Materiais
Materiais
A tabela abaixo apresenta os materiais mais comuns usados pela Smalley.
| Material | Espessura do material (in) | Resistência mínima à tração (psi) | Resistência ao cisalhamento (psi) | Temperatura de operação máxima recomendada4 (°F) | Módulo de elasticidade (psi) |
|---|---|---|---|---|---|
| Aço-carbono | |||||
| temperado em óleo SAE 1070 - 1090 | .006 - .014 | 269,000 | 153,000 | 250 | 30 X 106 |
| .0141 - .021 | 255,000 | 145,000 | |||
| .0211 - .043 | 221,000 | 126,000 | |||
| .0431+ | 211,000 | 120,000 | |||
| Trefilado SAE 1060 - 1075 | .006 - .030 | 230,000 | 130,000 | ||
| .0301 - .110 | 181,000 | 103,000 | |||
| .1101 - .220 | 156,000 | 89,000 | |||
| 302 Aço inoxidável | |||||
| AMS-5866 | .002 - .022 | 210,000 | 119,000 | 400 | 28 X 106 |
| .0221 - .047 | 200,000 | 114,000 | |||
| .0471 - .062 | 185,000 | 105,000 | |||
| .0621 - .074 | 175,000 | 100,000 | |||
| .0741 - .089 | 165,000 | 94,000 | |||
| .0891+ | 155,000 | 88,000 | |||
| 316 Aço inoxidável | |||||
| ASTM A3131 | .002 - .023 | 195,000 | 111,000 | 400 | 28 X 106 |
| .0231 - .048 | 190,000 | 108,000 | |||
| .0481 - .061 | 175,000 | 99,000 | |||
| .0611+ | 170,000 | 97,000 | |||
| 17-7 PH Aço inoxidável | |||||
| Condição CH900 AMS-5529 | 240,0002 | 137,0002 | 650 | 29.5 X 106 | |
| A-286 | |||||
| AMS-5810 | 180,0002 | 105,0002 | 1000 | 31 X 106 | |
| INCONEL5 Liga X-750 | |||||
| Têmpera de mola AMS-56993 | 220,0002 | 125,0002 | 700 | 31 X 106 | |
| NO. 1 Têmpera "Rc 35 Máximo" AMS-56991,3 | 136,000 REF | 77,000 | 700 | ||
| NO. 1 Têmpera AMS-5698 | 155,0002 | 88,0002 | 1000 | ||
| INCONEL5 Liga 718 | |||||
| AMS-55961 | 180,0002 | 102,0002 | 1300 | 29.6 X 106 | |
| ELGILOY5 | |||||
| AMS-58761,3 | ≤ .004 | 300,0002 | 171,0002 | 800 | 30 X 106 |
| .0041 - .019 | 290,0002 | 165,0002 | |||
| .0191 - .025 | 280,0002 | 159,0002 | |||
| .0251 - .100 | 270,0002 | 154,0002 | |||
| Berílio-cobre | |||||
| Têmpera TH02 ASTM B1971 | 185,0002 | 128,0002 | 400 | 18.5 X 106 | |
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NOTA: Materiais adicionais disponíveis incluem Bronze de fósforo, C-276, 410 Aço inoxidável, MONEL5 K-500, MONEL5 K-400, Waspaloy e outros. Para mais detalhes, entre em contato com o Departamento de Engenharia da Smalley. 1 Citado apenas para composição química. |
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Standard Materials
TIPOS DE MATERIAL
A seleção de um material apropriado para a aplicação requer um conhecimento geral sobre o que há disponível no mercado para utilização em produtos de arame plano da Smalley. Especificar o material correto pode evitar custos adicionais e falhas na operação. O aço-carbono é o material especificado mais comumente. O aço inoxidável, embora mais caro do que o aço-carbono, fornece uma resistência à corrosão muito maior e possui limites mais altos de temperaturas de operação.
As molas onduladas e os anéis de retenção Spirolox da Smalley estão disponíveis em aço-carbono e aço inoxidável. Temos em estoque molas onduladas tanto em aço-carbono quanto em aço inoxidável 17-7. Os anéis de retenção Spirolox estão em estoque em aço-carbono e aço inoxidável 302 &e 316. Outras ligas (link para a página do Materiais especiais) e acabamentos (link para a página dos Materiais de acabamento) estão prontamente disponíveis para produção.
