¿Cómo controlar el contenido de carbono superficial del acero cementado?

El contenido de carbono superficial y su gradiente de distribución de acero carburado las partes tienen un efecto importante en sus propiedades. El contenido de carbono superficial alto o bajo o la descarburación afectarán el fortalecimiento de la superficie de las piezas de acero cementado. En general, el proceso de carburación que incluye carburación → refrigeración por aire del horno → procesamiento mecánico → templado por calentamiento → limpieza → templado → rectificado, proceso de templado de recalentamiento de carburación para hacer que la superficie de la pieza de trabajo se descarburice ligeramente, los tratamientos de rectificado pueden eliminar la capa de descarburación y corregir la distorsión en el proceso de enfriamiento, puede mejorar efectivamente la precisión dimensional de los productos. Varios experimentos han demostrado que el contenido de carbono de la superficie de las piezas carburizadas puede determinar la profundidad de la capa de descarburación y verificar la necesidad de tolerancia de molienda.

Esquema de diseño de prueba

Material de carburación 20CrMnMoH, requisitos de concentración de carbono en la superficie 0.75% ~ 0.95%, profundidad de la capa de endurecimiento efectivo de carburación 1.8 ~ 2.4 mm, dureza de la superficie 56 ~ 62HRC. Debido a que la forma y la estructura de la pieza de acero de cementación no son convenientes para la detección de carbono en la superficie, la muestra con el horno debe usarse con un tamaño de 25 mm × 50 mm y la cantidad 6. Equipo de cementación para la línea de producción de hornos multipropósito de Ipsen QTF -27-ERM.

(1) Carburación.

Con la barra de acero de prueba del horno marcada no. 1-6, carburación después del enfriamiento por aire en el horno.

(2) Apagado secundario.

Después de carburar y enfriar por aire, las 4 ~ 6 barras de acero de prueba se recalientan y enfrían con la pieza de trabajo. El potencial de carbono de la atmósfera se establece en 0.18%, se calienta a 840 ℃ ± 10 ℃ durante 1h y el aceite Hofton K se apaga.

(3) Preparación de la muestra.

La muestra de carbono de superficie de 25 mm x 10 mm se hizo a partir del extremo de la varilla de prueba mediante un corte de línea, y se marcaron la superficie de prueba y la etiqueta 1 ~ 6.

(4) Detección de carbono superficial. Limpiar la muestra de carbono de la superficie; Mida la longitud original de la muestra con un micrómetro y regístrela; Cantidad de pulido de superficie 0.1 mm, medida y registrada la longitud; El contenido de carbono de la superficie se detectó mediante espectrómetro de lectura directa; Mida la longitud y el contenido de carbono una vez por pulido de 0.1 mm.

(5) Detección eficaz de la profundidad de la capa de endurecimiento. La profundidad de la capa endurecida se midió con el probador de dureza Vickers para la barra de prueba N ° 4 ~ N ° 6.

(6) Examen físico de piezas carburizadas. Se llevó a cabo el análisis de profundidad de la capa endurecida y metalográfico de las piezas cementadas.

Resultados de la prueba y análisis

Se trituraron 8 veces tres muestras y se midió su contenido de carbono superficial. La cantidad de molienda única, la cantidad de molienda acumulada y el contenido de carbono de la superficie correspondiente de cada varilla de prueba se registraron en detalle. Según los datos de la prueba, el contenido de carbono de la superficie de las barras probadas No. 1 ~ 3 está entre 0.8% ~ 0.85% después de la carburación y el enfriamiento por aire y la curva de distribución del contenido de carbono de la superficie disminuye suavemente cerca de la capa superficial. El rendimiento de sellado del horno multiusos y el efecto de protección de la atmósfera son mejores. Sin embargo, debido a que el ajuste del potencial de carbono de la atmósfera en el calentamiento secundario de las barras de prueba No 4-6 fue mucho más bajo que en la carburación, el contenido de carbono de la superficie se "redujo" significativamente en la superficie, y el contenido de carbono en la profundidad de 0.1 ~ 0.15 mm fue de 0.49% ~ 0.58%. Con un contenido de carbono superficial de 0.75% como límite, la profundidad de la capa de descarburación de la varilla de prueba es de aproximadamente 0.29 ~ 0.36 mm, y la tolerancia de molienda es de 0.3 ~ 0.4 mm según los requisitos del proceso. Por lo tanto, la dureza de la superficie y la resistencia al desgaste de las piezas cementadas se pueden garantizar después del esmerilado, y la profundidad de la capa endurecida después del esmerilado también puede cumplir con los requisitos finales del producto. Los resultados de la inspección de las piezas carburizadas después del rectificado se muestran en la siguiente tabla.

De acuerdo con los resultados de las pruebas de la barra de acero cementante y las piezas cementadas, podemos saber que la distribución uniforme del contenido de carbono en la superficie y el pulido apropiado después del enfriamiento por cementación pueden mejorar la dureza de la superficie y el rendimiento de resistencia al desgaste, así como la precisión dimensional.