Różnice między ASTM A193 Gr.B8M a ASTM A193 Gr.B8

Śruby z łbem oraz śruby dwustronne zgodne z normą ASTM A193 są powszechnie stosowane w przemyśle, zwłaszcza w aplikacjach wymagających odporności na wysokie temperatury, ciśnienie oraz korozję. Dwa popularne gatunki tej normy, ASTM A193 Gr.B8M oraz ASTM A193 Gr.B8, różnią się pod względem składu chemicznego, właściwości mechanicznych i zastosowań. W tym artykule szczegółowo omówimy te różnice, aby pomóc inżynierom, projektantom i użytkownikom w wyborze odpowiedniego materiału do ich projektów. Dla lepszej czytelności некоторые dane przedstawimy w formie tabeli.

Wprowadzenie do normy ASTM A193

Norma ASTM A193, wprowadzona w 1936 roku, określa wymagania dla śrub, śrub dwustronnych i prętów gwintowanych wykonanych ze stali stopowych i nierdzewnych, przeznaczonych do pracy w ekstremalnych warunkach, takich jak wysoka temperatura czy ciśnienie. Gatunki B8 i B8M należą do grupy stali nierdzewnych austenitycznych, które charakteryzują się dobrą odpornością na korozję i wysoką wytrzymałością. Różnice między nimi wynikają głównie z użytego stopu stali oraz obróbki cieplnej.

Skład chemiczny i materiał bazowy

ASTM A193 Gr.B8

• Materiał: Stal nierdzewna AISI 304.
• Skład chemiczny: Zawiera około 18% chromu (Cr) i 8% niklu (Ni), z niską zawartością węgla (maks. 0,08%). Nie zawiera molibdenu.
• Charakterystyka: Jest to austenityczna stal nierdzewna, która zapewnia dobrą odporność na korozję w środowiskach umiarkowanie agresywnych, takich jak woda słodka czy wilgotne powietrze.

ASTM A193 Gr.B8M

• Materiał: Stal nierdzewna AISI 316.
• Skład chemiczny: Zawiera 16-18% chromu, 10-14% niklu oraz 2-3% molibdenu (Mo), z niską zawartością węgla (maks. 0,08%).
• Charakterystyka: Dodatek molibdenu zwiększa odporność na korozję w środowiskach zawierających chlorki (np. woda morska) oraz korozję naprężeniową.

Tabela 1: Porównanie składu chemicznego

Obróbka cieplna i klasy wytrzymałości

Oba gatunki występują w dwóch klasach: Class 1 (Cl.1) i Class 2 (Cl.2), które różnią się procesem obróbki cieplnej i właściwościami mechanicznymi.

• Class 1: Śruby poddane obróbce roztworem węglików (solution annealing), co zapewnia dobrą plastyczność i odporność na korozję, ale niższą wytrzymałość.
• Class 2: Śruby dodatkowo utwardzane zgniotowo (strain-hardened), co zwiększa ich wytrzymałość na rozciąganie i granicę plastyczności, kosztem pewnej utraty plastyczności.

ASTM A193 Gr.B8

• Cl.1: Wyżarzane w roztworze, minimalna wytrzymałość na rozciąganie 75 ksi (517 MPa), granica plastyczności 30 ksi (207 MPa).
• Cl.2: Utwardzane zgniotowo, minimalna wytrzymałość na rozciąganie 100-125 ksi (690-862 MPa), granica plastyczności 65-100 ksi (448-690 MPa), w zależności od średnicy.

ASTM A193 Gr.B8M

• Cl.1: Wyżarzane w roztworze, minimalna wytrzymałość na rozciąganie 75 ksi (517 MPa), granica plastyczności 30 ksi (207 MPa).
• Cl.2: Utwardzane zgniotowo, minimalna wytrzymałość na rozciąganie 95-110 ksi (655-758 MPa), granica plastyczności 50-95 ksi (345-655 MPa), w zależności od średnicy.

Tabela 2: Porównanie właściwości mechanicznych

Odporność na korozję

• Gr.B8: Oferuje dobrą odporność na korozję w środowiskach o niskiej zawartości chlorków. Nie sprawdza się w kontakcie z wodą morską czy roztworami kwaśnymi.
• Gr.B8M: Dzięki zawartości molibdenu wykazuje wyższą odporność na korozję wżerową i szczelinową, szczególnie w środowiskach chlorkowych (np. przemysł morski, chemiczny).

Zastosowania

• Gr.B8: Stosowany w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym oraz w aplikacjach, gdzie wymagana jest odporność na korozję w łagodnych warunkach, np. zbiorniki ciśnieniowe, armatura.
• Gr.B8M: Preferowany w bardziej wymagających środowiskach, takich jak przemysł petrochemiczny, morski czy chemiczny, gdzie występuje narażenie na chlorki i wysokie temperatury.

Normy i zgodność

Oba gatunki spełniają要求 normy ASTM A193 i są zgodne z ASME B18.2.1 (śruby z łbem) oraz ASME B16.5 (śruby dwustronne do połączeń kołnierzowych). Wybór między nimi zależy od specyficznych wymagań projektu, takich jak środowisko pracy i obciążenia mechaniczne.

Podsumowanie

ASTM A193 Gr.B8 i Gr.B8M to gatunki stali nierdzewnej o podobnych właściwościach mechanicznych w klasie 1, ale różniące się składem chemicznym i odpornością na korozję. Gr.B8M, dzięki dodatkowi molibdenu, jest bardziej uniwersalny w agresywnych środowiskach, podczas gdy Gr.B8 sprawdza się w mniej wymagających zastosowaniach. Wybór odpowiedniego gatunku powinien być oparty na analizie warunków pracy i wymagań projektowych.