AÇO-CARBONO
TEMPERADO EM ÓLEO
O aço SAE 1070-1090 temperado com alto teor de carbono é um material padronizado para os anéis de retenção espirais e as molas onduladas. A resistência à tração e a resistência à deformação são maximizadas como resultado da estrutura martensítica temperada em óleo.
TREFILAÇÃO
O aço carbono SAE 1060-1075 trefilado a frio com alto teor de carbono é um material padrão para os anéis de retenção. O aço-carbono trefilado a frio não tem escalas pois recebe sua resistência do processo de trefilação.
Em ambos os tipos de têmpera, o aço-carbono é mais adequado em aplicações que possuem um ambiente protegido, pois sofre corrosão se não for lubrificado ou vedado atmosfericamente. Pode-se adicionar uma proteção corrosiva por meio de acabamentos personalizados. Os anéis e as molas são normalmente fornecidos com um acabamento de mergulho em óleo, o que fornece proteção durante a remessa e a armazenagem.
- O aço-carbono é altamente magnético e pode ter uma variedade de cores, incluindo azul, preto e cinza.
AÇO INOXIDÁVEL 302
O AÇO INOXIDÁVEL
302 é o aço inoxidável padrão para os anéis de retenção espirais. Esse material amplamente utilizado é especificado devido à sua combinação de resistência à corrosão e suas propriedades físicas. O aço inoxidável 302 obtém a condição temperada através de trabalho a frio. Embora seja categorizado como um aço inoxidável não magnético, o aço 302 se torna levemente magnético como resultado do trabalho a frio. Não é possível endurecê-lo através de tratamento térmico.
- O aço inoxidável 302 apresenta uma coloração cinza-prateado.
AÇO INOXIDÁVEL 316
Praticamente idêntico ao aço 302 em relação às suas propriedades físicas e à sua resistência térmica, o aço inoxidável 316 fornece resistência adicional à corrosão, especialmente contra pontos de ferrugem, por causa do molibdênio que contém. O aço 316 é geralmente empregado em aplicações relacionadas a alimentos, produtos químicos e navegação. O aço 316 apresenta menos magnetismo do que o aço 302. No entanto, igual ao aço 302, o magnetismo aumenta conforme o arame é trabalhado a frio. Essa classificação do aço inoxidável também não é endurecível através de tratamento térmico.
- O aço inoxidável 316 apresenta uma coloração cinza-prateado.
Saiba mais sobre os anéis de retenção de aço inoxidável aqui.
AÇO INOXIDÁVEL 17-7 PH CONDIÇÃO CH900
Similar ao aço inoxidável 302 em termos de resistência à corrosão, essa liga é utilizada quase que exclusivamente em molas onduladas, mas ainda oferece tanto tensão elevada quanto resistência à deformação para aplicações especiais de anéis. Em aplicações com fadiga ou alta tensão, o 17-7 PH tem um melhor desempenho do que o melhor dos aços-carbono.
As propriedades da mola são alcançadas através de endurecimento por precipitação da condição C para a condição CH900. Como resultado, o material pode ser submetido à uma temperatura de 650°F (343°C) sem perder as propriedades da mola. O aço 17-7 PH condição CH900 exibe um magnetismo similar ao aço com alto teor de carbono.
- Após o endurecimento por precipitação, o 17-7 apresenta uma cor azul, marrom ou prateada, o resultado do tratamento térmico ao ar livre, embora o tratamento térmico em atmosfera controlada apresente uma cor mais brilhante.
Materiais especiais
MAIS DE 40 MATERIAIS PERSONALIZADOS PARA MOLAS ONDULADAS E ANÉIS DE RETENÇÃO
TIPOS DE MATERIAIS
Além do aço-carbono e do aço inoxidável, a Smalley oferece uma variedade de materiais especiais atenderem a suas necessidade mesmo nas aplicações mais exclusivas. O processo de fabricação curvado pelo diâmetro da Smalley nos permite conformar outros materiais especiais que não estão listados abaixo. Alguns exemplos incluem o Hastelloy*, Waspaloy*, titânio e outros. Se tiver perguntas sobre outras requisitos de materiais específicos, entre em contato com o departamento de engenharia da Smalley para encontrar o material que melhor se encaixa à sua aplicação.
Os materiais a seguir estão em estoque e prontamente disponíveis para produção.
SUPER LIGAS:
INCONEL X-750*
Essa liga de níquel e cromo é comumente utilizada em temperaturas elevadas e ambientes corrosivos. Duas têmperas comumente especificadas de Inconel estão descritas abaixo.
