1. 什麼是滲碳鋼
汽車、工程機械和機器製造等行業中,大量使用的齒輪,是滲碳鋼應用中最具有代表性的實例。
滲碳鋼常用的合金鋼系列主要是CrMn系、Cr-Mo 系和Cr-Ni-Mo系等。
保證滲碳鋼心部的組織和性能的核心是淬透性。一般用途的滲碳鋼件的心部組織為50%左右的馬氏體加其他非馬氏體組織。重要用途(如航空滲碳齒輪),心部組織亦應為馬氏體或馬氏體/貝氏體組織。提高淬透性的常用合金元素有鉻、錳、鎳、鉬和棚。從合金化的經濟角度考慮,CrMn系(特別是含硼鋼)值得推薦,但就生產和使用的角度而言,Cr-Mo 系鋼更為優越。重要用途的、高質量要求的滲碳鋼一般均含有一定量的鉬,尤其是對於重載的大型滲碳件更需要。
當心部性能確定後,滲層組織和性能對其使用壽命具有決定性作用。滲層的組織要求為全馬氏體和細小、彌散、球狀分布的合金碳化物。保證滲層組織的核心仍然是淬透性。滲層應具有高的硬度、良好的顯微組織、合理的殘余應力分布和一定的韌性儲備。
2. 滲碳的材料
滲碳鋼其成分特點是低的含碳量,一般為0.1%~0.25%;主要合金元素有Ni、Cr、Mn等,輔助合金元素有W、Mo、V、Ti等。
根據淬透性不同,可將滲碳鋼分為三類:
①低淬透性滲碳鋼:典型鋼種如20、20Cr等,其淬透性和心部強度均較低,水中臨界直徑不超過20~35mm。只適用於製造受沖擊載荷較小的耐磨件,如小軸、小齒輪、活塞銷等。
②中淬透性滲碳鋼:典型鋼種如20CrMnTi等,其淬透性較高,油中臨界直徑約為25~60mm,力學性能和工藝性能良好,大量用於製造承受高速中載、抗沖擊和耐磨損的零件,如汽車、拖拉機的變速齒輪、離合器軸等。
③高淬透性滲碳鋼:典型鋼種如18Cr2Ni4WA等,其油中臨界直徑大於100mm,且具有良好的韌性,主要用於製造大截面、高載荷的重要耐磨件,如飛機、坦克的曲軸和齒輪等。
3. 合金滲碳鋼的常用牌號
主要有20Cr、20CrMnTi、20Cr2Ni4等。
20Cr鋼常用來製造負荷不大、小尺寸的一般滲碳件,如小軸、小齒輪、活塞銷等,也可在調質狀態下使用,製造工作速度較大並承受中等沖擊載荷的零件。這個鋼在滲碳時易過熱,表面也容易出現滲碳體網。
20CrMnTi是應用最廣泛的合金滲碳鋼,用於截面在30mm以下、高速運轉並承受中等或重載荷的重要滲碳件,如汽車、拖拉機的變速齒輪、軸等零件。
20Cr2Ni4鋼用作大截面、較高載荷、交變載荷下工作的重要滲碳件,如內燃機車的主動牽引齒輪、柴油機曲軸等。
4. 能滲碳的鋼有哪些
1、大多數鋼都可以滲碳,因為高溫下碳比較容易固溶到金屬中去,只是看你有沒有必要滲碳。
2、一般低碳鋼常用滲碳工藝,來提高金屬材料的表面硬度。
5. 滲碳熱處理常用的鋼材種類有哪些
滲碳鋼大致可分為碳素滲碳鋼和合金滲碳鋼。滲碳鋼中碳的質量分數一般約為0.1%~0.3%,其牌號主要是鋼和20鋼。這類滲碳鋼經滲碳及隨後的淬火、同火處理,其表面硬度可以達到58~64HRC,具有較好的耐磨性。但是由於這類滲碳鋼的淬透性較低,只能適用於心部強度要求不高、承受負載較小的小尺寸零件,如襯套、鏈條片以及量具、夾具等。
合金滲碳鋼由於是在低碳碳素鋼的基礎上,加入了各種不同化學成分的合金元素,如Cr、Mo、Ni、Mn、Ti、V等,可抑制奧氏體晶粒長大,提高淬透性和增加回火穩定性,所以,能改善滲碳鋼的工藝性能。這類合金滲碳鋼主要用於製作軸類、齒輪類、銷桿類、鏈輪類等承受負載較大的零件。按照淬透性的大小,合金鋼滲碳鋼還可分為以下三類:淬透性一般的滲碳鋼,如15Cr、20Cr和20MnV等;淬透性較好的滲碳鋼,如20CrMo、20CrMnTi等;淬透性最好的滲碳鋼,如12CrNi3A、12Cr2Ni4A和18Cr2Ni4WA等。
