1. Bevezetés
Az elmúlt évszázad során, 8620 ötvözött acél igénylő iparágakban igáslóként szerzett hírnevet esetedzett, nagy szilárdságú alkatrészek– az autóipari hajtóművektől a nehézgépek tengelyéig.
Először a 20. század közepén fejlesztették ki, 8620 alá esik SAE J403 nómenklatúra rendszer (gyakran párhuzamba állítják ASTM A681 vagy AISI osztályozások) mint a alacsony ötvözetű, karburáló fokozat acél.
Kiegyensúlyozott kémiája – mérsékelt széntartalom, nikkellel megnövelve, króm,
és molibdén – lehetővé teszi mélytokos karburálás és az azt követő kioltási/temperációs ciklusok, amelyek a kemény külső tok tetején a képlékeny, kemény mag.
Következésképpen, AISI 8620 az acél olyan alkalmazásokban jelenik meg, amelyek igénylik kopásállóság a felszínen feláldozás nélkül ütésállóság belsőleg.
Ez a cikk azt vizsgálja 8620 több nézőpontból – kohászati, mechanikai, feldolgozás, és gazdasági – alapos, szakmai, és hiteles forrás.
2. Kémiai összetétele 8620 Ötvözött acél
| Elem | Tipikus hatótávolság (WT %) | Szerep / Hatás |
|---|---|---|
| Szén (C) | 0.18 - - 0.23 | – Keményedést biztosít a karburálás után – Martenzites tokot képez az oltás során – Az alacsony széntartalom strapabíró, képlékeny mag |
| Mangán (MN) | 0.60 - - 0.90 | – Olvadáskor deoxidálószerként működik – Elősegíti az ausztenit képződését, a keményíthetőség javítása – Növeli a szakítószilárdságot és a szívósságot |
| Szilícium (És) | 0.15 - - 0.35 | – Deoxidálószerként és kénmódosítóként szolgál - Növeli az erőt és a keménységet – Javítja a temperálási reakciót |
| Nikkel (-Ben) | 0.40 - - 0.70 | – Növeli a mag szívósságát és ütésállóságát – Mélyíti az edzhetőséget az egységes magmartenzit érdekében – Kissé javítja a korrózióállóságot |
Króm (CR) |
0.40 - - 0.60 | – Elősegíti a tok edzhetőségét és kopásállóságát – Keményfémötvözeteket képez, amelyek növelik a felületi keménységet – Hozzájárul a temperálás stabilitásához |
| Molibdén (MO) | 0.15 - - 0.25 | – Növeli az edzhetőséget és a keménység mélységét – Javítja a magas hőmérsékletű szilárdságot és a kúszásállóságot – Finomítja a szemcseméretet |
| Réz (CU) | ≤ 0.25 | – Szennyeződésként működik – Kissé javítja a korrózióállóságot – Minimális hatás az edzhetőségre vagy a mechanikai tulajdonságokra |
| Foszfor (P) | ≤ 0.030 | – Szennyeződés, amely növeli az erőt, de csökkenti a szívósságot – Alacsonyan kell tartani, hogy elkerüljük a mag ridegségét |
| Kén (S) | ≤ 0.040 | – A megmunkálhatóságot javító szennyeződés mangán-szulfidok képzésével – A túlzott S rövidülést okozhat; szabályozott a rugalmasság fenntartása érdekében |
| Vas (FE) | Egyensúly | – Alapmátrix elem – Minden ötvöző adalékot hordoz, és meghatározza a teljes sűrűséget és modulust |
3. Fizikai és mechanikai tulajdonságai 8620 Ötvözött acél
Az alábbiakban egy táblázat található, amely összefoglalja a legfontosabb fizikai és mechanikai tulajdonságait 8620 ötvözött acél annak normalizált (mag) és esetedzett (karburált + kioltott + edzett) körülmények:
