O que é aço cementado?
O aço usado para fazer peças cementadas é conhecido como aço carbono cementado. A cementação é o processo de tratamento térmico de têmpera após a cementação dos átomos na superfície das peças de aço. A infiltração de carbono pode melhorar significativamente a resistência ao desgaste, durabilidade, tenacidade e outras propriedades das peças de aço.
O aço carbono cementado é geralmente após a cementação e, em seguida, têmpera e revenido a baixa temperatura, então o coração da peça é a Martensita de baixo carbono com força e tenacidade suficientes, a superfície é dura e resistente ao desgaste, Martensita temperada e uma certa quantidade de carboneto fino estrutura. Algumas peças estruturais funcionam sob forte impacto e condições de desgaste, como engrenagens de transmissão em automóveis e tratores, cames e pinos de pistão em motores de combustão interna, etc, que precisam de alta dureza superficial e resistência ao desgaste, enquanto os requisitos principais têm maior resistência e tenacidade, apropriado neste momento de aço de baixo carbono por cementação e têmpera e revenimento a baixa temperatura, o centro das peças é a organização de têmpera de aço de baixo carbono, para garantir a alta tenacidade e resistência suficiente, enquanto a superfície (a uma certa profundidade) com alto carbono conteúdo (0.85% ~ 1.05%), a alta dureza após têmpera (HRC> 60) e boa resistência ao desgaste.
A Química do Aço Carburado
O aço carbono cementado é geralmente aço de baixo carbono (teor de carbono 0.15% ~ 0.25%), de modo que as partes cementadas do coração têm boa tenacidade e plasticidade.
Para melhorar a resistência do núcleo de aço, um certo número de elementos de liga podem ser adicionados ao aço, como Cr, Ni, Mn, Mo, W, Ti, B, etc. O Cr, Mn, Ni e outros liga aumenta a temperabilidade do aço, de modo que sua camada superficial e estrutura do coração podem ser reforçadas após têmpera e revenido em baixa temperatura. Além disso, uma pequena quantidade de Mo, W, Ti e outros carbonetos podem formar carbonetos de liga estáveis, que refinam os grãos e inibir o superaquecimento das peças de aço durante a cementação. Uma pequena quantidade de B (0.001% ~ 0.004%) pode aumentar fortemente a temperabilidade dos aços carbono ligados.
Classificação de aços carbono cementados
Aços carbono carbonizados com liga são classificados assim de acordo com sua temperabilidade ou resistência:
Carburizing aço com low temperabilidade
Isso é aço carbono cementado de baixa resistência (resistência à tração ≤800MPa), como 1018, 1056 etc. Esses aços têm baixa temperabilidade, baixa resistência do núcleo após a cementação, têmpera e revenido a baixa temperatura, bem como fraca resistência e tenacidade, usados principalmente para fabricação de peças resistentes ao desgaste com baixa tensão e requisitos de baixa resistência, como a árvore de cames do motor diesel, pino do pistão, bloco deslizante, pinhão e assim por diante. Os grãos do núcleo de tais aços tendem a crescer quando carbonetados, especialmente para os aços manganês. Se for necessário alto desempenho, a segunda têmpera pode ser feita após a cementação, ou seja, após a cementação, o primeiro tratamento de normalização para eliminar a estrutura superaquecida formada pela cementação e, em seguida, reaquecimento e têmpera.
Aço de cementação com temperabilidade média
Isso é aço carbono cementado de resistência média (resistência à tração = 800 ~ 1200MPa), como SAE 4120, 4140etc. Eles têm cerca de 4% de elementos de liga, principalmente Cr e Mn, efetivamente melhoram a temperabilidade e as propriedades mecânicas (resistência à tração = 1000 ~ 1200MPa), usados para fabricar cargas pesadas de peças de desgaste médias e pequenas e cargas médias de engrenagens com grande módulo. Tal como automóvel, caixa de engrenagens do trator e engrenagem do eixo traseiro, eixo de engrenagem, cabeça de pino cruzado, luva do eixo estriado, sede da válvula, disco CAM, etc. Como também contém Ti, V e Mo, a tendência de crescimento dos grãos de austenita é pequena durante a cementação , e a temperatura de cementação pode ser pré-resfriada a cerca de 870 ° C para têmpera direta e, após revenido em baixa temperatura, as peças têm melhores propriedades mecânicas.
Aço de cementação com alta temperabilidade
A saber, aço carbono cementado de alta resistência (resistência à tração> 1200MPa), como SAE 8620 e 8720, 9310 etc. A temperabilidade do aço, especialmente Ni, pode ser muito melhorada com mais Cr do que 7.5% no elemento de liga total, de modo a melhorar sua resistência e boa tenacidade.
Esses aços podem ser usados como peças grandes e importantes para cargas pesadas e desgaste pesado, como engrenagens de tração ativa para locomotivas a diesel, virabrequins para motores a diesel, bielas e parafusos de precisão para cabeçotes de cilindro.
O elemento de liga mais alto faz com que a curva C se mova para a direita e obtém a estrutura da Martensita até mesmo o resfriamento do ar. A temperatura de transição da martensita também cai drasticamente, de modo que a camada superficial de cementação retém um grande número de austenita residual após a têmpera. A fim de reduzir o volume de austenita residual após a têmpera, o carboneto pode ser esferoidizado ou tratado a frio antes da têmpera por têmpera em altas temperaturas.