Come controllare il contenuto di carbonio superficiale dell'acciaio cementato?

Il contenuto di carbonio superficiale e il suo gradiente di distribuzione di acciaio cementato le parti hanno un effetto importante sulle sue proprietà. Un contenuto di carbonio superficiale alto o basso o la decarburazione influenzeranno il rinforzo superficiale delle parti in acciaio da cementazione. In generale, il processo di cementazione che include la cementazione → raffreddamento ad aria del forno → lavorazione meccanica → tempra a caldo → pulizia → tempra → rettifica, processo di tempra di riscaldo di cementazione per rendere la superficie del pezzo leggermente decarburata, i trattamenti di molatura possono rimuovere lo strato di decarburazione e correggere la distorsione in il processo di tempra, può migliorare efficacemente l'accuratezza dimensionale dei prodotti. Diversi esperimenti hanno dimostrato che il contenuto di carbonio superficiale delle parti cementate può determinare la profondità dello strato di decarburazione e verificare la necessità di una tolleranza di macinazione.

Schema di progettazione del test

Materiale di cementazione 20CrMnMoH, requisiti di concentrazione di carbonio superficiale 0.75% ~ 0.95%, profondità dello strato di indurimento effettiva di cementazione 1.8 ~ 2.4 mm, durezza superficiale 56 ~ 62 HRC. Poiché la forma e la struttura della parte in acciaio da cementazione non sono convenienti per il rilevamento del carbonio superficiale, il campione con il forno deve essere utilizzato con dimensioni 25 mm × 50 mm e la quantità 6. Attrezzatura di cementazione per la linea di produzione di forni multiuso Ipsen QTF -27-ERM.

(1) Cementazione.

Con la barra d'acciaio di prova del forno contrassegnata con il n. 1-6, cementazione dopo raffreddamento ad aria nel forno.

(2) Tempra secondaria.

Dopo la cementazione e il raffreddamento ad aria, le barre di acciaio di prova 4 ~ 6 vengono riscaldate e temprate con il pezzo in lavorazione. Il potenziale di carbonio dell'atmosfera è impostato allo 0.18%, riscaldato a 840 ℃ ± 10 ℃ per 1 ora e l'olio Hofton K viene spento.

(3) Preparazione del campione.

Il campione di carbonio della superficie di 25 mm × 10 mm è stato ricavato dall'estremità dell'asta di prova mediante taglio della linea e la superficie di prova e l'etichetta 1 ~ 6 sono state contrassegnate.

(4) Rilevamento del carbonio superficiale. Pulire il campione di carbonio superficiale; Misurare la lunghezza originale del campione con un micrometro e registrarla; Quantità rettifica superficie 0.1 mm, misurato e registrato la lunghezza; Il contenuto di carbonio superficiale è stato rilevato mediante spettrometro a lettura diretta; Misurare la lunghezza e il contenuto di carbonio una volta per macinazione di 0.1 mm.

(5) Efficace rilevamento della profondità dello strato di indurimento. La profondità dello strato indurito è stata misurata dal durometro Vickers per la barra di prova n. 4 ~ n. 6.

(6) Esame fisico delle parti cementate. Sono state eseguite la profondità dello strato indurito e l'analisi metallografica delle parti cementate.

Risultati dei test e analisi

Tre campioni sono stati macinati 8 volte e il loro contenuto di carbonio superficiale è stato misurato. La quantità di macinazione singola, la quantità di macinazione cumulativa e il contenuto di carbonio superficiale corrispondente di ciascuna barra di prova sono stati registrati in dettaglio. Secondo i dati del test, il contenuto di carbonio superficiale delle barre n. 1 ~ 3 testate è compreso tra 0.8% e 0.85% dopo la cementazione e il raffreddamento ad aria e la curva di distribuzione del contenuto di carbonio superficiale diminuisce delicatamente vicino allo strato superficiale. Le prestazioni di tenuta del forno multiuso e l'effetto di protezione dell'atmosfera sono migliori. Tuttavia, a causa della regolazione del potenziale di carbonio dell'atmosfera nel riscaldamento secondario delle barre di prova n. 4-6 era molto inferiore a quello della cementazione, il contenuto di carbonio superficiale era significativamente "ridotto" nella superficie e il contenuto di carbonio a la profondità di 0.1 ~ 0.15 mm era 0.49% ~ 0.58%. Con il contenuto di carbonio superficiale dello 0.75% come limite, la profondità dello strato di decarburazione dell'asta di prova è di circa 0.29 ~ 0.36 mm e la tolleranza di macinazione è di 0.3 ~ 0.4 mm in base ai requisiti del processo. Pertanto, la durezza superficiale e la resistenza all'usura delle parti cementate possono essere garantite dopo la molatura e la profondità dello strato indurito dopo la molatura può anche soddisfare i requisiti finali del prodotto. I risultati dell'ispezione delle parti cementate dopo la molatura sono mostrati nella tabella seguente.

In base ai risultati dei test di cementazione di barre di acciaio e parti di cementazione, possiamo sapere che la distribuzione uniforme del contenuto di carbonio superficiale e la rettifica appropriata dopo la tempra di cementazione possono migliorare la durezza superficiale e le prestazioni di resistenza all'usura, nonché l'accuratezza dimensionale.