| Ingatlan | Normalizált (Mag) | Carburized Case | Jegyzet |
|---|---|---|---|
| Sűrűség (R -tól) | 7.85 G/cm³ | 7.85 G/cm³ | Minden körülmények között azonos alapsűrűség |
| Hővezető képesség (20 ° C) | 37–43 W/m·K | 37–43 W/m·K | Gyengén ötvözött acélokra jellemző |
| Fajlagos hő (cₚ) | 460 J/kg·K | 460 J/kg·K | Az értékek hőkezelés után elhanyagolható mértékben változnak |
| Rugalmassági modulus (E) | 205-210 GPa | 205-210 GPa | Lényegében állandó marad |
| Termikus tágulási együttható (20–100 °C) | 12.0–12,5 × 10⁻⁶ /°C | 12.0–12,5 × 10⁻⁶ /°C | Felületkezelések nem befolyásolják |
Szakítószilárdság (UTS) |
550–650 MPA | 850-950 MPa | Mag (normalizálva) VS. ügy (felület) carburize után + eloltás + indulat |
| Hozamszilárdság (0.2% ellensúlyozás) | 350-450 MPa | 580-670 MPa | A maghozam normalizált állapotban; esethozam Q után&T |
| Meghosszabbítás (-ben 50 mm-es mérő) | 15-18% | 12-15% | A mag megtartja a nagyobb rugalmasságot; tok kissé alacsonyabban, de még mindig képlékeny az edzett réteg körül |
| Keménység (HB) | 190-230 HB | - - | Normalizált keménység karburálás előtt |
| A ház felületének keménysége (HRC) | - - | 60–62 HRC | Közvetlen felületen mérve a Q után&T |
| Magkeménység (HRC) | - - | 32–36 HRC | A Q után ~ 5-10 mm-rel a felület alatt mérve&T |
Hatékony ügymélység |
- - | 1.5-2,0 mm (50 HRC) | Mélység, amelynél a keménység ~-ra esik 50 HRC |
| Charpy V-bevágású ütés (20 ° C) | 40– 60 J | Mag: ≥ 35 J; Ügy: 10– 15 J | A mag szívóssága továbbra is magas; eset nehezebb és kevésbé kemény |
| Forgó hajlítási kifáradási határ (R = –1) | ~ 450-500 MPa | ~ 900–1000 MPa | A keményített felület nagymértékben javítja a fáradásállóságot |
| Nyomószilárdság | 600–700 MPa | 900–1100 MPa | A tok összenyomása ~3× maghúzó; magkompresszió ~3× maghúzás |
| Kopásállóság | Mérsékelt | Kiváló | A ~60 HRC felületi keménység magas kopásállóságot biztosít |
Jegyzet:
- Minden érték hozzávetőleges, és a pontos feldolgozási paraméterektől függ (PÉLDÁUL., temperálási hőmérséklet, oltóközeg).
- A normalizált tulajdonságok a karburálatlant képviselik, lágyított állapot. A karburált ház értékei a tipikus gázkarburálást tükrözik (0.8–1.0 % C eset), olaj/oltás + indulat (180 ° C) ciklusok.
- A kifáradási és ütési értékek standard próbatesteket feltételeznek; a valós komponensek a maradék feszültségek és a geometria miatt változhatnak.
4. Hőkezelése és felületi keményítése 8620 Ötvözött acél
Általános hőkezelési ciklusok
Ausztenitesítő
- Hőmérsékleti tartomány: 825-870 °C, szakasz méretétől függően (vastagabb szakaszok esetén magasabb a teljes ausztenitesedés biztosítása érdekében).
- Tartsa az időt: 30–60 perc, egyenletes ausztenit szemcseképződést biztosítva.
- Megfontolások: A túl magas hőmérséklet vagy a túlzott tartás a szemek feldurvulását okozhatja, a szívósság csökkentése.
Eloltás
- Közepes: Közepes viszkozitású olaj (PÉLDÁUL., ISO 32–68) vagy polimer alapú kioltószerek a torzítás csökkentésére, Különösen az összetett geometriákban.