Normalmente, o Inconel X-750 é tratado com uma precipitação térmica até a condição de uma mola temperada. Nesse estado, ela apresenta resistência à temperatura de até 700°F. A Associação Nacional de Engenheiros de Corrosão (National Association of Corrosion Engineers - NACE) aprova o uso desta têmpera rígida de acordo com a especificação MR-01-75 (RC50 máximo) para os anéis de retenção espirais e para as molas onduladas/de compressão.
Têmpera 1, requer um tratamento térmico mais longo, possui uma resistência menor à tração, mas fornece proteção a temperaturas de até 1.000°F.
Tanto a têmpera da mola quanto a têmpera 1 podem ser tratadas termicamente ao ar livre ou em um forno com atmosfera controlada. O tratamento térmico ao ar livre pode produzir oxidação, o que frequentemente resulta em um resíduo levemente preto. Um ambiente com atmosfera controlada elimina a oxidação e produz um componente que não apresenta resíduos.
- Os anéis e as molas fabricados com essa classificação de Inconel possuem a cor azul/cinza-prateado e não apresentam magnetismo.
LIGA A286
Em aplicações acima de 1.000°F, essa liga exibe propriedades similares ao Inconel X-750. A condição de têmpera da mola é obtida através de endurecimento por precipitação. A liga A286 pode ser tratada termicamente de forma similar à mola temperada e ao Inconel temperado 1.
- Esse material não apresenta magnetismo e possui uma cor azul/cinza-prateado.
ELGILOY*
Conhecido por sua excelente resistência aos ambientes corrosivos e utilização em temperaturas elevadas, esse material relativamente novo para molas, encontra-se agora prontamente disponível na Smalley. Comumente utilizado nas aplicações da indústria de petróleo, o Elgiloy apresenta uma confiabilidade melhorada em relação a outros materiais aprovados pelo NACE, devido à sua resistência à quebra sob tensão causada por sulfeto. Adicionalmente, diz-se que o Elgiloy tem um desempenho "mais de 600% melhor do que o PH 17-7 na retenção da carga a 650°F e fornece mais de 100% de ciclos adicionais (em resistência à fadiga) do que o aço-carbono, sem ruptura."
- O Elgiloy não apresenta magnetismo e tem a coloração azul-marrom devido ao tratamento térmico.
COBRES:
LIGA DE COBRE-BERÍLIO 25
Normalmente especificada para têmperas rígidas, essa liga produz propriedades excelentes para a mola devido à combinação de módulo de elasticidade baixo e alta resistência à tração. A liga obtém suas propriedades físicas através de endurecimento por precipitação. Em contraste às outras ligas de cobre, o cobre-berílio possui a força mais alta e uma resistência marcante à perda
das propriedades físicas em temperaturas elevadas.
- O cobre-berílio não é magnético. Sua condutividade elétrica é em torno de 2-4 vezes tão boa quanto à do bronze de fósforo
BRONZE DE FÓSFORO, CATEGORIA A
O bronze de fósforo oferece boas propriedades para a mola, boa condutividade elétrica e está classificado apenas uma posição abaixo do cobre-berílio em termos de desempenho. Ele é adquirido em uma condição de têmpera a mola para maximizar as características da mola.
- O bronze de fósforo pode ser endurecido apenas através de trabalho a frio. Esse material também não é magnético.
* Elgiloy é uma marca registrada da Combined Metals of Chicago. Inconel X-750 é uma marca registrada da Special Metals Corporation. Waspaloy é uma marca registrada da United Technology Corp. Hastelloy é uma marca registrada da Haynes International.
Acabamentos do material
FINISHES, PLATINGS, AND COATINGS FOR WAVE SPRINGS AND RETAINING RINGS
After selecting the appropriate material for your application, adding a finish, plating or coating may be necessary to meet your application requirements. These additional processes can improve the function, look, and performance of the part.
BLACK OXIDE
MIL-DTL-13924, Class 1This finish provides a flat black appearance that is generally used to alter cosmetic appearance instead of an improvement in corrosion resistance.
CADMIUM PLATING
Cadmium Plate, AMS-QQ-P-416, Class 2, Type I
Cadmium Plate w/Chromate Dip, AMS-QQ-P-416, Class 2, Type II
Cadmium plating is used on carbon steel to increase the corrosion resistance of the product. The process of cadmium plating spiral retaining rings is costly and subjects the ring to the possibility of hydrogen embrittlement. Smalley offers stainless steel as the preferable option to cadmium.
