Wat is gecarboneerd staal?
Het staal dat wordt gebruikt om gecarboneerde onderdelen te maken, wordt gecarboneerd koolstofstaal genoemd. Carbureren is het warmtebehandelingsproces van blussen na het carboneren van atomen op het oppervlak van stalen onderdelen. Koolstofinfiltratie kan de slijtvastheid, duurzaamheid, taaiheid en andere eigenschappen van stalen onderdelen aanzienlijk verbeteren.
Gecarboneerd koolstofstaal is over het algemeen na carbonering en vervolgens afschrikken en ontlaten bij lage temperatuur, dan is het hart van het onderdeel het koolstofarme martensiet met voldoende sterkte en taaiheid, het oppervlak is hard en slijtvast getemperd martensiet en een bepaalde hoeveelheid fijn carbide structuur. Sommige structurele onderdelen werken onder sterke impact- en slijtageomstandigheden, zoals transmissietandwielen op auto's en tractoren, nokken en zuigerpennen op verbrandingsmotoren, enz., Die een hoge oppervlaktehardheid en slijtvastheid vereisen, terwijl de kernvereisten een hogere sterkte en taaiheid hebben, geschikt op dit moment van koolstofarm staal door carbonering en afschrikken en temperen bij lage temperatuur, het midden van de onderdelen is een koolstofarme stalen afschrikorganisatie, om de hoge taaiheid en voldoende sterkte te garanderen, terwijl het oppervlak (op een bepaalde diepte) met een hoog koolstofgehalte inhoud (0.85% ~ 1.05%), de hoge hardheid na blussen (HRC> 60) en goede slijtvastheid.
De chemie van gecarboneerd staal
Gecarboneerd koolstofstaal is over het algemeen koolstofarm staal (koolstofgehalte 0.15% ~ 0.25%), zodat de gecarboniseerde delen van het hart een goede taaiheid en plasticiteit hebben.
Om de sterkte van de stalen kern te verbeteren, kan een bepaald aantal legeringselementen aan het staal worden toegevoegd, zoals Cr, Ni, Mn, Mo, W, Ti, B, enz. De Cr, Mn, Ni en andere legering verhoogt de hardbaarheid van staal, zodat de oppervlaktelaag en hartstructuur kunnen worden versterkt na blussen en ontlaten bij lage temperatuur.Bovendien kan een kleine hoeveelheid Mo, W, Ti en andere carbiden stabiele legeringscarbiden vormen, die korrel verfijnen en verhindert oververhitting van stalen onderdelen tijdens het carboneren. Een kleine hoeveelheid B (0.001% ~ 0.004%) kan de hardbaarheid van gelegeerd koolstofstaal sterk verhogen.
Classificatie van gecarboneerd koolstofstaal
Gelegeerd koolstofstaal wordt als volgt geclassificeerd op basis van hun hardbaarheid of sterkte:
Carburizing staal met low hardbaarheid
Dat is gecarbureerd koolstofstaal met lage sterkte (treksterkte ≤800MPa), zoals 1018, 1056 enz. Deze staalsoorten hebben een lage hardbaarheid, een lage kernsterkte na carboneren, blussen en temperen bij lage temperaturen, evenals een slechte sterkte en taaiheid, voornamelijk gebruikt voor fabricage, slijtvaste onderdelen met lage spanning en lage sterkte-eisen, zoals nokkenas van dieselmotor, zuigerpen, glijblok, rondsel enzovoort. De kernkorrels van dergelijke staalsoorten hebben de neiging te groeien wanneer ze worden gecarboneerd, vooral bij mangaanstaal. Als hoge prestaties nodig zijn, kan het tweede afschrikken worden uitgevoerd na het carboneren, dat wil zeggen, na het carboneren, de eerste normaliserende behandeling om de oververhitte structuur te elimineren die wordt gevormd door het carboneren en vervolgens opnieuw verwarmen en blussen.
Carburerend staal met gemiddelde hardbaarheid
Dat is gecarboneerd koolstofstaal met gemiddelde sterkte (treksterkte = 800 ~ 1200 MPa), zoals SAE 4120, 4140 enz. Ze hebben ongeveer 4% legeringselementen, voornamelijk Cr en Mn, verbeteren effectief de hardbaarheid en mechanische eigenschappen (treksterkte = 1000 ~ 1200 MPa), gebruikt om zware belasting van middelgrote en kleine slijtstukken en middelmatige belasting van tandwielen met grote modulus te vervaardigen. Zoals auto, tractor versnellingsbak en achteras tandwiel, tandwielas, kruispenkop, spline-asbus, klepzitting, CAM-schijf, etc. Omdat het ook Ti, V en Mo bevat, is de neiging tot groei van austenietkorrels klein tijdens het carboneren , en de carboneringstemperatuur kan voorgekoeld worden tot ongeveer 870 ° C voor direct blussen, en na temperen bij lage temperatuur hebben de onderdelen betere mechanische eigenschappen.
Carburerend staal met hoge hardbaarheid
Namelijk hoogwaardig gecarbureerd koolstofstaal (treksterkte> 1200 MPa), zoals SAE 8620 en 8720, 9310 enz. De hardbaarheid van staal, vooral Ni, kan aanzienlijk worden verbeterd met meer Cr dan 7.5% in totaal legeringselement, zodat verbeter zijn sterkte en goede hardheid.
Deze staalsoorten kunnen worden gebruikt als belangrijke grote onderdelen voor zware belastingen en zware slijtage, zoals actieve tractietandwielen voor diesellocomotieven, krukassen voor dieselmotoren, drijfstangen en precisiebouten voor cilinderkoppen.
Het hogere legeringselement zorgt ervoor dat de C-curve naar rechts beweegt en krijgt zelfs de luchtkoeling de Martensiet-structuur. De overgangstemperatuur van martensiet daalt ook sterk, zodat de carbonerende oppervlaktelaag na het afschrikken een groot aantal restanten austeniet zal vasthouden. Om het resterende austenietvolume na het afschrikken te verminderen, kan het carbide vóór het afschrikken worden gesferoïdiseerd of koud worden behandeld door temperen bij hoge temperaturen.