1. Bekendstelling
Oor die afgelope eeu, 8620 legeringsstaal het 'n reputasie verwerf as 'n werkesel in nywerhede wat vereis geval-gehard, hoë taaiheid komponente—van motorratte tot swaar masjinerie-asse.
Die eerste keer ontwikkel in die middel van die 20ste eeu, 8620 val onder die SAE J403 nomenklatuurstelsel (dikwels parallel met ASTM A681 of AISI klassifikasies) as 'n lae-legering, karboniseergraad staal.
Sy gebalanseerde chemie - matige koolstofinhoud aangevul met nikkel, chroom,
en molibdeen - maak dit moontlik diepverkoeling en daaropvolgende blus/temper-siklusse wat a harde eksterne omhulsel bo-op a Hertoges, taai kern.
Gevolglik, Aisi 8620 staal verskyn in toepassings wat vereis dra weerstand op die oppervlak sonder om op te offer impak veerkragtigheid intern.
Hierdie artikel ondersoek 8620 van verskeie uitkykpunte—metallurgies, meganies, verwerking, en ekonomiese-om 'n deeglike, professionele, en geloofwaardige hulpbron.
2. Chemiese samestelling van 8620 Legeringsstaal
| Element | Tipiese reeks (wt %) | Rol / Uitwerking |
|---|---|---|
| Koolstof (C) | 0.18 - 0.23 | - Bied verhardbaarheid na verkoeling – Vorm martensietiese omhulsel tydens blus – Lae kern koolstof verseker 'n taai, rekbare kern |
| Mangaan (Mn) | 0.60 - 0.90 | – Dien as 'n deoksideermiddel tydens smelting – Bevorder austenietvorming, verhardbaarheid te verbeter - Verhoog treksterkte en taaiheid |
| Silikon (En) | 0.15 - 0.35 | – Dien as 'n deoksideermiddel en swaelmodifiseerder - Verhoog sterkte en hardheid - Verbeter temperreaksie |
| Nikkel (In) | 0.40 - 0.70 | - Verhoog kerntaaiheid en impakweerstand – Verdiep verhardbaarheid vir eenvormige kernmartensiet - Verbeter korrosiebestandheid effens |
Chroom (CR) |
0.40 - 0.60 | - Bevorder verhardbaarheid en slytasieweerstand in die omhulsel – Vorm legeringskarbiede wat oppervlakhardheid verbeter – Dra by tot temperstabiliteit |
| Molibdeen (Mo) | 0.15 - 0.25 | - Verhoog verhardbaarheid en diepte van hardheid - Verbeter hoë temperatuursterkte en kruipweerstand - Verfyn korrelgrootte |
| Koper (CU) | ≤ 0.25 | – Dien as 'n onreinheid - Verbeter effens weerstand teen korrosie – Minimale effek op verhardbaarheid of meganiese eienskappe |
| Fosfor (P) | ≤ 0.030 | – Onsuiwerheid wat sterkte verhoog, maar taaiheid verminder – Laag gehou om brosheid in die kern te vermy |
| Swael (S) | ≤ 0.040 | – Onsuiwerheid wat bewerkbaarheid verbeter deur mangaansulfiede te vorm – Oormatige S kan warm kortheid veroorsaak; beheer om rekbaarheid te handhaaf |
| Strykyster (Fe) | Balans | – Basismatrikselement – Dra alle legeringstoevoegings en bepaal algehele digtheid en modulus |
3. Fisiese en meganiese eienskappe van 8620 Legeringsstaal
Hieronder is 'n tabel wat die belangrikste fisiese en meganiese eienskappe van 8620 legeringstaal in sy genormaliseerde (kern) en geval-gehard (gekarbureer + geblus + getemper) omstandighede:
| Eiendom | Genormaliseer (Kern) | Gekarbureerde geval | Note |
|---|---|---|---|
