A cementação é um método de tratamento térmico de superfície de têmpera e revenimento de baixa temperatura após a expansão dos átomos de cementação na superfície das peças de aço. O processo de cementação pode melhorar significativamente a resistência ao desgaste, durabilidade, tenacidade e outras propriedades do aço. Após o tratamento, o núcleo das peças é martensita de baixo carbono com resistência e tenacidade suficientes, e a superfície é dura e resistente ao desgaste, martensita temperada e uma certa quantidade de estrutura fina de carboneto. Chamamos as peças carburadas de aço carburado de aço.
Algumas peças estruturais, como engrenagem de transmissão de automóvel, motor de combustão interna e pinos de pistão do CAM, etc., onde sob condições intensas de impacto e abrasão, para essas peças com alta dureza superficial e resistência ao desgaste, o núcleo terá maior resistência e tenacidade , que pode ser obtido por aço de baixo carbono após cementação e têmpera e revenido 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 alta teor de carbono (0.85% ~ 1.05%) e alta dureza após têmpera (HRC> 60) com boa resistência ao desgaste.
O teor de carbono da cementação geral é muito baixo (0.15% ~ 0.25%), o que garante que o núcleo das peças cementadas tenha boa tenacidade e plasticidade. A fim de melhorar a resistência do núcleo do aço, uma certa quantidade de elementos de liga como Cr, Ni, Mn, Mo, W, Ti, B podem ser adicionados ao aço. Entre eles, Cr, Mn, Ni e outros elementos de liga podem aumentar a temperabilidade do aço, de modo que a superfície e a microestrutura do núcleo são reforçadas após têmpera e revenido a baixa temperatura. Uma pequena quantidade de Mo, W, Ti e outros elementos formadores de carboneto podem formar carbonetos de liga estáveis, que podem refinar o tamanho do grão e restringir o superaquecimento das peças de aço durante a cementação. Uma quantidade residual de B (0.001% ~ 0.004%) pode aumentar fortemente a temperabilidade da liga de aço cementado.
De acordo com sua temperabilidade ou resistência, os aços de liga de cementação podem ser classificados em três tipos:
Aço cementado de liga de baixa temperabilidade
Isso é aço cementado de baixa resistência (resistência à tração ≤800MPa), como 1330,1340,5115,5120,5140, etc. Este tipo de aço tem baixa temperabilidade, baixa resistência, mas baixa tenacidade após cementação, têmpera e revenido a baixa temperatura. É usado principalmente na fabricação de peças resistentes ao desgaste com uma pequena força e requisitos de baixa resistência, como árvore de cames, pino do pistão, controle deslizante, pinhão do motor diesel, etc. Este tipo de cementação de aço quando o grão do núcleo é fácil de crescer, especialmente aço manganês. Se o alto desempenho for necessário, a têmpera secundária é frequentemente usada após a cementação, isto é, após a cementação, o primeiro tratamento de normalização é feito para eliminar o tecido de superaquecimento formado durante a cementação e, em seguida, reaquecimento e têmpera.
Aço de cementação de liga de temperabilidade média
Isso é aço de cementação de resistência média (resistência à tração = 800 ~ 1200MPa), como E4180, E3310, etc, com o elemento de liga total de cerca de 4%, o elemento Cr e Mn adicionado ao aço pode efetivamente melhorar a temperabilidade e as propriedades mecânicas (resistência à tração = 1000 ~ 1200 Mpa), usado para fazer peças de desgaste para a carga pesada e carga média da engrenagem grande, como automóvel, transmissão de trator e engrenagem do eixo motriz, eixo de engrenagem, cabeça de pino cruzada, eixo estriado, assento de válvula, placa CAM, etc. . Este tipo de aço, devido ao fato de conter Ti, V, Mo, a tendência de crescimento do grão de austenita de cementação é pequena, a temperatura de auto-cementação pré-resfriamento a cerca de 870 ° C, têmpera direta e, após têmpera a baixa temperatura, as peças têm melhores propriedades mecânicas .
Aço cementado de liga de alta temperabilidade
Isso é aço cementado de alta resistência (resistência à tração> 1200MPa), como Aço 4130, etc. O teor total de elementos de liga é inferior a 7.5%. Como há mais elementos Cr e Ni, a temperabilidade do aço pode ser bastante melhorada. Especialmente quando mais Ni é adicionado, o aço pode ter boa tenacidade enquanto melhora a resistência. Pode ser usado como peças grandes importantes que suportam carga pesada e forte desgaste, como engrenagem de tração ativa da locomotiva a diesel, virabrequim do motor a diesel, biela e parafuso de precisão da cabeça do cilindro, etc. a curva C é deslocada para a direita, de modo que a estrutura da martensita pode ser obtida por resfriamento ao ar. Uma grande quantidade de austenita residual será retida na superfície cementada após a têmpera devido ao declínio acentuado da temperatura de transição da martensita. A fim de reduzir o volume de austenita residual após a têmpera, o revenido de alta temperatura pode ser usado antes da têmpera para tornar o carboneto esferoidizado, ou o tratamento a frio pode ser usado após a têmpera.