Qu'est-ce que l'acier carburé?
L'acier utilisé pour fabriquer les pièces carburées est appelé acier au carbone carburé. La carburation est le processus de traitement thermique de la trempe après la carburation des atomes à la surface des pièces en acier. L'infiltration de carbone peut améliorer considérablement la résistance à l'usure, la durabilité, la ténacité et d'autres propriétés des pièces en acier.
L'acier au carbone carburé est généralement après cémentation, puis trempe et revenu à basse température, puis le cœur de la pièce est la martensite à faible teneur en carbone avec une résistance et une ténacité suffisantes, la surface est dure et résistante à l'usure Martensite trempée et une certaine quantité de carbure fin structure. Certaines pièces structurelles fonctionnent dans des conditions d'impact et d'usure fortes, telles que les engrenages de transmission sur les automobiles et les tracteurs, les cames et les axes de piston sur les moteurs à combustion interne, etc., qui nécessitent une dureté de surface et une résistance à l'usure élevées, tandis que les exigences de base ont une résistance et une ténacité plus élevées, approprié à ce moment de l'acier à faible teneur en carbone par cémentation et trempe et revenu à basse température, le centre des pièces est une organisation de trempe en acier à faible teneur en carbone, pour assurer une ténacité élevée et une résistance suffisante, tandis que la surface (à une certaine profondeur) à haute teneur en carbone contenu (0.85% ~ 1.05%), la dureté élevée après trempe (HRC> 60) et une bonne résistance à l'usure.
La chimie de l'acier carburé
L'acier au carbone carburé est généralement un acier à faible teneur en carbone (teneur en carbone de 0.15% à 0.25%), de sorte que les parties carburées du cœur ont une bonne ténacité et une bonne plasticité.
Afin d'améliorer la résistance du noyau en acier, un certain nombre d'éléments d'alliage peuvent être ajoutés à l'acier, tels que Cr, Ni, Mn, Mo, W, Ti, B, etc. Le Cr, Mn, Ni et autres l'alliage augmente la trempabilité de l'acier, de sorte que sa couche de surface et sa structure cardiaque peuvent être renforcées après trempe et revenu à basse température.De plus, une petite quantité de Mo, W, Ti et d'autres carbures peut former des carbures d'alliage stables, qui affinent le grain et empêcher la surchauffe des pièces en acier pendant la carburation. Une petite quantité de B (0.001% ~ 0.004%) peut fortement augmenter la trempabilité des aciers au carbone alliés.
Classification des aciers au carbone cémentés
Les aciers alliés au carbone à carburation sont classés comme ceci selon leur trempabilité ou résistance:
Cacier à brûler avec low trempabilité
C'est de l'acier au carbone carburé à faible résistance (résistance à la traction ≤800MPa), tel que 1018, 1056, etc. fabrication, pièces résistantes à l'usure avec de faibles contraintes et faibles exigences de résistance, telles que l'arbre à cames du moteur diesel, l'axe de piston, le bloc coulissant, le pignon, etc. Les grains de noyau de ces aciers ont tendance à croître lorsqu'ils sont cémentés, en particulier pour les aciers au manganèse. Si des performances élevées sont nécessaires, la deuxième trempe peut être effectuée après la cémentation, c'est-à-dire après la cémentation, le premier traitement de normalisation pour éliminer la structure surchauffée formée par cémentation puis réchauffage et trempe.
Acier de carburation à trempabilité moyenne
C'est de l'acier au carbone carburé à résistance moyenne (résistance à la traction = 800 ~ 1200MPa), tel que SAE 4120, 4140etc. Ils ont environ 4% d'éléments d'alliage, principalement Cr et Mn, améliorent efficacement la trempabilité et les propriétés mécaniques (résistance à la traction = 1000 ~ 1200MPa), utilisés pour fabriquer une charge lourde de pièces d'usure moyennes et petites et une charge moyenne d'engrenages à grand module. Tels que l'automobile, la boîte de vitesses du tracteur et l'engrenage de l'essieu arrière, l'arbre de transmission, la tête de goupille transversale, le manchon d'arbre cannelé, le siège de soupape, le disque CAM, etc. et la température de cémentation peut être pré-refroidie à environ 870 ° C pour une trempe directe, et après revenu à basse température, les pièces ont de meilleures propriétés mécaniques.
Acier de carburation à haute trempabilité
À savoir l'acier au carbone carburé à haute résistance (résistance à la traction> 1200MPa), tel que SAE 8620 et, 8720, 9310 etc. La trempabilité de l'acier, en particulier du Ni, peut être grandement améliorée avec plus de Cr que 7.5% dans l'élément d'alliage total, de manière à améliorer sa résistance et sa bonne ténacité.
Ces aciers peuvent être utilisés comme pièces importantes pour les charges lourdes et l'usure lourde, comme les engrenages de traction active pour les locomotives diesel, les vilebrequins pour les moteurs diesel, les bielles et les boulons de précision pour les culasses.
L'élément d'alliage supérieur fait bouger la courbe C vers la droite et obtient la structure Martensite même le refroidissement par air. La température de transition de la martensite chute également fortement, de sorte que la couche superficielle de cémentation retiendra un grand nombre d'austénite résiduelle après la trempe. Afin de réduire le volume résiduel d'austénite après trempe, le carbure peut être sphéroïdisé ou traité à froid avant trempe par revenu à haute température.