Ⅰ 渗碳钢的详细信息
具有高碳的耐磨层和低碳的高强韧性心部,能承受巨大的冲击载荷、接触应力和耐磨。汽车、工程机械和机器制造等行业中,大量使用的齿轮,是渗碳钢应用中最具有代表性的实例。
渗碳钢常用的合金钢系列主要是CrMn系、Cr-Mo 系和Cr-Ni-Mo系等。
保证渗碳钢心部的组织和性能的核心是淬透性。一般用途的渗碳钢件的心部组织为50%左右的马氏体加其他非马氏体组织。重要用途(如航空渗碳齿轮),心部组织亦应为马氏体或马氏体/贝氏体组织。提高淬透性的常用合金元素有铬、锰、镍、钼和硼。从合金化的经济角度考虑,CrMn系(特别是含硼钢)值得推荐,但就生产和使用的角度而言,Cr-Mo 系钢更为优越。重要用途的、高质量要求的渗碳钢一般均含有一定量的钼,尤其是对于重载的大型渗碳件更需要。
当心部性能确定后,渗层组织和性能对其使用寿命具有决定性作用。渗层的组织要求为全马氏体和细小、弥散、球状分布的合金碳化物。保证渗层组织的核心仍然是淬透性。渗层应具有高的硬度、良好的显微组织、合理的残余应力分布和一定的韧性储备。
1、用途渗碳钢主要用于制造要求高耐磨性、承受高接触应力和冲击载荷的重要零件,如汽车、拖拉机的变速齿轮,内燃机上凸轮轴、活塞销等。
2、性能要求①表面具有高硬度和高耐磨性,心部具有足够的韧性和强度,即表硬里韧;②具有良好的热处理工艺性能,如高的淬透性和渗碳能力,在高的渗碳温度下,奥氏体晶粒长大倾向小以便于渗碳后直接淬火。
3、成分特点①低碳:含碳量一般为0.1~0.25%,以保证心部有足够的塑性和韧性,碳高则心部韧性下降。②合金元素:主加元素为Cr、Mn、Ni、B等,它们的主要作用是提高钢的淬透性,从而提高心部的强度和韧性;辅加元素为W、Mo、V、Ti等强碳化物形成元素,这些元素通过形成稳定的碳化物来细化奥氏体晶粒,同时还能提高渗碳层的耐磨性。
4、热处理和组织特点渗碳件一般的工艺路线为:下料→锻造→正火→机加工→渗碳→淬火+低温回火→磨削。渗碳温度为900~950℃,渗碳后的热处理通常采用直接淬火加低温回火,但对渗碳时易过热的钢种如20、20Mn2等,渗碳后需先正火,以消除晶粒粗大的过热组织,然后再淬火和低温回火。淬火温度一般为Ac1+30~50℃。使用状态下的组织为:表面是高碳回火马氏体加颗粒状碳化物加少量残余奥氏体(硬度达HRC58~62),心部是低碳回火马氏体加铁素体(淬透)或铁素体加托氏体(未淬透)。
5、常用钢种
根据淬透性不同,可将渗碳钢分为三类:
①低淬透性渗碳钢:典型钢种如20、20Cr等,其淬透性和心部强度均较低,水中临界直径不超过20~35mm。只适用于制造受冲击载荷较小的耐磨件,如小轴、小齿轮、活塞销等。
②中淬透性渗碳钢:典型钢种如20CrMnTi等,其淬透性较高,油中临界直径约为25~60mm,力学性能和工艺性能良好,大量用于制造承受高速中载、抗冲击和耐磨损的零件,如汽车、拖拉机的变速齿轮、离合器轴等。
③高淬透性渗碳钢:典型钢种如18Cr2Ni4WA等,其油中临界直径大于100mm,且具有良好的韧性,主要用于制造大截面、高载荷的重要耐磨件,如飞机、坦克的曲轴和齿轮等。
Ⅱ 什么是渗碳钢
渗碳钢其成分来特点是低的含碳量源,一般为0.1%~0.25%;主要合金元素有Ni、Cr、Mn等,辅助合金元素有W、Mo、V、Ti等。
根据淬透性不同,可将渗碳钢分为三类:
①低淬透性渗碳钢:典型钢种如20、20Cr等,其淬透性和心部强度均较低,水中临界直径不超过20~35mm。只适用于制造受冲击载荷较小的耐磨件,如小轴、小齿轮、活塞销等。