| Digtheid (r) | 7.85 g/cm³ | 7.85 g/cm³ | Dieselfde basisdigtheid in alle toestande |
| Termiese geleidingsvermoë (20 ° C) | 37–43 W/m·K | 37–43 W/m·K | Tipies vir lae-legeringsstaal |
| Spesifieke hitte (cₚ) | 460 J/kg · k | 460 J/kg · k | Waardes verander weglaatbaar na hittebehandeling |
| Elastiese modulus (E) | 205–210 GPa | 205–210 GPa | Bly in wese konstant |
| Koëffisiënt van termiese uitbreiding (20–100 ° C) | 12.0–12,5 × 10⁻⁶ /°C | 12.0–12,5 × 10⁻⁶ /°C | Onaangeraak deur oppervlakbehandelings |
Trekkrag (Uts) |
550–650 MPa | 850–950 MPa | Kern (genormaliseer) vs. geval (oppervlak) na verkoeling + blus + humeur |
| Opbrengsterkte (0.2% vergoed) | 350–450 MPa | 580–670 MPa | Kernopbrengs in genormaliseerde toestand; saakopbrengs na Q&T |
| Verlenging (in 50 mm maat) | 15–18% | 12–15% | Kern behou hoër rekbaarheid; omhulsel effens laer maar steeds rekbaar rondom verharde laag |
| Hardheid (Hb) | 190–230 HB | - | Genormaliseerde hardheid voor karburasie |
| Case Oppervlakte hardheid (HRC) | - | 60–62 HRC | Gemeet op onmiddellike oppervlak na Q&T |
| Kernhardheid (HRC) | - | 32–36 HRC | Gemeet ~ 5–10 mm onder oppervlak na Q&T |
Effektiewe saakdiepte |
- | 1.5– 2,0 mm (50 HRC) | Diepte waarop hardheid tot ~ val 50 HRC |
| Charpy V-Notch Impak (20 ° C) | 40–60 J | Kern: ≥ 35 J; Geval: 10–15 J | Kerntaaiheid bly hoog; saak is moeiliker en minder moeilik |
| Roterende Buig Moegheid Limiet (R = –1) | ~ 450–500 MPa | ~ 900–1 000 MPa | Geharde oppervlak verbeter aansienlik die weerstand teen moegheid |
| Druksterkte | 600–700 MPa | 900–1 100 MPa | Kompressie ~3× kern treksterkte; kern kompressie ~3× kern trek |
| Dra weerstand | Gematig | Uitmuntend | Oppervlakhardheid van ~60 HRC bied hoë slytasieweerstand |
Note:
- Alle waardes is benaderd en hang af van presiese verwerkingsparameters (Bv., temper temperatuur, blus medium).
- Genormaliseerde eienskappe verteenwoordig die ongekoolde, uitgegloeide toestand. Gekarbureerde omhulselwaardes weerspieël tipiese gasverkoeling (0.8–1.0 % C geval), olie/blus + humeur (180 ° C) siklusse.
- Moegheid en impakwaardes neem standaard toetsmonsters aan; werklike komponente kan verskil as gevolg van oorblywende spanning en geometrie.
4. Hittebehandeling en Oppervlakverharding van 8620 Legeringsstaal
Algemene hittebehandelingsiklusse
Austenitisering
- Temperatuurreeks: 825–870 °C, afhangende van die grootte van die afdeling (hoër vir dikker dele om volle austenitisasie te verseker).
- Hou tyd: 30– 60 minute, verseker eenvormige austenietkorrelvorming.
- Oorwegings: Te hoë temperatuur of oormatige houvas kan graanvergroting veroorsaak, taaiheid te verminder.
Blus
- Medium: Olie van medium viskositeit (Bv., ISO 32–68) of polimeer-gebaseerde blusmiddels om vervorming te verminder, veral in komplekse meetkunde.
- Teiken kernhardheid: ~32–36 HRC na tempering.
Tempeling
- Temperatuurreeks: 160–200 °C vir gekarbureerde onderdele (om 'n harde saak te bewaar), of 550–600 °C vir deurgeharde vereistes.
- Hou tyd: 2– 4 uur, gevolg deur lugverkoeling.