- Cél magkeménység: ~32-36 HRC temperálás után.
Edzés
- Hőmérsékleti tartomány: 160–200 °C karburált alkatrészeknél (kemény tok megőrzésére), vagy 550–600 °C az átkeményedett követelményekhez.
- Tartsa az időt: 2– 4 óra, majd a léghűtés követte.
- Eredmény: Kiegyensúlyozza a keménységet a szívóssággal – magasabb hőmérsékleten (550 ° C) képlékenyebb magot, de lágyabb felületet eredményez.
Karburálási eljárások
Pack Carburizing
- Eljárás: Az alkatrészek beburkolása szén alapú kiszerelésben 900-930 °C-on 6-24 órán keresztül (a kívánt ügymélységtől függően), majd kioltjuk.
- Pro/Cons: Olcsó felszerelés, de változó esetegységesség és nagyobb torzítás.
Gázkarburálás
- Eljárás: A szabályozott atmoszférájú kemencék széntartalmú gázokat vezetnek be (metán, propán) 920-960 °C-on; tokmélység gyakran 0,8-1,2 mm 4-8 óra alatt.
- Előnyök: Pontos szén-dioxid potenciál, minimális torzítás, ismételhető ügymélységek.
Vákuumos karburálás (Alacsony nyomású karburálás, LPC)
- Folyamat: Karburálás alacsony nyomáson, nagy tisztaságú technológiai gázok 920–940 °C-on, ezt követi a gyors nagynyomású gázoltás.
- Előnyök: Kiváló tok egyformaság (± 0,1 mm), csökkent oxidáció („fehér réteg” minimálisra csökkentve), és szigorú torzításszabályozás, magasabb felszerelési költségek mellett.
Mikrostrukturális változások a karburálás során, Eloltás, és Temperálás
- Karburizálás: Bevezeti a szén gradienst (felület ~0,85-1,0% C lefelé a mag ~0,20% C), ausztenites tokréteget képezve.
- Eloltás: A karburált tokot alakítja át martenzit (60–62 HRC), míg a mag átalakul a vegyes martenzit temperált martenzit vagy bainit (a kioltás súlyosságától függően).
- Edzés: Csökkenti a maradék feszültségeket, visszatartott ausztenitet alakít át, és lehetővé teszi a karbid kicsapódását (Fe₃c, Cr-ben gazdag karbidok) a szívósság javítására.
Az ideális temperálási ciklus (180-200 °C-ra 2 órák) esetet eredményez finom keményfém elosztás és egy képlékeny mag.
A tokos keményítés előnyei az átkeményítéssel szemben
- Felületi keménység (60–62 HRC) ellenáll a kopásnak és a kopásnak.
- Core szívósság (32–36 HRC) elnyeli az ütéseket és megakadályozza a katasztrofális rideg meghibásodást.
- Maradék stressz kezelése: A megfelelő temperálás csökkenti a kioltás okozta feszültségeket, minimális alkatrésztorzuláshoz és magas kifáradási élettartamhoz vezet.
A torzítás szabályozása és a maradék stressz kezelése
- Quench Medium Selection: Olaj vs. polimer vs. gázoltás – mindegyik más-más hűtési görbét hoz létre.
Polimer oltóanyagok (PÉLDÁUL., 5– 15% polialkilénglikol) gyakran csökkenti a vetemedést az olajhoz képest. - Fixture Design: Az egyenletes alátámasztás és a minimális visszatartás a kioltás során csökkenti a hajlítást vagy csavarodást.
- Több temperálási lépés: Az első alacsony hőmérsékletű hőmérséklet stabilizálja a martenzitet, ezt követi a magasabb hőmérsékletű hőmérséklet a maradék feszültség további csökkentése érdekében.