②中淬透性渗碳钢:典型钢种如20CrMnTi等,其淬透性较高,油中临界直径约为25~60mm,力学性能和工艺性能良好,大量用于制造承受高速中载、抗冲击和耐磨损的零件,如汽车、拖拉机的变速齿轮、离合器轴等。
③高淬透性渗碳钢:典型钢种如18Cr2Ni4WA等,其油中临界直径大于100mm,且具有良好的韧性,主要用于制造大截面、高载荷的重要耐磨件,如飞机、坦克的曲轴和齿轮等。
Ⅲ 渗碳钢 有什么性能:
性能: 1)心部足够的强度及优良的韧性; 2)良好的淬透性; 3)表面处理后,有高的硬度; 4)能适应高温渗碳工艺。
Ⅳ 合金渗碳钢有哪些特性
合金渗碳钢:1、性能特点,用于制造表面硬而耐磨,心部韧性好而耐冲击的零回件,如齿答轮、凸轮等。(具有
良好的渗碳能力和淬透性)。
2、化学成分特点低碳钢(含碳量0.1~0.25%);主要合金元素有Cr、Mn、Ti、V等,其主要作用是提高淬透性和防止过热。
3、热处理特点预先热处理为正火、渗碳后为淬火加低温回火。
以20CrMnTi为例生产汽车变速箱齿轮为例,其工艺路线如下:锻造-正火-加工齿形-局部镀铜-渗碳-预冷淬火、低温回火-喷丸-磨齿。
4、常用钢种20Cr、20CrMnTi。
Ⅳ 钢板渗碳处理后焊接性能怎样
渗碳层由于含碳量的提高会使焊接性能变差,但由于渗碳层很薄,一般在1mm以下,如果钢板的厚度比较大,则影响不大。
Ⅵ 碳钢渗碳后有什么机械性能
渗碳是通过使碳元素转移到钢材表层铁原子之间,提高表面局部含碳量。
光渗碳没有用,还要淬火才能使钢材表面提高硬度耐磨的同时保持芯部的韧性。
Ⅶ 渗碳钢热处理特点是什么
渗碳钢通常指需经渗碳淬火、低温回火后使用的钢。它一般为低碳的优质碳素结构钢与回合金结构钢,亦可分别答称为碳素渗碳钢与合金渗碳钢。其成分特点是低的含碳量,一般为0.1%~0.25%;主要合金元素有Ni、Cr、Mn等,辅助合金元素有W、Mo、V、Ti等。
渗碳钢的热处理特点:
渗碳钢的预先热处理通常采用正火,对于高淬透性的渗碳钢,可采用空冷淬火后高温回火,获得回火索氏体组织,改善切削加工性能。渗碳钢的最终热处理一般都是在渗碳后进行直接淬火或一次淬火,180~200℃低温回火。处理后工件表面硬度一般为58~64HRC,心部的组织和硬度则取决于钢的淬透性和截面尺寸大小。
近年来,生产中采用渗碳钢直接进行淬火加低温回火处理,获得低碳马氏体组织,用来制造某些综合力学性能要求较高的零件(如传递动力的轴、重要的螺栓等)。在某些场合,它还可以替代经调质处理的中碳钢或中碳合金钢,取得了良好的使用效果。
Ⅷ 何为渗碳渗碳之后工件的成分和平衡组织特点是什么什么钢适合进行渗碳处理
渗碳:是对金属表面处理的一种,采用渗碳的多为低碳钢或低合金钢,具体方法是将工件置入具有活性渗碳介质中,加热到900--950摄氏度的单相奥氏体区,保温足够时间后,使渗碳介质中分解出的活性碳原子渗入钢件表层,从而获得表层高碳,心部仍保持原有成分。 相似的还有低温渗氮处理。这是金属材料常见的一种热处理工艺,它可以使渗过碳的工件表面获得很高的硬度,提高其耐磨程度。
直接淬火低温回火
组织及性能特点:不能细化钢的晶粒。工件淬火变形较大,合金钢渗碳件表面残余奥氏体量较多,表面硬度较低
适用范围:操作简单,成本低廉用来处理对变形和承受冲击载荷不大的零件,适用于气体渗碳和液体渗碳工艺。
预冷直接淬火、低温回火
淬火温度800-850℃ 。组织及性能特点:可以减少工件淬火变形,渗层中残余奥
氏体量也可稍有降低,表面硬度略有提高,但奥氏体晶粒没有变化。