- Resultaat: Balanseer hardheid met taaiheid-hoër temp temper (550 ° C) lewer meer rekbare kern maar sagter oppervlak.
Karburasie prosedures
Pak Carburizing
- Prosedure: Omhul dele in houtskool-gebaseerde pakke by 900–930 °C vir 6–24 uur (afhangende van verlangde saak diepte), blus dan.
- Voor-/nadele: Laekoste toerusting, maar veranderlike saak eenvormigheid en groter vervorming.
Gasvergassing
- Prosedure: Beheerde atmosfeer-oonde stel koolstofdraende gasse in (metaan, propaan) by 920–960 °C; kasdiepte dikwels 0,8–1,2 mm in 4–8 uur.
- Voordele: Presiese koolstofpotensiaal, minimale vervorming, herhaalbare geval dieptes.
Vakuum karbonisering (Laedrukvergassing, LPC)
- Prosesseer: Karburasie onder lae druk, hoësuiwer prosesgasse by 920–940 °C, gevolg deur vinnige hoëdrukgasblus.
- Voordele: Uitstekende saak eenvormigheid (±0,1 mm), verminderde oksidasie ("wit laag" geminimaliseer), en streng vervormingsbeheer, teen hoër toerustingkoste.
Mikrostrukturele veranderinge tydens karbonisering, Blus, en Tempering
- Geklas: Stel 'n koolstofgradiënt bekend (oppervlak ~0.85–1.0% C tot by kern ~0.20% C), die vorming van 'n austenitiese omhulsellaag.
- Blus: Transformeer die gekarbureerde omhulsel na martensiet (60–62 HRC), terwyl die kern omskakel na a gemengde martensiet-getemperde martensiet of bainiet (afhangende van die erns van die blus).
- Tempeling: Verminder oorblywende spanning, bekeerlinge het austeniet behou, en laat karbied neerslag toe (Fe₃c, Cr-ryke karbiede) om taaiheid te verbeter.
Die ideale humeur siklus (180–200 °C vir 2 ure) lewer 'n saak met fyn karbiedverspreiding en 'n rekbare kern.
Voordele van Case Hardening versus Deur-Hening
- Oppervlakhardheid (60–62 HRC) weerstaan slytasie en putvorming.
- Kern Taaiheid (32–36 HRC) absorbeer impak en voorkom katastrofiese bros mislukking.
- Residuele stresbestuur: Behoorlike tempering verminder blus-geïnduseerde spanninge, lei tot minimale deelvervorming en hoë moegheidslewe.
Vervormingsbeheer en Residuele Stresbestuur
- Blus medium seleksie: Olie vs. polimeer vs. gasblus—elkeen produseer verskillende verkoelingskurwes.
Polimeriese blusmiddels (Bv., 5–15% polialkyleenglikol) verminder dikwels kromming relatief tot olie. - Toebehore Ontwerp: Eenvormige ondersteuning en minimale selfbeheersing tydens blus verminder buiging of draai.
- Veelvuldige temperstappe: ’n Eerste lae-temperatuur-tempering stabiliseer martensiet, gevolg deur 'n hoër temperatuur temperament om oorblywende stres verder te verminder.
5. Korrosieweerstand en omgewingsprestasie
Atmosferiese en waterige korrosie
As a lae-legeringsstaal, 8620 toon matige korrosiebestandheid in atmosferiese toestande. Nietemin, onbeskermde oppervlaktes kan oksideer (roes) binne ure in vogtige omgewings.
In waterige of mariene omgewings, korrosietempo versnel as gevolg van chloriedaanval.
'n Tipiese as-gebluste en getemperde oppervlak (32 HRC) in 3.5% NaCl by 25 °C toon ~0.1–0.3 mm/jaar eenvormige korrosie.
Gevolglik, beskermende bedekkings (fosfaat, verf, of gegalvaniseerde Zn/Ni) gaan dikwels diens vooraf in korrosiewe omgewings.
Gevoeligheid vir spanning-korrosie krake
8620se matige taaiheid na-verkoeling help weerstaan spanning-korrosie krake (SCC) beter as hoë-koolstof staal, maar versigtigheid word vereis in chloriedryke of bytende omgewings gekombineer met trekspanning.
