Carboneren van staal versus nitreerstaal

In het laatste artikel hebben we geïntroduceerd carbon carbureren in detail. In het algemeen is het carboneren om het staal erboven te verwarmen tot de kritische temperatuur en vervolgens de koolstofinfiltratie en -diffusie uit te voeren, dus wordt het ook austenitische chemische warmtebehandeling genoemd. Het is een soort chemische warmtebehandeling op hoge temperatuur en de vervorming van het werkstuk is groot. Over het algemeen wordt carbonering van staal met laag koolstofgehalte gebruikt om een ​​goede kernhardheid en een hoge oppervlaktehardheid te verkrijgen. Na carbonering is het koolstofgehalte aan het oppervlak van het werkstuk over het algemeen hoger dan 0.8%. Afschrikken en ontlaten bij lage temperatuur, terwijl de hardheid en slijtvastheid worden verbeterd, kan het hart een hoge taaiheid behouden, bestand zijn tegen impactbelasting, hoge vermoeidheidssterkte. Carboniseringsstaal kan worden onderverdeeld in carboniseringsstaal en gelegeerd carboneringsstaal. Legeringselementen zoals mangaan, chroom, nikkel, molybdeen, wolfraam, vanadium, boor in het carboneringsstaal kunnen de hardbaarheid, korrelverfijning verbeteren, de vaste oplossing versterken, het koolstofgehalte in de carboneringslaag, de dikte van de carboneringslaag en de organisatie.

Nitreren is de diffusie van stikstof bij een temperatuur lager dan de eutectoïde van ijzer en stikstof, ook wel bekend als lage temperatuur chemische warmtebehandeling (ferriet chemische warmtebehandeling)., Het heeft een kleine vervorming. Wanneer staal molybdeen, chroom, aluminium en andere metaalnitriden bevat, kan het een hogere hardheid, slijtvastheid, corrosiebestendigheid en vermoeidheidsbestendigheid verkrijgen dan een gecarboniseerde laag. Nitreren wordt voornamelijk gebruikt voor precisie, vervormingscapaciteit, hoge vermoeidheidssterkte en slijtvastheid zijn artefacten, zoals boorspil en kotterbaar, slijpspindel, cilindervoering, enz. Constructiestaal met laag en middelmatig koolstofgehalte, gereedschapsstaal, roestvast staal en nodulair staal gietijzer dat Cr, Mo, V, Ti, Al en andere elementen bevat, kan worden genitreerd.

Hoewel genitreerd staal heeft een hoge hardheid, slijtvastheid en hoge vermoeiingssterkte, die alleen op het oppervlak behouden blijft (de genitreerde laag van Cr-Mo-Al-staal heeft een diepte van 0.3–0.65 mm bij 500–540 ℃ na 35–65 uur). De meeste nitreeronderdelen werken onder wrijving en complexe dynamische belastingsomstandigheden, waarbij zowel het oppervlak als de kern van de hoge prestaties nodig zijn. Het nitrerende koolstofstaal Fe 4N en Fe 2N is onstabiel, de temperatuur is iets hoger, het is gemakkelijk om grover te verzamelen, het oppervlak kan geen hogere hardheid hebben en de kern kan geen hogere sterkte en taaiheid hebben. Om een ​​hoge hardheid en een hoge slijtvastheid op het oppervlak en de kern tegelijkertijd te verkrijgen, is het noodzakelijk om stabiele nitrideverbindingen te vormen met stikstof in het staal, die de kernlegeringselementen zoals Al, Ti, V, W kunnen versterken , Mo, Cr, etc. 41CrAlMo74 (SacM645 / 41CrAlMo7 / 34CrAlMo5) is een veelgebruikte genitreerde staalsoort. Aluminium heeft een grote affiniteit met stikstof en is het belangrijkste legeringselement om nitride te vormen en de sterkte van de nitridelaag te verbeteren. AlN is zeer stabiel, zelfs bij de temperatuur van ongeveer 1000C is het staal onoplosbaar en aluminium zorgt ervoor dat het staal goede nitreerprestaties heeft, de hardheid van dit staal na het nitreren van het oppervlak kan oplopen tot 1100-1200HV (67-72HRC).

Over het algemeen is carboneren een soort metaaloppervlaktebehandeling, nitreren is een chemisch warmtebehandelingsproces bij een bepaalde temperatuur en medium om stikstofatomen in het oppervlak van het werkstuk te laten doordringen. Het artikel van vandaag zal het verschil introduceren tussen gecarbureerd staal en nitreerstaal:

• Nitridestaal heeft een betere thermische stabiliteit dan carboneringsstaal.
• Nitrerend staal heeft een hogere oppervlaktehardheid en slijtvastheid dan carboneringsstaal Na nitreren is de oppervlaktehardheid van stalen onderdelen zo hoog als 1100-1200HV (equivalent aan 67-72HRC), en de hoge hardheid en slijtvastheid kan worden gehandhaafd op 560-600 ℃ zonder af te nemen
• Nitridestaal heeft een hogere vermoeiingssterkte, lagere occlusale weerstand en lagere kerfgevoeligheid dan carboneringsstaal. Dit komt doordat het volume van de nitridelaag wordt vergroot en de resterende drukspanning wordt gevormd in de oppervlaktelaag.
• De corrosieweerstand van nitridestaal is beter dan die van carboneringsstaal vanwege de vorming van een dichte nitridefilm op het oppervlak van stalen onderdelen.
• De nitreertemperatuur (500-600 ℃) is lager dan de carboneringstemperatuur (900-1000 ℃). Na het nitreren heeft het staal geen warmtebehandeling nodig, dus de nitridevervorming is erg klein. De lagere temperatuur maakt het nitreren echter langzamer en vereist een langere houdtijd dan carbonering.
• Verschillende toepassingen. Nitreerstaal wordt veel gebruikt in de mechanische industrie, vooral geschikt voor de uiteindelijke warmtebehandeling van precisieonderdelen, zoals slijpmachinespindel, boormachinebalk, precisiemachineschroef, krukas met verbrandingsmotor en diverse precisietandwielen en meetgereedschappen, enz. Voor lage impact toepassingen die zich richten op snelheid, kan nitreren een langere levensduur bieden vanwege de hogere oppervlaktehardheid en betere slijtvastheid. Gecarboneerd staal zorgt voor een langere levensduur in high-impact toepassingen dankzij een dieper geharde laag en wordt veel gebruikt in vliegtuigen, auto's en tractoren en andere mechanische onderdelen, zoals tandwielen, assen, nokkenassen, enz.