5. Korrózióállóság és környezeti teljesítmény
Atmoszférikus és vizes korrózió
Mint a gyengén ötvözött acél, 8620 légköri körülmények között mérsékelt korrózióállóságot mutat. Viszont, védetlen felületek oxidálódhat (rozsda) pár óra alatt párás környezetben.
Vizes vagy tengeri környezetben, a korrózió sebessége felgyorsul a klorid támadás miatt.
Tipikus kioltott és temperált felület (32 HRC) -ben 3.5% Nátékol 25 A °C ~0,1-0,3 mm/év egyenletes korróziót mutat.
Következésképpen, védőbevonatok (foszfát, festék, vagy galvanizált Zn/Ni) gyakran megelőzik a korrozív körülmények között végzett szervizelést.
Stressz-korróziós repedésérzékenység
8620’s mérsékelt szívósságú utókarburálás segít ellenállni feszültség-korróziós repedés (SCC) jobb, mint a magas széntartalmú acélok, de elővigyázatosság szükséges kloridban gazdag vagy maró hatású környezetben, húzófeszültséggel kombinálva.
A tesztek azt mutatják vékony karburált részek (< 4 mm) sebezhetőbbek, ha nem teljesen edzettek. A pH-szabályozott inhibitorok és a katódos védelem mérséklik az SCC-t a kritikus alkalmazásokban.
Védőbevonatok és felületkezelések
- Foszfát átalakító bevonatok: Vas-foszfát (FePO4) címen jelentkezett 60 °C for 10 perc alatt 2-5 µm vastagságú réteget eredményez, javítja a festék tapadását és a kezdeti korrózióállóságot.
- Por bevonat / Nedves festés: Epoxi-poliészter porok kikeményedett 180 °C 50-80 µm-es gátvédelmet biztosít, ideális kültéri vagy enyhén korrozív környezethez.
- Galvanizált Cink vagy nikkel: Vékony (< 10 µm) savas pácolás után felvitt fémrétegek – a cink áldozati védelmet nyújt, míg a nikkel növeli a kopás- és korrózióállóságot.
Magas hőmérsékletű oxidáció és vízkőképződés
Folyamatos szervizben fent 300 ° C, 8620 sűrű oxid képződhet (skála) rétegek, akár fogyáshoz vezet 0.05 mm/év at 400 ° C.
A molibdén-adalékok némileg javítják az oxidációval szembeni ellenállást, de tartós, magas hőmérsékletű használatra (> 500 ° C), a rozsdamentes vagy nikkel alapú ötvözetek előnyösek.
6. Hegeszthetősége és gyártása 8620 Ötvözött acél
Előmelegítjük, Interpass, és PWHT-ajánlások
- Előmelegítés: 150-200 °C hegesztés előtt csökkenti a termikus gradienst és lassítja a lehűlést, hogy megakadályozza a martenzit kialakulását a hőhatás zónában (HAC).
- Átmeneti hőmérséklet: Fenntartja a 150–200 °C-ot többjáratú hegesztéseknél a HAZ keménység minimalizálása érdekében.
- Hegesztést követő hőkezelés (Pwht): Az 550–600 °C-on 2–4 órán át tartó feszültségcsökkentő temper biztosítja a HAZ szívósságot és csökkenti a maradék feszültségeket.
Általános hegesztési eljárások
- Árnyékolt fém ívhegesztés (SMAW): Alacsony hidrogéntartalmú elektródák használata (PÉLDÁUL., E8018-B2) 500-550 MPa szakítószilárdságot biztosít hegesztett fémben.
- Fém ívhegesztés gázzal (GMAW/MIG): Folyasztószeres (ER80S-B2) vagy tömör vezetékek (ER70S-6) kiváló minőségű hegesztési varratokat készíteni minimális fröcskölés mellett.
- Gázvolfrám ívhegesztés (GTAW/TIG): Pontos vezérlést biztosít, különösen vékony profilokhoz vagy rozsdamentes fedőrétegekhez.
