinama, za 18CrNiMo7-6, njegova odlična otvrdljivost osigurava da se idealna tvrdoća može postići u rasponu debljina cijelog zupčanika, sprečavajući kvar zupčanika uzrokovan lokalnom neujednačenom tvrdoćom.
3. Visoka žilavost Visoka žilavost čini 18CrNiMo7-6 sposobnim da izdrži velika udarna opterećenja bez krtog loma. Prema ISO 148, ispitivanje žilavosti procjenjuje performanse materijala u testovima na udar. 18CrNiMo7-6 ima veliko istezanje i stopu skupljanja presjeka, što znači da može izdržati udare umjerene deformacije, bez lomljenja, što je posebno važno za zupčanik šinskih vozova u stvarnoj upotrebi da izdrži udar od kolosijeka i točkova .
4. Odlične performanse obrade 18CrNiMo7-6 nakon gašenja, iako je tvrdoća veća, ali su njegove performanse obrade i dalje dobre. Posebno u procesu mljevenja, obradivost materijala direktno utječe na točnost proizvodnje i konzistentnost zupčanika. Dobre performanse obrade mogu smanjiti otpad i poteškoće u procesu proizvodnje, osigurati visoku preciznost i stabilnost zupčanika, čime se poboljšava efikasnost proizvodnje.
5. Zahtjevi standardizacije 18CrNiMo7-6 su u skladu sa EN
Standard 10084 pruža proizvođačima jasna mjerila za kvalitet i performanse. Zahtjevi standardizacije osiguravaju stabilnost proizvodnog procesa i pomažu u održavanju konzistentnosti i pouzdanosti proizvoda. Ova standardizacija čini da 18CrNiMo7-6 ima visok stepen prepoznatljivosti i primjenjivosti u svijetu, te daje čvrstu garanciju za siguran i stabilan rad željezničkih vozova.