¿Qué es el acero cementado?
El acero que se utiliza para fabricar piezas cementadas se denomina acero al carbono cementado. La carburación es el proceso de tratamiento térmico de temple después de carburar los átomos en la superficie de las piezas de acero. La infiltración de carbono puede mejorar significativamente la resistencia al desgaste, la durabilidad, la tenacidad y otras propiedades de las piezas de acero.
El acero al carbono carburado generalmente se somete a carburación y luego templado y revenido a baja temperatura, luego el corazón de la pieza es la martensita baja en carbono con suficiente resistencia y tenacidad, la superficie es dura y resistente al desgaste martensita templada y una cierta cantidad de carburo fino estructura. Algunas piezas estructurales funcionan en condiciones de fuerte impacto y desgaste, como engranajes de transmisión en automóviles y tractores, levas y pasadores de pistón en motores de combustión interna, etc., que necesitan una alta dureza superficial y resistencia al desgaste, mientras que los requisitos del núcleo tienen mayor resistencia y tenacidad. apropiado en este momento de acero con bajo contenido de carbono mediante cementación y temple y revenido a baja temperatura, el centro de las piezas es una organización de temple de acero con bajo contenido de carbono, para garantizar la alta tenacidad y resistencia suficiente, mientras que la superficie (a cierta profundidad) con alto contenido de carbono contenido (0.85% ~ 1.05%), la alta dureza después del enfriamiento (HRC> 60) y buena resistencia al desgaste.
La química del acero carburado
El acero al carbono carburado es generalmente acero con bajo contenido de carbono (contenido de carbono 0.15% ~ 0.25%), por lo que las partes carburadas del corazón tienen buena dureza y plasticidad.
Para mejorar la resistencia del núcleo de acero, se pueden agregar al acero una cierta cantidad de elementos de aleación, como Cr, Ni, Mn, Mo, W, Ti, B, etc. El Cr, Mn, Ni y otros La aleación aumenta la templabilidad del acero, de modo que su capa superficial y la estructura del corazón pueden fortalecerse después del temple y revenido a baja temperatura. Además, una pequeña cantidad de Mo, W, Ti y otros carburos pueden formar carburos de aleación estables, que refinan el grano. e inhiben el sobrecalentamiento de las piezas de acero durante la carburación. Una pequeña cantidad de B (0.001% ~ 0.004%) puede aumentar considerablemente la templabilidad de los aceros al carbono aleados.
Clasificación de aceros al carbono cementados
Los aceros al carbono aleados y carburizados se clasifican así según su templabilidad o resistencia:
Cacero arburizado con low templabilidad
Eso es acero al carbono cementado de baja resistencia (resistencia a la tracción ≤800MPa), como 1018, 1056, etc. Estos aceros tienen baja templabilidad, baja resistencia del núcleo después de la carburación, templado y revenido a baja temperatura, así como poca resistencia y tenacidad, utilizados principalmente para Fabricación, piezas resistentes al desgaste con bajo estrés y requisitos de baja resistencia, como el árbol de levas del motor diesel, el pasador del pistón, el bloque deslizante, el piñón, etc. Los granos del núcleo de tales aceros tienden a crecer cuando se carburizan, especialmente para los aceros al manganeso. Si se necesita un alto rendimiento, el segundo enfriamiento se puede realizar después de la carburación, es decir, después de la carburación, el primer tratamiento de normalización para eliminar la estructura sobrecalentada formada por carburación y luego recalentamiento y enfriamiento.
Acero carburante con templabilidad media
Eso es acero al carbono carburado de resistencia media (resistencia a la tracción = 800 ~ 1200MPa), como SAE 4120, 4140etc. Tienen alrededor del 4% de elementos de aleación, principalmente Cr y Mn, mejoran efectivamente la templabilidad y las propiedades mecánicas (resistencia a la tracción = 1000 ~ 1200MPa), utilizados para fabricar cargas pesadas de piezas de desgaste medianas y pequeñas y carga media de engranajes con módulo grande. Como automóvil, caja de cambios de tractor y engranaje de eje trasero, eje de engranaje, cabeza de pasador transversal, manguito de eje estriado, asiento de válvula, disco CAM, etc. Debido a que también contiene Ti, V y Mo, la tendencia de crecimiento de los granos de austenita es pequeña durante la carburación. , y la temperatura de carburación se puede enfriar previamente a aproximadamente 870 ° C para el temple directo, y después del revenido a baja temperatura, las piezas tienen mejores propiedades mecánicas.
Acero carburante con alta templabilidad
Es decir, acero al carbono cementado de alta resistencia (resistencia a la tracción> 1200MPa), como SAE 8620 y 8720, 9310, etc. La templabilidad del acero, especialmente el Ni, se puede mejorar mucho con más Cr del 7.5% en el elemento de aleación total, de modo que mejorar su fuerza y buena tenacidad.
Estos aceros se pueden utilizar como piezas importantes de gran tamaño para cargas pesadas y desgaste intenso, como engranajes de tracción activa para locomotoras diésel, cigüeñales para motores diésel, bielas y pernos de precisión para culatas.
El elemento de aleación superior hace que la curva C se mueva hacia la derecha y obtenga la estructura de Martensita incluso el enfriamiento del aire. La temperatura de transición de la martensita también desciende bruscamente, de modo que la capa superficial de cementación retendrá una gran cantidad de austenita residual después del enfriamiento. Para reducir el volumen residual de austenita después del temple, el carburo puede ser esferoidizado o tratado en frío antes del temple mediante revenido a altas temperaturas.