Kulutusta kestävät teräkset on luotu kestämään kulutusta, jatkuvaa hankausta sekä iskuja. Kulutuskestävyyden lisäksi optimaalinen seostus antaa teräksille hyvän korroosiokestävyyden. Materiaalin vähäinen kuluminen ilmenee tuotteen käyttöiän pidentymisenä ja kustannussäästöinä.
Kovuuden ja iskunkestävyyden lisäksi kulutusta kestävän teräksen ominaisuuksiin kuuluvat erinomainen hitsattavuus ja vähäinen kylmähalkeilualttius. Terästen suuri lujuus takaa hyvän muotokestävyyden ja sitkeys suuren iskunkestävyyden haastavimmissakin olosuhteissa, kuten alhaisissa lämpötiloissa.
Teräslaatuja on saatavilla 300–600 Brinellin kovuuksissa ja 3–100 mm paksuuksissa. Kulutusta kestävät teräkset soveltuvat useisiin eri käyttötarkoituksiin, joissa ilmenee jatkuvaa hankausta ja iskuja:
- kuljetus- ja rouhintalaitteet
- maansiirto-, louhinta- ja kaivinkoneet
- materiaalikäsittely- ja murskausvarusteet
- maatalouskoneet ja -laitteet
Eri kulutusta kestävät teräkset eri käyttötarkoituksiin
HB400 -teräs on maailman yleisin kulutusta kestävä teräslaatu. Materiaalissa yhdistyy korkea kulutuksen kestävyys sekä hyvä kylmämuovattavuus ja hitsattavuus. HB400 -kulutusta kestävän teräksen käyttöikä on viisinkertainen perinteiseen rakenneteräkseen verrattuna.
HB450 -teräs on paras valinta silloin, kun vaaditaan korkeampaa kulutuksen kestävyyttä, muovattavuusmahdollisuuksia sekä vielä suhteellisen hyvää hitsattavuutta.
HB500 -teräs on muovattavaa ja hitsattavaa, mutta kestää kulutusta edellisiä laatuja paremmin.
HB600 -teräs sopii kohteisiin, joissa vaaditaan erityisen suurta kulutuksen kestävyyttä.
- Mitat
- Hitsaus
- Koneistus
- Särmäys
- Lisätietoja
Yleisimmät varastomittamme kulutuksen kestävissä teräksissä ovat:
| Laatu | Paksuus (mm) | Leveys x pituus (mm) |
|---|---|---|
| HB400 | 4–35 40–70 80–100 | 2500 x 6000 2500 x 8000 2500 x 6000 |
| HB450 | 6–35 40–60 | 2500 x 6000 2500 x 8000 |
| HB500 | 6–35 40–70 80–100 | 2500 x 6000 2500 x 8000 2000 x 6000 |
| HB600 | 8–20 | 2000 x 6000 |
Kulutusta kestävien terästen hitsattavuus on luokkansa parhainta ja teräksiä voidaankin hitsata useilla menetelmillä, joista suositelluimpia ovat MAG- ja puikkohitsaukset. Erinomaisiin hitsausominaisuuksiin vaikuttavat erityisesti kulutusta kestävien terästen alhainen hiiliekvivalentti ja vähäinen kylmähalkeilualttius. Hitsauksessa tulee kiinnittää huomiota kylmähalkeamien ehkäisemiseen ja hitsausliitoksen mekaanisiin ominaisuuksiin. Keskeistä on oikea työlämpötila sekä pintojen puhtaus.
Hitsausolosuhteet vaikuttavat ratkaisevasti hitsausliitosten ominaisuuksiin. Hitsauksen lämpövaikutukset eivät saisi heikentää teräksen ominaisuuksia siten, etteivät ne enää täyttäisi rakenteelle asetettuja vaatimuksia. On huolehdittava, että vaaditut mekaaniset ominaisuudet saavutetaan sekä hitsiaineessa että muutosvyöhykkeessä (HAZ).