Toetsing dui daarop dun gekoolde gedeeltes (< 4 mm) is meer kwesbaar indien nie ten volle getemper nie. pH-beheerde inhibeerders en katodiese beskerming versag SCC in kritieke toepassings.
Beskermende bedekkings en oppervlakbehandelings
- Fosfaat-omskakelingsbedekkings: Yster-fosfaat (FePO₄) toegepas by 60 °C vir 10 minute lewer 'n 2–5 µm laag, die verbetering van verf adhesie en aanvanklike weerstand teen korrosie.
- Poeierbedekking / Nat verf: Epoksie-polyester poeiers genees by 180 °C bied 50–80 µm versperringsbeskerming, ideaal vir buitelug of effens korrosiewe omgewings.
- Gegalvaniseer Sink of nikkel: Dun (< 10 µm) metaallae wat na suurbeitsing toegedien word—sink bied opofferende beskerming, terwyl nikkel slytasie- en korrosiebestandheid verhoog.
Hoë-temperatuur oksidasie en skaalvorming
In deurlopende diens hierbo 300 ° C, 8620 kan dik oksied vorm (skaal) lae, lei tot gewigsverlies van tot 0.05 mm/jaar by 400 ° C.
Molibdeen byvoegings verbeter ietwat weerstand teen oksidasie, maar vir langdurige hoë-temperatuur gebruik (> 500 ° C), vlekvrye of nikkel-gebaseerde legerings word verkies.
6. Sweisbaarheid en vervaardiging van 8620 Legeringsstaal
Voorverhit, Tussengang, en PWHT-aanbevelings
- Voorverhitting: 150–200 °C voor sweiswerk verminder termiese gradiënte en vertraag afkoeling om martensiet in die hitte-geaffekteerde sone te voorkom (Haz).
- Interpass temperatuur: Handhaaf 150–200 °C vir meervoudige sweislasse om HAZ-hardheid te minimaliseer.
- Na-sweishittebehandeling (Pwht): 'n Spanningsverligting temperament by 550–600 °C vir 2–4 uur verseker HAZ-taaiheid en verminder oorblywende spanning.
Algemene sweisprosesse
- Geskermde metaalboog sweiswerk (SMAW): Gebruik lae-waterstof elektrodes (Bv., E8018-B2) lewer treksterktes van 500–550 MPa in sweismetaal.
- Gasmetaalboogsweis (GMAW/MIG): Flux-kern (ER80S-B2) of soliede drade (ER70S-6) produseer hoë kwaliteit sweislasse met minimale spatsels.
- Gas Tungsten Arc Welding (GTAW/TIG): Bied presiese beheer, veral vir dun dele of vlekvrye oorlegsels.
Sweismetaal seleksie
Voorkeur vulmetale sluit in 8018 of 8024 reeks (SMAW) en ER71T-1/ER80S-B2 (Gnaag).
Hierdie het bypassende verhardbaarheid en tempereienskappe, verseker dat sweis en HAZ nie bros word na PWHT nie.
7. Toepassings en nywerheidsgebruiksgevalle
Motoronderdele
- Ratte en tandwiele: Gekoolde omhulsel (0.8–1,2 mm diepte) met kernstres-verligte opbrengs oppervlak slytasie weerstand en kern skok absorpsie- ideaal vir uitsendings.
- Stuurasse en joernale: Vind voordeel uit hoë moegheid en taaiheid, veiligheid in stuurstelsels te verseker.
Swaar Masjinerie en Konstruksie Toerusting
- Spoor rolasse en busse: Hoë oppervlak hardheid (> 60 HRC) bekamp skuurslytasie in moeilike toestande.
- Emmerpenne en skarnierpenne: Kerntaaiheid voorkom katastrofiese mislukking onder hoë-impakladings.
Olie en gas boorgereedskap
- Boorkrage en subs: Vereis roterende buig-moegheidsweerstand; 8620se gekoolde oppervlak verminder slytasie in boormodderomgewings.
