浸炭鋼とは?
浸炭部品の製造に使用される鋼は、浸炭炭素鋼と呼ばれます。 浸炭は、鋼部品の表面に原子を浸炭した後、焼入れする熱処理プロセスです。 炭素浸透は、鋼部品の耐摩耗性、耐久性、靭性、およびその他の特性を大幅に向上させることができます。
浸炭炭素鋼は、一般に浸炭後、低温で焼入れ焼戻しした後、部品の中心は十分な強度と靭性を備えた低炭素マルテンサイトであり、表面は硬くて耐摩耗性の焼戻しマルテンサイトと一定量の微細炭化物です。構造。 自動車やトラクターのトランスミッションギア、内焼入れエンジンのカムやピストンピンなど、高い表面硬度と耐摩耗性を必要とする一部の構造部品は、強い衝撃や摩耗条件下で動作しますが、コア要件はより高い強度と靭性を備えています。浸炭焼入れと低温焼入れによる低炭素鋼のこの時期に適した、部品の中心は、高靭性と十分な強度を確保するために低炭素鋼の焼入れ組織であり、表面(特定の深さ)は高炭素です含有量(0.85%〜1.05%)、焼入れ後の高硬度(HRC> 60)、優れた耐摩耗性。
浸炭鋼の化学
浸炭した炭素鋼は一般に低炭素鋼(炭素含有量0.15%〜0.25%)であるため、浸炭した心臓の部分は靭性と塑性が良好です。
鋼のコアの強度を向上させるために、Cr、Ni、Mn、Mo、W、Ti、Bなどの特定の数の合金元素を鋼に追加できます。Cr、Mn、Niなど合金化は鋼の焼入れ性を高め、低温での焼入れおよび焼戻し後にその表面層と心臓の構造を強化できます。さらに、少量のMo、W、Tiおよびその他の炭化物は安定した合金炭化物を形成し、結晶粒を微細化します浸炭中の鋼部品の過熱を抑制します。 少量のB(0.001%〜0.004%)は、合金化炭素鋼の焼入れ性を大幅に向上させることができます。
浸炭炭素鋼の分類
合金浸炭炭素鋼は、焼入れ性または強度によって次のように分類されます。
C鋼の硬化 付き焼入れ性
これは、800、1018などの低強度の浸炭炭素鋼(引張強度≤1056MPa)です。これらの鋼は、焼入性が低く、浸炭、焼入れ、低温焼戻し後のコア強度が低く、主にディーゼルエンジンのカムシャフト、ピストンピン、スライドブロック、ピニオンなど、低応力および低強度要件の製造、耐摩耗性部品。 特にマンガン鋼の場合、そのような鋼のコア結晶粒は浸炭すると成長する傾向があります。 高性能が必要な場合は、浸炭後、すなわち浸炭後、浸炭後の過熱組織を解消するための最初の焼ならし処理を行い、その後再加熱して焼入れすることにより、XNUMX番目の焼入れを行うことができます。
焼入れ性が中程度の浸炭鋼
これは、SAE 800、1200などの中強度浸炭炭素鋼(引張強度= 4120〜4140MPa)です。 約4%の合金元素、主にCrとMnを含み、焼入れ性と機械的特性(引張強度= 1000〜1200MPa)を効果的に改善し、中小の摩耗片の重負荷と大弾性率の歯車の中負荷の製造に使用されます。 自動車、トラクターギアボックス、リアアクスルギア、ギアシャフト、クロスピンヘッド、スプラインシャフトスリーブ、バルブシート、CAMディスクなど。Ti、V、Moも含まれているため、浸炭時のオーステナイト粒の成長傾向は小さい。 、および浸炭温度を約870°Cに予冷して直接急冷することができ、低温で焼戻しした後、部品の機械的特性が向上します。
焼入性の高い浸炭鋼
すなわち、SAE 1200および8620、8720などの高強度浸炭炭素鋼(引張強度> 9310MPa)。鋼、特にNiの硬化性は、全合金元素の7.5%を超えるCrで大幅に改善でき、その強度と優れた靭性を向上させます。
これらの鋼は、ディーゼル機関車のアクティブトラクションギア、ディーゼルエンジンのクランクシャフト、コネクティングロッド、シリンダーヘッドの精密ボルトなど、重負荷や重摩耗の重要な大型部品として使用できます。
合金元素が多いほど、Cカーブが右に移動し、空冷でもマルテンサイト構造が得られます。 マルテンサイト転移温度も急激に低下するため、浸炭表面層は焼入れ後に多くの残留オーステナイトを保持します。 焼入れ後の残留オーステナイト量を減らすために、炭化物を球状化するか、焼入れ前に低温処理して、高温で焼き戻します。