Kylmähalkeilua tapahtuu, kun hitsi jäähtyy alle +150 °c lämpötilan. Hitsausliitoksen kylmähalkeilualttiuteen vaikuttavia tekijöitä ovat sekä perusaineen että hitsausaineen kemiallinen koostumus, hiiliekvivalentti, levyn paksuus, hitsausaineen vetypitoisuus, lämmöntuonti ja jäännösjännitys hitsausalueella.
Kylmähalkeilualttiutta voidaan arvioida teräksen kemiallisen seostuksen, erityisesti hiiliekvivalentin (CET), perusteella.
CET = C + (Mn+Mo)/10 + (Cr+Cu)/20 +Ni/40
Kulutusta kestävien terästen hiiliekvivalenttiarvot (%):
| Paksuus (mm) | ≤ 8 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| HB400 | 0.28 | 0.32 | 0.32 | 0.32 | 0.33 | 0.33 | 0.33 | 0.37 | 0.37 | 0.37 | 0.37 | 0.37 | 0.37 | 0.37 |
| HB450 | 0.30 | 0.35 | 0.35 | 0.35 | 0.35 | 0.35 | 0.35 | 0.41 | 0.41 | 0.41 | 0.41 | 0.41 | 0.41 | 0.41 |
| HB500 | 0.41 | 0.41 | 0.41 | 0.41 | 0.41 | 0.41 | 0.41 | 0.41 | 0.44 | 0.44 | 0.44 | 0.44 | 0.46 | 0.46 |
| HB600 | 0.54 | 0.54 | 0.54 | 0.54 | 0.54 | 0.54 | 0.54 | 0.54 | 0.54 | - | - | - | - | - |
Kulutusta kestäville teräksille on ominaista alhainen hiiliekvivalenttipitoisuus, joka takaa erinomaiset hitsausominaisuudet. Kylmähalkeilua voi tapahtua, mikäli hitsauksen aikana hitsausalueelle vapautuu vetyä. Halkeilun lisäksi vetyatomit aiheuttavat jännityksiä. Tehokkain tapa estää halkeilua on huolellinen esilämmitys, joka hidastaa hitsausalueen jäähtymistä ja vedyn muodostumista. Esilämmitys on tarpeellista hiiliekvivalenttiarvon ylittäessä 0,32 %. Vetyä voidaan vähentää puhdistamalla ja kuivaamalla pinnat. Oikealla hitsausjärjestyksellä voidaan puolestaan vähentää jäännösjännityksiä.
Kulutusta kestävien terästen esilämmityslämpötila (°c) MAG-hitsauksessa:
(lämmönsyöttö 1kJ/mm, vetypitoisuus 2ml/100g)
| Paksuus (mm) | ≤ 5 | ≤10 | ≤15 | ≤20 | ≤25 | ≤30 | ≤35 | ≤40 | ≤45 | ≤50 | ≤55 | ≤60 | ≤65 | ≤70 | >70 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| HB400 | - | - | - | - | 75 | 75 | 75 | 125 | 125 | 125 | 150 | 150 | 150 | 150 | 175 |
| HB450 | - | - | - | 75 | 75 | 125 | 125 | 150 | 150 | 175 | 175 | 175 | 175 | 175 | 175 |
| HB500 | - | 100 | 100 | 125 | 125 | 150 | 150 | 175 | 175 | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 |
| HB600 | 150 | 175 | 200 |
Kylmähalkeilua voidaan estää käyttämällä austeniittisia täyteaineita. Tällöin esilämmityksen tarve vähenee. Kylmähalkeiluriskin kannalta on otettava huomioon, että hitsiaineen vetypitoisuus on mahdollisimman matala. Ferriittisiä täyteaineita käytettäessä suositellaan MAG-hitsausta kohtuullisen alhaisen hitsin vetypitoisuuden takia.
