¿Qué es el acero de carburación?

La carburación es un método de tratamiento térmico superficial para templar y templar a baja temperatura después de expandir los átomos de carburación a la superficie de las piezas de acero. El proceso de carburación puede mejorar significativamente la resistencia al desgaste, la durabilidad, la tenacidad y otras propiedades del acero. Después del tratamiento, el núcleo de las piezas es martensita baja en carbono con suficiente resistencia y tenacidad, y la superficie es martensita templada dura y resistente al desgaste y una cierta cantidad de estructura de carburo fino. A las piezas de acero cementado las llamamos acero cementado.

Algunas partes estructurales, como el engranaje de transmisión de automóviles, el motor de combustión interna y los pasadores de pistón de CAM, etc., en condiciones de impacto y abrasión intensos, para estas partes con alta dureza superficial y resistencia al desgaste, y el núcleo tendrá mayor resistencia y tenacidad. , que se puede obtener con acero con bajo contenido de carbono después de carburación 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 una cierta profundidad) con alta contenido de carbono (0.85% ~ 1.05%) y alta dureza después del enfriamiento (HRC> 60) con buena resistencia al desgaste.

El contenido de carbono de la carburación general es muy bajo (0.15% ~ 0.25%), lo que garantiza que el núcleo de las piezas de carburación tenga buena dureza y plasticidad. Para mejorar la resistencia del núcleo de acero, se puede agregar al acero una cierta cantidad de elementos de aleación como Cr, Ni, Mn, Mo, W, Ti, B. Entre ellos, Cr, Mn, Ni y otros elementos de aleación pueden aumentar la templabilidad del acero, de modo que la superficie y la microestructura del núcleo se refuerzan después del temple y revenido a baja temperatura. Una pequeña cantidad de Mo, W, Ti y otros elementos formadores de carburo pueden formar carburos de aleación estables, que pueden refinar el tamaño de grano y restringir el sobrecalentamiento de las piezas de acero durante la carburación. Una pequeña cantidad de B (0.001% ~ 0.004%) puede aumentar considerablemente la templabilidad del acero de cementación de aleación.

Según su templabilidad o resistencia, los aceros de cementación aleados se pueden clasificar en tres tipos:

Acero de cementación de aleación de baja templabilidad

Es decir, acero de cementación de baja resistencia (resistencia a la tracción ≤800MPa), como 1330,1340,5115,5120,5140, etc. Este tipo de acero tiene baja templabilidad, baja resistencia pero poca tenacidad después de carburación, temple y revenido a baja temperatura. Se utiliza principalmente en la fabricación de piezas resistentes al desgaste con una fuerza pequeña y requisitos de baja resistencia, como árbol de levas, pasador de pistón, corredera, piñón de motor diesel, etc. Este tipo de cementación de acero cuando el grano del núcleo es fácil de crecer, especialmente el acero al manganeso. Si se requiere un alto rendimiento, el enfriamiento secundario se usa a menudo después de la carburación, es decir, después de la carburación, el primer tratamiento de normalización se realiza para eliminar el tejido sobrecalentado que se forma al carburar, y luego recalentar y enfriar.

Acero de cementación de aleación de templabilidad media

Es decir, acero de cementación de resistencia media (resistencia a la tracción = 800 ~ 1200MPa), como E4180, E3310, etc., con un total de elementos de aleación de aproximadamente 4%, el elemento Cr y Mn agregado al acero puede mejorar eficazmente la templabilidad y las propiedades mecánicas (resistencia a la tracción = 1000 ~ 1200 Mpa), utilizado para fabricar piezas de desgaste para la carga pesada y la carga media del engranaje grande, como el automóvil, la transmisión del tractor y el engranaje del eje motriz, el eje del engranaje, la cabeza del pasador transversal, el eje estriado, el asiento de la válvula, la placa CAM, etc. . Este tipo de acero debido a que contiene Ti, V, Mo, tendencia al crecimiento del grano de austenita de cementación es pequeña, temperatura de autocarburación preenfriamiento a aproximadamente 870 ° C templado directo, y después del templado a baja temperatura, las piezas tienen mejores propiedades mecánicas .

Acero de cementación de aleación de alta templabilidad

Eso es acero cementado de alta resistencia (resistencia a la tracción> 1200MPa), como Acero 4130, etc. El contenido total de elementos de aleación es inferior al 7.5%. Debido a que hay más elementos de Cr y Ni, la templabilidad del acero se puede mejorar en gran medida. Especialmente cuando se agrega más Ni, el acero puede tener una buena tenacidad mientras mejora la resistencia. Se puede utilizar como piezas grandes importantes que soportan cargas pesadas y un fuerte desgaste, como el engranaje de tracción activo de la locomotora diesel, el cigüeñal del motor diesel, la biela y el perno de precisión de la culata, etc. la curva C se desplaza hacia la derecha, por lo que la estructura de martensita se puede obtener enfriando con aire. Una gran cantidad de austenita residual quedará retenida en la superficie carburizada después del enfriamiento debido a la fuerte disminución de la temperatura de transición de la martensita. Con el fin de reducir el volumen de austenita residual después del enfriamiento, se puede usar un templado a alta temperatura antes del enfriamiento para hacer que el carburo se esferoide, o se puede usar un tratamiento en frío después del enfriamiento.