Como controlar o teor de carbono superficial do aço cementado?

O teor de carbono da superfície e seu gradiente de distribuição de aço cementado as peças têm um efeito importante em suas propriedades. O alto ou baixo teor de carbono na superfície ou a descarbonetação afetarão o fortalecimento da superfície das peças de aço cementadas. Em geral, o processo de cementação incluindo cementação → resfriamento de ar do forno → processamento mecânico → têmpera por aquecimento → limpeza → têmpera → moagem, processo de cementação, reaquecimento e têmpera para tornar a superfície da peça ligeiramente descarbonetada, tratamentos de moagem podem remover a camada de descarbonetação e corrigir a distorção em o processo de têmpera pode efetivamente melhorar a precisão dimensional dos produtos. Diversos experimentos comprovaram que o teor de carbono superficial das peças cementadas pode determinar a profundidade da camada de descarbonetação e verificar a necessidade de sobremetal de moagem.

Esquema de design de teste

Material de cementação 20CrMnMoH, requisitos de concentração de carbono na superfície 0.75% ~ 0.95%, profundidade de camada de endurecimento eficaz de cementação 1.8 ~ 2.4 mm, dureza superficial 56 ~ 62HRC. Como a forma e a estrutura da peça de aço de cementação não são convenientes para a detecção de carbono superficial, a amostra com o forno deve ser usada com tamanho 25 mm × 50 mm e quantidade 6. Equipamento de cementação para linha de produção de forno multiuso Ipsen QTF -27-ERM.

(1) Carburação.

Com a barra de aço de teste do forno marcada no. 1-6, cementação após resfriamento a ar no forno.

(2) Têmpera secundária.

Após a cementação e resfriamento a ar, as 4 ~ 6 barras de aço de teste são reaquecidas e temperadas com a peça de trabalho. O potencial de carbono da atmosfera é definido em 0.18%, aquecido a 840 ℃ ± 10 ℃ por 1h, e o óleo Hofton K é extinto.

(3) Preparação da amostra.

A amostra de carbono de superfície de 25 mm x 10 mm foi feita a partir do final da haste de teste por corte de linha, e a superfície de teste e o rótulo 1 ~ 6 foram marcados.

(4) Detecção de carbono na superfície. Limpe a amostra de carbono da superfície; Meça o comprimento original da amostra com um micrômetro e registre; Quantidade de moagem de superfície 0.1 mm, medida e registrada o comprimento; O teor de carbono da superfície foi detectado por espectrômetro de leitura direta; Meça o comprimento e o teor de carbono uma vez por moagem de 0.1 mm.

(5) Detecção efetiva da profundidade da camada de endurecimento. A profundidade da camada endurecida foi medida pelo testador de dureza Vickers para a barra de teste No.4 ~ No.6.

(6) Exame físico das peças cementadas. A profundidade da camada endurecida e a análise metalográfica das peças cementadas foram realizadas.

Resultados de testes e análises

Três amostras foram moídas 8 vezes e seu teor de carbono superficial foi medido. A quantidade de moagem única, a quantidade de moagem cumulativa e o teor de carbono da superfície correspondente de cada barra de teste foram registrados em detalhes. De acordo com os dados de teste, o teor de carbono superficial das barras testadas nº 1 ~ 3 está entre 0.8% ~ 0.85% após a cementação e resfriamento a ar e a curva de distribuição do teor de carbono superficial diminui suavemente próximo à camada superficial. O desempenho de vedação do forno multifuncional e o efeito de proteção da atmosfera são melhores. No entanto, devido ao ajuste do potencial de carbono da atmosfera no aquecimento secundário das barras de teste No.4-6 foi muito menor do que na cementação, o teor de carbono da superfície foi significativamente "reduzido" na superfície, e o teor de carbono em a profundidade de 0.1 ~ 0.15 mm foi de 0.49% ~ 0.58%. Com o teor de carbono da superfície de 0.75% como limite, a profundidade da camada de descarbonetação da barra de teste é de cerca de 0.29 ~ 0.36 mm e a margem de trituração é de 0.3 ~ 0.4 mm de acordo com os requisitos do processo. Portanto, a dureza da superfície e a resistência ao desgaste das peças cementadas podem ser garantidas após a retificação, e a profundidade da camada endurecida após a retificação também pode atender aos requisitos finais do produto. Os resultados da inspeção das peças cementadas após a retificação são mostrados na tabela a seguir.

De acordo com os resultados do teste de barras de aço de cementação e peças de cementação, podemos saber que a distribuição uniforme do teor de carbono na superfície e a retificação apropriada após a têmpera de cementação podem melhorar a dureza da superfície e o desempenho de resistência ao desgaste, bem como a precisão dimensional.