Das Aufkohlen ist eine Oberflächenwärmebehandlungsmethode zum Abschrecken und Tempern bei niedriger Temperatur, nachdem Aufkohlungsatome auf die Oberfläche von Stahlteilen expandiert wurden. Der Aufkohlungsprozess kann die Verschleißfestigkeit, Haltbarkeit, Zähigkeit und andere Eigenschaften von Stahl erheblich verbessern. Nach der Behandlung besteht der Kern der Teile aus kohlenstoffarmem Martensit mit ausreichender Festigkeit und Zähigkeit, und die Oberfläche besteht aus hartem und verschleißfestem gehärtetem Martensit und einer gewissen Menge an feiner Carbidstruktur. Wir nennen die Stahlherstellung karburierte Teile karburierten Stahl.
Einige Bauteile wie das Getriebe eines Kraftfahrzeugs, der Verbrennungsmotor und die Kolbenbolzen von CAM usw. wurden unter intensiven Schlag- und Abriebbedingungen für diese Teile mit hoher Oberflächenhärte und Verschleißfestigkeit hergestellt, und der Kern weist eine höhere Festigkeit und Zähigkeit auf Das Zentrum der Teile ist eine Abschreckorganisation aus kohlenstoffarmem Stahl, um die hohe Zähigkeit und ausreichende Festigkeit zu gewährleisten, während die Oberfläche (in einer bestimmten Tiefe) hoch ist Kohlenstoffgehalt (0.85% ~ 1.05%) und die hohe Härte nach dem Abschrecken (HRC> 60) bei guter Verschleißfestigkeit.
Der Kohlenstoffgehalt beim allgemeinen Aufkohlen ist sehr niedrig (0.15% ~ 0.25%), was sicherstellt, dass der Kern der Aufkohlungsteile eine gute Zähigkeit und Plastizität aufweist. Um die Festigkeit des Stahlkerns zu verbessern, kann dem Stahl eine bestimmte Menge an Legierungselementen wie Cr, Ni, Mn, Mo, W, Ti, B zugesetzt werden. Unter diesen können Cr, Mn, Ni und andere Legierungselemente die Härtbarkeit von Stahl erhöhen, so dass die Oberflächen- und Kernmikrostruktur nach dem Abschrecken und Anlassen bei niedriger Temperatur verstärkt wird. Eine kleine Menge von Mo, W, Ti und anderen karbidbildenden Elementen kann stabile Legierungskarbide bilden, die die Korngröße verfeinern und die Überhitzung von Stahlteilen während des Aufkohlens hemmen können. Eine Spurenmenge von B (0.001% ~ 0.004%) kann die Härtbarkeit von legiertem Aufkohlungsstahl stark erhöhen.
Legierungsaufkohlungsstähle können je nach Härtbarkeit oder Festigkeit in drei Typen eingeteilt werden:
Aufkohlungsstahl aus legiertem Legierungsstahl mit geringer Härtbarkeit
Dies ist ein niedrigfester Aufkohlungsstahl (Zugfestigkeit ≤ 800 MPa), wie z. B. 1330,1340,5115,5120,5140, XNUMX, XNUMX, XNUMX, XNUMX usw. Diese Stahlsorte weist eine geringe Härtbarkeit, eine geringe Festigkeit, aber eine geringe Zähigkeit nach dem Aufkohlen, Abschrecken und Anlassen bei niedriger Temperatur auf. Es wird hauptsächlich zur Herstellung von verschleißfesten Teilen mit geringer Kraft und geringen Festigkeitsanforderungen verwendet, wie Nockenwelle, Kolbenbolzen, Schieber, Ritzel eines Dieselmotors usw. Diese Art des Aufkohlens von Stahl, wenn das Kernkorn leicht zu verarbeiten ist wachsen, vor allem Manganstahl. Wenn die hohe Leistung erforderlich ist, wird häufig nach dem Aufkohlen ein sekundäres Abschrecken verwendet, dh nach dem Aufkohlen wird die erste Normalisierungsbehandlung durchgeführt, um das beim Aufkohlen gebildete Überhitzungsgewebe zu beseitigen, und anschließend wird erneut erwärmt und abgeschreckt.
Aufkohlungsstahl aus legierter Legierung mit mittlerer Härtbarkeit
Das heißt, mittelfester Aufkohlungsstahl (Zugfestigkeit = 800 ~ 1200 MPa) wie E4180, E3310 usw. mit einem Legierungselement von insgesamt etwa 4%. Das in Stahl zugesetzte Cr- und Mn-Element kann die Härtbarkeit und die mechanischen Eigenschaften (Zugfestigkeit =) wirksam verbessern 1000 ~ 1200 MPa), zur Herstellung von Verschleißteilen für die schwere und mittlere Last des großen Zahnrads, wie z. B. Automobil, Traktorgetriebe und Antriebsachsgetriebe, Getriebewelle, Kreuzstiftkopf, Keilwelle, Ventilsitz, CAM-Platte usw. Diese Art von Stahl ist aufgrund des Enthaltens von Ti, V, Mo und der Tendenz zum Aufkohlen von Austenitkorn gering. Die Selbstaufkohlungstemperatur wird vor dem Abkühlen auf etwa 870 ° C direkt abgeschreckt, und nach dem Tempern bei niedriger Temperatur weisen die Teile bessere mechanische Eigenschaften auf .
Hochhärtbarer legierender Aufkohlungsstahl
Das ist hochfester Aufkohlungsstahl (Zugfestigkeit> 1200MPa), wie z 4130-Handleusw. Der Gesamtgehalt an Legierungselementen beträgt weniger als 7.5%. Da mehr Cr- und Ni-Elemente vorhanden sind, kann die Härtbarkeit des Stahls erheblich verbessert werden. Insbesondere wenn mehr Ni zugesetzt wird, kann der Stahl eine gute Zähigkeit aufweisen und gleichzeitig die Festigkeit verbessern. Es kann als wichtiges großes Teil verwendet werden, das eine hohe Last und starken Verschleiß trägt, wie z. B. ein aktives Fahrwerk einer Diesellokomotive, eine Kurbelwelle eines Dieselmotors, eine Pleuelstange und eine Präzisionsschraube des Zylinderkopfs usw. Die C-Kurve ist nach rechts verschoben, so dass die Martensitstruktur durch Abkühlen an der Luft erhalten werden kann. Aufgrund des starken Abfalls der Martensitübergangstemperatur bleibt nach dem Abschrecken eine große Menge Restaustenit in der aufgekohlten Oberfläche zurück. Um das Restaustenitvolumen nach dem Abschrecken zu verringern, kann vor dem Abschrecken eine Hochtemperaturtemperierung verwendet werden, um das Carbid kugelförmig zu machen, oder nach dem Abschrecken kann eine Kältebehandlung angewendet werden.