Lämpötilan vaihtelu ja siihen käytetty aika voivat aiheuttaa muutoksia teräksen ominaisuuksissa etenkin muutosvyöhykkeellä (HAZ). Optimaalista jäähdytysaikaa kuvaa parametri t8/5, joka ilmaisee tarvittavan ajan, jossa lämpötila laskee 800 °c:sta 500 °c:een.
Liian nopea jäähtyminen johtaa liitoksen kovettumiseen, jolloin kylmähalkeilun riski kasvaa rasituksessa. Liian hidas jäähdytys puolestaan aiheuttaa sen, että hitsausaineen lujuusominaisuudet eivät enää vastaa perusaineen ominaisuuksia.
Kulutusta kestävien terästen jäähdytysajat:
| Jäähdytysaika t8/5 | |
|---|---|
| HB400, HB450 | 5-20 s |
| HB500 | 6-15 s |
| HB600 | 8-15 s |
HB400 ja HB500 -kulutusta kestävien terästen koneistuksessa suositellaan käytettäväksi HSS E -kierukkaporaa. Kardibipäällysteiset porat sopivat puolestaan HB500 ja HB600 -kulutusta kestäville teräksille.
Porattaessa värähtelyn määrä tulisi minimoida seuraavilla toimenpiteillä:
- kiinnittämällä työkappale mahdollisimman lähelle poraa
- sijoittamalla työkappale ja poranterä mahdollisimman lähelle laitteen runkoa
- käyttämällä lyhyttä poraa ja karaa
- jäähdytykseen suositellaan raskasta erikoisöljyä
- kartioupotuksessa tulisi käyttää erillistä teräohjainta ylimääräisen vaakatasoisen liikkeen välttämiseksi
Kulutusta kestävien terästen koneistuksen ohjearvot:
| Leikkausnopeus (m/min) | D = 6 mm Rpm / mm/R | D = 8 mm Rpm / mm/R | D = 10 mm Rpm / mm/R | D = 12 mm Rpm / mm/R |
|
|---|---|---|---|---|---|
| HB400 | 3–5 | 210/0,05 | 160/0,08 | 130/0,10 | 100/0,15 |
| HB450 | 3–5 | 210/0,05 | 160/0,08 | 130/0,10 | 100/0,15 |
| HB500 | 20–25 | 1300/0,05 | 1000/0,05 | 800/0,08 | 670/0,08 |
Kulutuksen kestävistä teräksistä parhaiten särmäykseen soveltuvat HB400- ja HB450 -teräslaadut.
Särmättäessä kulutuksen kestäviä teräksiä tulee huomioida suurempi tarvittava voima ja voimakkaampi takaisinjousto. Suurempaa voimaa tarvitaan voimakkaamman muodonmuutosvastuksen takia. Alatyökalun voitelu vähentää tarvittavaa särmäysvoimaa.
Särmäystyön laatuun vaikuttavat mm. reunojen jäysteettömyys, pinnan naarmuttomuus, työkalujen kunto sekä voitelu.
Kulutusta kestävien terästen minimisärmäyssäteet ja -vastinkappaleiden leveydet levyn paksuuteen (t) verrattuna:
| Paksuus (mm) | Särmäyssäde (mm) | Vastinkappale (mm) | |||
|---|---|---|---|---|---|
| I | II | I | II | ||
| HB400 | t ≤ 8 8 < t ≤ 20 t > 20 | 2,5 t 3 t 4,5 t | 3 t 4 t 5 t | 8,5 t 10 t 12 t | 10 t 10 t 12 t |
| HB450 | t ≤ 8 8 < t ≤ 15 t > 15 | 4 t 4,5 t 5 t | 4,5 t 5 t 6 t | 10 t 12 t 12 t | 12 t 12 t 14 t |
| HB500 | t ≤ 8 t > 8 | 5 t | 6 t | 12 t | 13 t |
I = taivutus poikittain valssaussuuntaan nähden
II = taivutus valssaussuuntaan