适用范围:操作简单,工件氧化、脱碳及淬火变形均小,广泛应用于细晶粒钢制造的各种工具。
一次加热淬火,低温回火
淬火温度820-850℃或780-810℃ 。组织及性能特点:对心部强度要求较高者,采用820-850℃淬火,心部为低碳M,表面要求硬度高者,采用780-810℃淬火可以细化晶粒。
适用范围: 适用于固体渗碳后的碳钢和低合金钢工件、气体、液体渗碳的粗晶粒钢,某些渗碳后不宜直接淬火的工件及渗碳后需机械加工的零件。
4、 渗碳高温回火,一次加热淬火,低温回火
淬火温度840-860℃ 。组织及性能特点:高温回火使M和残余A分解,渗层中碳和合金元素以碳化物形式析出,便于切削加工及淬火后残余A减少。
适用范围:主要用于Cr—Ni合金渗碳工件
二次淬火低温回火
组织及性能特点:第一次淬火(或正火),可以消除渗碳层网状碳化物及细化心部组织(850-870℃),第二次淬火主要改善渗层组织,对心部性能要求不高时可在材料的Ac1—Ac3之间淬火,对心部性能要求高时要在Ac3以上淬火。
适用范围:主要用于对力学性能要求很高的重要渗碳件,特别是对粗晶粒钢。但在渗碳后需经过两次高温加热,使工件变形和氧化脱碳增加,热处理过程较复杂。
二次淬火冷处理低温回火
组织及性能特点:高于Ac1或Ac3(心部)的温度淬火,高合金表层残余A较多,经冷处理(-70℃/-80℃)促使A转变从而提高表面硬度和耐磨性。
适用范围:主要用于渗碳后不进行机械加工的高合金钢工件。
7、 渗碳后感应加热淬火低温回火
组织及性能特点:可以细化渗层及靠近渗层处的组织。淬火变形小,不允许硬化的部位不需预先防渗。
适用范围:各种齿轮和轴类
Ⅸ 什么钢质渗碳耐磨性强
主要就是渗碳以后钢材表面硬度增加,工件渗碳淬火后的表层显微组织主要为高硬度的马氏体加上残余奥氏体和少量碳化物。由于表面硬度增加于是增加了耐磨性。
渗碳:是对金属表面处理的一种,采用渗碳的多为低碳钢或低合金钢,具体方法是将工件置入具有活性渗碳介质中,加热到900--950摄氏度的单相奥氏体区,保温足够时间后,使渗碳介质中分解出的活性碳原子渗入钢件表层,从而获得表层高碳,心部仍保持原有成分。 这是金属材料常见的一种热处理工艺,它可以使渗过碳的工件表面获得很高的硬度,提高其耐磨程度。
相似的还有低温渗氮处理。
渗碳是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层,再经过淬火和低温回火,使工件的表面层具有高硬度和耐磨性,而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。
渗碳零件的材料 一般选用低碳钢或低碳合金钢(含碳量小於0.25%)。渗碳后必须进行淬火才能充分发挥渗碳的有利作用。工件渗碳淬火后的表层显微组织主要为高硬度的马氏体加上残余奥氏体和少量碳化物﹐心部组织为韧性好的低碳马氏体或含有非马氏体的组织﹐但应避免出现铁素体。一般渗碳层深度范围为0.8~1.2毫米﹐深度渗碳时可达2毫米或更深。表面硬度可达HRC58~63﹐心部硬度为HRC30~42。渗碳淬火后﹐工件表面产生压缩内应力﹐对提高工件的疲劳强度有利。因此渗碳被广泛用以提高零件强度﹑冲击韧性和耐磨性﹐借以延长零件的使用寿命。
Ⅹ 渗碳钢表面渗碳后,其心部组织和渗碳层有很大差别,它们之间的弹性模量是如何比较的
1. 根据经典的弹塑性变形理论,可以通过测量表面硬度来得到表面弹性模量,从而与体相材料的弹性模量比较。
2. 肯定会造成应力集中,所以要求表面硬化时形成压应力,以抵消服役时产生的应力集中。