OIL DIP
This is the standard finish for all Smalley products produced from carbon steel. The oil provides resistance to corrosion in transport and normal storage. The oil dip finish should not be considered a permanent finish.
PASSIVATION
AMS 2700, Method 1, Type 2, Class 3
Passivation is an optional cleaning operation for stainless steel. It provides a bright finish and increased corrosion resistance. Passivation dissolves iron particles and other substances, which have become embedded in the surface of stainless steel during production. If not dissolved, these foreign particles could promote rusting, discoloration or even pitting.
The corrosion resistance of stainless steel is due to the thin, invisible oxide film that completely covers the surface of the ring and prevents further oxidation. Removing the contaminates prevents breaks in the oxide film for optimum corrosion resistance.
VAPOR DEGREASE / ULTRA SONIC CLEAN
This is the standard cleaning and finish for all products manufactured in stainless steel. The process removes oil and other organic compounds from the material surface by use of a degreasing solvent, which is forced between the turns of the part with ultrasonic waves.
A Smalley pode fornecer uma variedade de materiais de acabamento que estejam em conformidade com os requisitos da sua aplicação.
OXIDAÇÃO NEGRA
MIL-DTL-13924, Classe 1
Esse tipo fornece um acabamento preto. A oxidação negra é mais direcionada para a aparência cosmética do que para a resistência à corrosão.
BANHADO A CÁDMIO
Banhado a cádmio, AMS-QQ-P-416, Classe 2, Tipo I
Banhado a cádmio com mergulho em cromato, AMS-QQ-P-416, Classe 2, Tipo II
O banho de cádmio é utilizado no aço-carbono para aumentar a resistência à corrosão do produto. O processo de banho de cádmio nos anéis de retenção espirais é dispendioso e submete o anel à possibilidade da fragilização por hidrogênio. A Smalley oferece o aço inoxidável como uma melhor opção em vez do cádmio.
MERGULHO EM ÓLEO
Esse é o acabamento padrão para todos os produtos da Smalley feitos com aço-carbono. O óleo fornece resistência à corrosão no transporte e no armazenamento normal. O acabamento feito ao mergulhar no óleo não deve ser considerado um acabamento permanente.
PASSIVAÇÃO
AMS 2700, Método 1, Tipo 2, Classe 3
A passivação é uma operação opcional de limpeza para o aço inoxidável. Ela proporciona um acabamento brilhante e aumenta a resistência à corrosão. A passivação dissolve as partículas de ferro e de outras substâncias, que se incorporaram à superfície do aço inoxidável durante a produção. Se não forem dissolvidas, essas partículas estranhas podem levar à ferrugem, à descoloração ou até à corrosão.
A resistência à corrosão do aço inoxidável é devido ao filme de óxido fino e invisível que cobre completamente a superfície do anel e evita uma oxidação posterior. A remoção de contaminante evita rachaduras no filme de óxido para que resistência à corrosão ótima seja conseguida.
FOSFATO DE ZINCO
MIL-DTL-16232, Tipo Z, Classe 2
Esse acabamento é, às vezes, chamado de "fosfatização" e tem coloração cinza-negra. A resistência à corrosão do fosfato é superior à da oxidação negra, porém inferior ao banho de cádmio ou ao aço inoxidável. O fosfato não pode ser aplicado no aço inoxidável.
DESENGRAXAMENTO A VAPOR / LIMPEZA ULTRASSÔNICA
Esse é o método de limpeza e de acabamento padronizado para todos os aços inoxidáveis. O processo remove o óleo e outros componentes orgânicos da superfície do material através do uso de um solvente clorado. O solvente remove eficazmente o óleo e a graxa de forma da superfície exposta do anel ou da mola. A limpeza ultrassônica é usada para forçar o solvente a agir entre as voltas do anel.
REBARBAÇÃO VIBRATÓRIA / REBARBAÇÃO MANUAL
Embora todas as superfícies circunferenciais e bordas dos anéis Smalley sejam suaves, cantos afiados sempre estão presentes nas extremidades das folgas, resultantes da operação de corte. Para polir os cantos afiados e alcançar um acabamento de superfície suave, os anéis podem ser rebarbados de forma vibratória ou manual para atender a suas especificações.