- Koppelings en skroefdraadverbindings: Vind baat by korrosiebestande bedekkings en omhulselverharde drade vir hoëdrukdiens.
Rigting, Vurkhysermaste, en Pivots
- Bearing Races: Gekoold 8620 weerstaan pitting en spatsels onder hoë rpm toestande.
- Masskyfieblokke: Hoë kern rekbaarheid absorbeer skok, terwyl verharde oppervlaktes verkalking verminder.
8. Vergelykings met ander karboniserende legerings
Wanneer 'n karbonisering-graad staal gespesifiseer word, ingenieurs evalueer dikwels verskeie legerings om te balanseer koste bereken, Meganiese werkverrigting, hardheid diepte, en taaiheid.
Onder, ons vergelyk 8620 legeringstaal—een van die mees gebruikte kofferverhardingsgrade—met drie algemene alternatiewe: 9310, 4140, en 4320.
| Kriterium | 8620 | 9310 | 4140 | 4320 |
|---|---|---|---|---|
| Allooi inhoud | Matige Ni/Cr/Mo | Hoë Ni (1.65–2,00%), hoër Mo | Kr/Ma, nee Ni, hoër C | Soortgelyk aan 8620, strenger S/P-kontroles |
| Geval Diepte (na 50 HRC) | ~ 1,5–2,0 mm | ~ 3–4 mm | N/A (deurharding tot ~40 HRC) | ~ 1,5–2,0 mm |
| Kern Taaiheid (Q&T) | UTS 850–950 MPa; Charpy 35–50 J | UTS 950–1 050 MPa; Charpy 30–45 J | UTS 1 000–1 100 MPa; Charpy 25–40 J | UTS 900–1 000 MPa; Charpy 40–60 J |
| Oppervlakhardheid (HRC) | 60–62 HRC (gekarbureer) | 62–64 HRC (gekarbureer) | 40–45 HRC (deur-verharding) | 60–62 HRC (gekarbureer) |
Bestuurbaarheid (Genormaliseer) |
~ 60–65% van 1212 | ~ 50–60% van 1212 | ~ 40–45% van 1212 | ~ 55–60% van 1212 |
| Vervormingsbeheer | Gematig, polyquench blus aanbeveel | Goed met LPC of gasblus | Hoër vervorming in groot dele | Beter as 8620 in groot sweiswerk |
| Koste bereken (Grondstofbasis) | Basis prys | +15–25% oor 8620 | Soortgelyk aan 8620 | +5–10% oor 8620 |
| Tipiese gebruiksgevalle | Motor ratte, asse, algemene dele | Lugvaart ratte, windturbine tandwiele | Krukas, skei, swaar masjienonderdele | Olieveld toerusting, groot gelaste dele |
Kies die regte legering
Wanneer jy tussen hierdie karburerende legerings kies, oorweeg:
Geval Diepte Vereistes:
- As diep gevalle (> 3 mm) is noodsaaklik, 9310 of LPC-verwerk 8620 kandidate word.
- Vir matige kasdiepte (1.5– 2,0 mm), 8620 of 4320 meer ekonomies is.
Kernsterkte en taaiheid:
- 8620 voldoen aan die meeste matige diensbehoeftes met UTS ~ 900 MPa in die kern.
- 9310 of 4320 bied verbeterde taaiheid in groot dele of gelaste samestellings.
Deur-verharding vs. Case Verharding:
- Wanneer a uniform MRK 40–45 voldoende is, 4140 is dikwels meer koste-effektief, uitskakeling van karboniseringstappe.
- As dra weerstand op werkoppervlaktes is van kritieke belang, 8620/9310/4320 bied uitstekende oppervlak hardheid.
Koste en Beskikbaarheid:
- In hoëvolume motortoepassings, legeringsstaal 8620 oorheers as gevolg van sy koste-tot-prestasie balans.
- 9310 is geregverdig in lugvaart en verdediging waar prestasie grondstofkoste vervang.
