Was ist aufgekohlter Stahl?
Der zur Herstellung von aufgekohlten Teilen verwendete Stahl wird als aufgekohlter Kohlenstoffstahl bezeichnet. Aufkohlen ist der Wärmebehandlungsprozess des Abschreckens nach Aufkohlen von Atomen auf die Oberfläche von Stahlteilen. Die Infiltration von Kohlenstoff kann die Verschleißfestigkeit, Haltbarkeit, Zähigkeit und andere Eigenschaften von Stahlteilen erheblich verbessern.
Aufgekohlener Kohlenstoffstahl wird im Allgemeinen nach dem Aufkohlen und anschließenden Abschrecken und Anlassen bei niedriger Temperatur hergestellt. Das Herzstück des Teils ist der kohlenstoffarme Martensit mit ausreichender Festigkeit und Zähigkeit. Die Oberfläche ist hart und verschleißfest, angelassener Martensit und eine bestimmte Menge feines Carbid Struktur. Einige Bauteile arbeiten unter starken Schlag- und Verschleißbedingungen, wie z. B. Getriebe an Kraftfahrzeugen und Traktoren, Nocken und Kolbenbolzen an Verbrennungsmotoren usw., die eine hohe Oberflächenhärte und Verschleißfestigkeit erfordern, während die Kernanforderungen eine höhere Festigkeit und Zähigkeit aufweisen. In dieser Zeit von kohlenstoffarmem Stahl durch Aufkohlen und Abschrecken und Tempern bei niedriger Temperatur ist das Zentrum der Teile eine Abschreckorganisation aus kohlenstoffarmem Stahl, um die hohe Zähigkeit und ausreichende Festigkeit zu gewährleisten, während die Oberfläche (in einer bestimmten Tiefe) mit hohem Kohlenstoffgehalt versehen ist Gehalt (0.85% ~ 1.05%), hohe Härte nach dem Abschrecken (HRC> 60) und gute Verschleißfestigkeit.
Die Chemie des aufgekohlten Stahls
Aufkohlter Kohlenstoffstahl ist im Allgemeinen kohlenstoffarmer Stahl (Kohlenstoffgehalt 0.15% ~ 0.25%), so dass die aufgekohlten Teile des Herzens eine gute Zähigkeit und Plastizität aufweisen.
Um die Festigkeit des Stahlkerns zu verbessern, kann dem Stahl eine bestimmte Anzahl von Legierungselementen zugesetzt werden, wie Cr, Ni, Mn, Mo, W, Ti, B usw. Cr, Mn, Ni und andere Legierungen erhöhen die Härtbarkeit von Stahl, so dass seine Oberflächenschicht und Herzstruktur nach dem Abschrecken und Tempern bei niedriger Temperatur verstärkt werden können. Außerdem kann eine kleine Menge Mo, W, Ti und andere Carbide stabile Legierungscarbide bilden, die das Korn verfeinern und verhindern die Überhitzung von Stahlteilen während des Aufkohlens. Eine kleine Menge B (0.001% ~ 0.004%) kann die Härtbarkeit von legierten Kohlenstoffstählen stark erhöhen.
Klassifizierung von karburierten Kohlenstoffstählen
Legierte karburierte Kohlenstoffstähle werden nach ihrer Härtbarkeit oder Festigkeit wie folgt klassifiziert:
CArburizing Stahl mit lHärtbarkeit
Dies ist kohlensäurehaltiger Kohlenstoffstahl mit geringer Festigkeit (Zugfestigkeit ≤ 800 MPa), wie z. B. 1018, 1056 usw. Diese Stähle weisen eine geringe Härtbarkeit, eine geringe Kernfestigkeit nach dem Aufkohlen, Abschrecken und Tempern bei niedriger Temperatur sowie eine schlechte Festigkeit und Zähigkeit auf, die hauptsächlich für verwendet werden Herstellung, verschleißfeste Teile mit geringen Beanspruchungen und geringen Festigkeitsanforderungen, wie Nockenwelle des Dieselmotors, Kolbenbolzen, Gleitblock, Ritzel und so weiter. Die Kernkörner solcher Stähle neigen dazu, beim Aufkohlen zu wachsen, insbesondere bei Manganstählen. Wenn eine hohe Leistung benötigt wird, kann das zweite Abschrecken nach dem Aufkohlen durchgeführt werden, dh nach dem Aufkohlen die erste Normalisierungsbehandlung, um die durch Aufkohlen und anschließendes Wiedererhitzen und Abschrecken gebildete überhitzte Struktur zu beseitigen.
Aufkohlungsstahl mit mittlerer Härtbarkeit
Dies ist mittelfester karburierter Kohlenstoffstahl (Zugfestigkeit = 800 ~ 1200 MPa), wie z. B. SAE 4120, 4140 usw. Sie enthalten etwa 4% Legierungselemente, hauptsächlich Cr und Mn, und verbessern wirksam die Härtbarkeit und die mechanischen Eigenschaften (Zugfestigkeit = 1000 ~ 1200 MPa), die zur Herstellung einer hohen Last mittlerer und kleiner Verschleißteile und einer mittleren Last eines Zahnrads mit großem Modul verwendet werden. Wie Automobil, Traktorgetriebe und Hinterachsgetriebe, Getriebewelle, Kreuzstiftkopf, Keilwellenhülse, Ventilsitz, CAM-Scheibe usw. Da es auch Ti, V und Mo enthält, ist die Wachstumstendenz von Austenitkörnern während des Aufkohlens gering und die Aufkohlungstemperatur kann zum direkten Abschrecken auf etwa 870ºC vorgekühlt werden, und nach dem Tempern bei niedriger Temperatur haben die Teile bessere mechanische Eigenschaften.
Aufkohlungsstahl mit hoher Härtbarkeit
Nämlich hochfester karburierter Kohlenstoffstahl (Zugfestigkeit> 1200 MPa) wie SAE 8620 und 8720, 9310 usw. Die Härtbarkeit von Stahl, insbesondere Ni, kann mit mehr Cr als 7.5% im gesamten Legierungselement erheblich verbessert werden, um verbessern Sie seine Festigkeit und gute Zähigkeit.
Diese Stähle können als wichtige Großteile für schwere Lasten und starken Verschleiß verwendet werden, z. B. aktive Fahrwerke für Diesellokomotiven, Kurbelwellen für Dieselmotoren, Pleuel und Präzisionsschrauben für Zylinderköpfe.
Das höhere Legierungselement bewirkt, dass sich die C-Kurve nach rechts bewegt und die Martensitstruktur sogar die Luftkühlung erhält. Die Martensit-Übergangstemperatur fällt ebenfalls stark ab, so dass die Aufkohlungsoberflächenschicht nach dem Abschrecken eine große Anzahl von Restaustenit zurückhält. Um das verbleibende Austenitvolumen nach dem Abschrecken zu verringern, kann das Carbid vor dem Abschrecken durch Tempern bei hohen Temperaturen kugelförmig gemacht oder kaltbehandelt werden.