Qu'est-ce que l'acier de carburation?

La carburation est une méthode de traitement thermique de surface de trempe et de revenu à basse température après l'expansion des atomes de carburation à la surface des pièces en acier. Le processus de carburation peut améliorer considérablement la résistance à l'usure, la durabilité, la ténacité et d'autres propriétés de l'acier. Après traitement, le noyau des pièces est en martensite à faible teneur en carbone avec une résistance et une ténacité suffisantes, et la surface est en martensite trempée dure et résistante à l'usure et une certaine quantité de structure en carbure fin. Nous appelons l'acier carburé pour les pièces carburées.

Certaines pièces structurelles telles que les engrenages de transmission automobile, le moteur à combustion interne et les axes de piston de CAM, etc., où sous des conditions d'impact et d'abrasion intenses, pour ces pièces avec une dureté de surface et une résistance à l'usure élevées, et le noyau aura une résistance et une ténacité plus élevées , qui peut être obtenu par l'acier à faible teneur en carbone après 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 (0.85% ~ 1.05%) et la dureté élevée après trempe (HRC> 60) avec une bonne résistance à l'usure.

La teneur en carbone de la carburation générale est très faible (0.15% ~ 0.25%), ce qui garantit que le noyau des pièces de carburation présente une bonne ténacité et une bonne plasticité. Afin d'améliorer la résistance du noyau d'acier, une certaine quantité d'éléments d'alliage tels que Cr, Ni, Mn, Mo, W, Ti, B peut être ajoutée à l'acier. Parmi eux, Cr, Mn, Ni et d'autres éléments d'alliage peuvent augmenter la trempabilité de l'acier, de sorte que la surface et la microstructure du noyau sont renforcées après trempe et revenu à basse température. Une petite quantité de Mo, W, Ti et d'autres éléments de formation de carbure peut former des carbures d'alliage stables, qui peuvent affiner la taille des grains et limiter la surchauffe des pièces en acier pendant la carburation. Une trace de B (0.001% ~ 0.004%) peut fortement augmenter la trempabilité de l'acier de carburation en alliage.

En fonction de leur trempabilité ou de leur résistance, les aciers alliés à cémentation peuvent être classés en trois types:

Acier de carburation en alliage à faible trempabilité

C'est de l'acier de cémentation à faible résistance (résistance à la traction ≤800MPa), tel que 1330,1340,5115,5120,5140, etc. Ce type d'acier a une faible trempabilité, une faible résistance mais une mauvaise ténacité après la cémentation, la trempe et le revenu à basse température. Il est principalement utilisé dans la fabrication de pièces résistantes à l'usure avec une faible force et des exigences de faible résistance, telles que l'arbre à cames, l'axe de piston, le curseur, le pignon de moteur diesel, etc. poussent, en particulier l'acier au manganèse. Si la haute performance est exigée, la trempe secondaire est souvent utilisée après la carburation, c'est-à-dire qu'après la carburation, le premier traitement de normalisation est effectué pour éliminer le tissu de surchauffe formé lors de la carburation, puis le réchauffage et la trempe.

Acier à carburation en alliage à durcissement moyen

C'est un acier cémentant à résistance moyenne (résistance à la traction = 800 ~ 1200MPa), tel que E4180, E3310, etc., avec un total d'élément en alliage d'environ 4%, l'élément Cr et Mn ajouté dans l'acier peut améliorer efficacement la trempabilité et les propriétés mécaniques (résistance à la traction = 1000 ~ 1200 Mpa), utilisées pour fabriquer des pièces d'usure pour la charge lourde et la charge moyenne du grand engrenage, telles que l'automobile, la transmission du tracteur et l'engrenage d'essieu moteur, l'arbre de transmission, la tête d'épingle croisée, l'arbre cannelé, le siège de soupape, la plaque CAM, etc. .Ce type d'acier en raison de la teneur en Ti, V, Mo, la tendance à la croissance des grains d'austénite carburants est faible, la température d'auto-carburation avant refroidissement à environ 870 ° C trempe directe, et après revenu à basse température, les pièces ont de meilleures propriétés mécaniques .

Acier de carburation en alliage à haute trempabilité

C'est de l'acier cémentant à haute résistance (résistance à la traction> 1200MPa), tel que Acier 4130, etc. La teneur totale en éléments d'alliage est inférieure à 7.5%. Comme il y a plus d'éléments Cr et Ni, la trempabilité de l'acier peut être grandement améliorée. Surtout quand plus de Ni est ajouté, l'acier peut avoir une bonne ténacité tout en améliorant la résistance. Il peut être utilisé comme de grandes pièces importantes portant une charge lourde et une forte usure, telles que les engrenages de traction actifs de la locomotive diesel, le vilebrequin du moteur diesel, la bielle et le boulon de précision de la culasse, etc. la courbe C est décalée vers la droite, de sorte que la structure martensitique peut être obtenue par refroidissement à l'air. Une grande quantité d'austénite résiduelle sera retenue dans la surface carburée après la trempe en raison de la forte baisse de la température de transition de la martensite. Afin de réduire le volume résiduel d'austénite après la trempe, un revenu à haute température peut être utilisé avant la trempe pour rendre le carbure sphéroïdisé, ou un traitement à froid peut être utilisé après la trempe.