Sweisbaarheid en vervaardigingsbehoeftes:
- 4320se strenger onreinheidsbeheer maak dit verkieslik in groot gelaste strukture.
- 8620 is makliker om te sweis as 9310, wat strenger voorverhitting- en tussendeur-kontroles vereis as gevolg van hoër verhardbaarheid.
9. Konklusie
8620 legeringstaal steeds onder die mees veelsydige geval-verharding staal beskikbaar.
Van sy gebalanseerde lae-koolstof, multi-gelegeerde chemie aan sy bewese prestasie in gekarbureer, geblus, en getemper toestand,
8620 voldoen aan die streng vereistes van moderne nywerhede—motor, lugvaart, swaar masjinerie, olie en gas, en verder.
Deur legeringstaal 8620 se metallurgie te verstaan, meganiese gedrag, verwerking parameters, en ontwikkelende tegnologieë,
Ingenieurs kan met selfvertroue hoëprestasie-komponente spesifiseer en ontwerp wat aan vandag se ontwikkelende eise voldoen - en die uitdagings van môre verwag.
DEZE bied hoë gehalte 8620 Legeringstaalkomponente
Teen Hierdie, ons spesialiseer in die vervaardiging van presisie-gemanipuleerde komponente gemaak van legeringsstaal, 'n betroubare materiaal wat bekend is vir sy uitsonderlike kombinasie van oppervlak hardheid en kern taaiheid.
Danksy sy uitstekende karburasie vermoëns, ons 8620 onderdele lewer uitstaande dra weerstand, moegheidsterkte, en Dimensionele stabiliteit, selfs in veeleisende meganiese toepassings.
Ons gevorderde Hitte -behandelingsprosesse, streng kwaliteit beheer, en interne bewerkingsvermoëns verseker dat elke komponent aan die hoogste industriestandaarde voldoen.
Of jy nou verkry motorvoertuig, lugvaart, swaar masjinerie, of industriële dryfstelsels.
Hoekom kies DEZE's 8620 Legeringstaal onderdele?
- Superior geval verharding tot 60–62 HRC
- Uitstekende taaiheid en weerstand teen moegheid
- Pasgemaakte bewerking en oppervlakbehandelings beskikbaar
- Voldoende aan ASTM, SAE, en AMS-standaarde
- OEM en volume produksie ondersteuning
Van ratte en asse na nokasse en spesiale meganiese onderdele, Hierdie lewer betroubaar, hoëprestasie-oplossings op maat van u behoeftes.
Kontak ons vandag om meer te wete te kom of 'n kwotasie aan te vra.
Gereelde vrae – 8620 Legeringsstaal
Hoekom is 8620 staal geskik vir karburasie?
8620 het 'n relatief lae koolstofinhoud in die kern (ongeveer. 0.2%), wat rekbaarheid handhaaf, terwyl sy legeringselemente diep omhulselharding tot 60–62 HRC moontlik maak.
Dit maak dit ideaal vir oppervlakslytasieweerstand sonder om kernsterkte in te boet.
Waarop hittebehandelings tipies toegepas word 8620 legeringsstaal?
Tipiese behandelings sluit in karbonisering, gevolg deur blus en tempering. Hierdie proses verhard die oppervlaklaag terwyl dit 'n sagter behou, meer rekbare kern.
Normalisering en uitgloeiing kan ook gebruik word voor karbonisering vir verbeterde bewerkbaarheid of graanverfyning.7.
Is 8620 maklik om te masjineer en te sweis?
In die uitgegloeide toestand, 8620 toon goeie verwerkbaarheid. Nietemin, na-verkolende bewerking moet beperk word om gereedskapslytasie te vermy.
Dit kan in die uitgegloeide of genormaliseerde toestand gesweis word, maar vereis voorverhitting en na-sweisspanningsverligting om krake te voorkom.
Wat standaarde dek 8620 legeringsstaal?
Algemene spesifikasies vir 8620 insluit:
- ASTM A29 / A29M – Algemene vereistes
- SAE J404 - Chemiese samestelling
- AMS 6274 / AMS 6276 - Ruimtevaart kwaliteit grade