滲碳用鋼的選用應根據工件的服役條件及尺寸的大小來確定。對承受一定沖擊載荷、有一定耐磨要求的工件,如起重、采礦、運輸等設備的普通齒輪,可選用20CrMo鋼和20CrMnTi鋼等;對承受重載及尺寸較大的工件,如大型軋鋼機減速器齒輪、大型錐齒輪、坦克齒輪等,可選用12Cr2Ni4A鋼或18Cr2Ni4WA鋼等。
還可以根據淬透性不同,可將滲碳鋼分為三類:
①低淬透性滲碳鋼:典型鋼種如20、20Cr等,其淬透性和心部強度均較低,水中臨界直徑不超過20~35mm。只適用於製造受沖擊載荷較小的耐磨件,如小軸、小齒輪、活塞銷等。
②中淬透性滲碳鋼:典型鋼種如20CrMnTi等,其淬透性較高,油中臨界直徑約為25~60mm,力學性能和工藝性能良好,大量用於製造承受高速中載、抗沖擊和耐磨損的零件,如汽車、拖拉機的變速齒輪、離合器軸等。
③高淬透性滲碳鋼:典型鋼種如18Cr2Ni4WA等,其油中臨界直徑大於100mm,且具有良好的韌性,主要用於製造大截面、高載荷的重要耐磨件,如飛機、坦克的曲軸和齒輪等。
6. 滲碳熱處理常用的鋼材種類有哪些
含碳量低於0.3%-0.35%以下的碳素鋼或合金鋼均可滲碳熱處理,常用的有20CrMnTi,
20,等
7. 為何滲碳件全採用低碳鋼或者低碳合金鋼製造
滲碳的目的是在淬火時能得到高硬度。我們知道,鋼材含碳量越高時淬火專得到的硬度屬就越高,但相應的其塑性降低,脆性增大。對有些零件,我們希望其芯部有好的韌性,而表面要求高硬度,這時會採用低碳鋼或者低碳合金鋼製造(後者用於重要零件)。T12鋼的加工工藝為:毛坯--球化退火(降低硬度,以利加工)--機加工--淬火(得到高硬度)--精加工(磨削)
8. 為什麼滲碳鋼一般採用低碳鋼和低碳合金鋼
因為滲碳就是為了表皮硬,芯部軟,低碳鋼和低碳合金鋼淬火後不硬,符合一個要求,表面滲上一點碳變成高碳鋼,淬火後能達到高硬度,目的達到!
有時芯部也要有一定硬度時,也會用中碳鋼。
9. 滲碳鋼是什麼材質的
根據機器零件的工作條件及對性能的要求,滲碳鋼的化學成分有以下特點。
1、低碳
含碳量一般為ωC=0.10%~0.25%。滲碳鋼的含碳量實際上是滲碳零件心部的含碳量,這對於保證心部有足夠的塑性和韌性是十分必要的。若含碳量過低,表面的滲碳層易於剝落;含碳量過高,則心部的塑性和韌性下降,並使表層的壓應力減少,從而降低彎曲疲勞強度。
2、加入提高淬透性的合金元素
提高心部的強度將提高齒輪的承載能力,並防止滲層剝落。而心部的強度則取決於鋼中含碳量及淬透性。當淬透性足夠時,心部得到全部位錯馬氏體組織;如淬透性不足,則出現非馬氏體組織。常加入的合金元素有Cr、Mn、Ni、B、Mo、W和Si等。Ni對滲層和心部的韌性和強度都十分有利,因而高級滲碳鋼中都含有較多的Ni。
3、加入阻止奧氏體晶粒長大的元素
滲碳工藝是在910~930℃高溫下進行的,為了阻止奧氏體晶粒長大,滲碳鋼用以鋁脫氧的本質細晶粒鋼。Mn在鋼中有促進奧氏體晶粒長大的傾向,所以在含Mn滲碳鋼中常加入少量的V、Ti等阻止奧氏體晶粒長大的元素。
此外,為了提高滲層的碳濃度、滲層深度和滲入速度,可加入碳化物形成元素Cr、Mo、W等,非碳化物形成元素Si、Ni等則降低滲層碳濃度及厚度。但是碳化物形成元素過多,則導致滲層碳濃度分布曲線過陡,塊狀碳化物增多,降低滲層性能,所以對鋼中合金元素的種類及數量必須全面考慮。
10. 滲碳鋼為什麼要用低碳成分的鋼
因為鋼的含碳量比較低,只有這種情況下才能做到滲碳,如果是高碳鋼的話直接就裂開了。