Hegesztett fém kiválasztása
Az előnyben részesített töltőfémek közé tartoznak 8018 vagy 8024 sorozat (SMAW) és ER71T-1/ER80S-B2 (Harapás).
Ezek megfelelő edzhetőségi és temperálási jellemzőkkel rendelkeznek, biztosítva, hogy a hegesztés és a HAZ ne váljon rideggé a PWHT után.
7. Alkalmazások és ipari felhasználási esetek
Autóipari alkatrészek
- Fogaskerekek és fogaskerekek: Karburált tok (0.8-1,2 mm mélység) magfeszültség-mentesített hozammal felületi kopásállóság és mag ütéselnyelés– Ideális átvitelekhez.
- Kormánytengelyek és naplók: Használja ki a nagy kifáradásos élettartamot és szívósságot, a kormányrendszerek biztonságának biztosítása.
Nehézgépek és építőipari berendezések
- Lánctalpas görgős tengelyek és perselyek: Magas felületi keménység (> 60 HRC) felveszi a harcot a kopásos kopás ellen zord körülmények között.
- Vödörcsapok és csuklócsapok: A mag szívóssága megakadályozza a katasztrofális meghibásodást nagy ütési terhelés esetén.
Olaj- és gázfúró szerszámok
- Fúró nyakörvek és alátétek: Forgó hajlítási kifáradási ellenállást igényel; 8620A karburált felület csökkenti a kopást fúrósáros környezetben.
- Csatlakozók és menetes csatlakozások: Használja ki a korrózióálló bevonatokat és a keményített meneteket a nagynyomású szolgáltatáshoz.
Csapágyak, Targoncaoszlopok, és Pivots
- Csapágyversenyek: Carburized 8620 nagy fordulatszám mellett ellenáll a kiütéseknek és a kipattogzásnak.
- Árboc csúszó blokkok: A mag nagy rugalmassága elnyeli az ütéseket, míg az edzett felületek csökkentik az epedést.
8. Összehasonlítások más karburáló ötvözetekkel
Karburizáló minőségű acél meghatározásakor, A mérnökök gyakran több ötvözetet is kiegyensúlyoznak költség, mechanikai teljesítmény, keménységi mélység, és szívósság.
Alatt, összehasonlítjuk 8620 ötvözött acél – az egyik legszélesebb körben használt tokos edzési minőség – három általános alternatívával: 9310, 4140, és 4320.
| Kritérium | 8620 | 9310 | 4140 | 4320 |
|---|---|---|---|---|
| Ötvözet tartalom | Mérsékelt Ni/Cr/Mo | Magas Ni (1.65–2,00%), magasabb Mo | Cr/Mo, nem Ni, magasabb C | Hasonló a 8620, szigorúbb S/P vezérlők |
| Ügy mélysége (-hoz 50 HRC) | ~ 1,5-2,0 mm | ~ 3-4 mm | N/A (átkeményedés ~40 HRC-ig) | ~ 1,5-2,0 mm |
| Core szívósság (Q&T) | UTS 850-950 MPa; Charpy 35–50 J | UTS 950–1050 MPa; Charpy 30–45 J | UTS 1000–1100 MPa; Charpy 25–40 J | UTS 900–1000 MPa; Charpy 40–60 J |
| Felületi keménység (HRC) | 60–62 HRC (karburált) | 62–64 HRC (karburált) | 40–45 HRC (átkeményedés) | 60–62 HRC (karburált) |
Megmunkálhatóság (Normalizált) |
~ 60-65%-a 1212 | ~ 50-60%-a 1212 | ~ 40-45%-a 1212 | ~ 55-60%-a 1212 |
| Torzításvezérlés | Mérsékelt, polyquench kioltás ajánlott | Jó LPC-vel vagy gázoltással | Nagyobb torzítás a nagy szakaszokon | Jobb mint 8620 nagy hegesztéseknél |
| Költség (Nyersanyag alap) | Alapár | +15-25% felett 8620 | Hasonló a 8620 | +5-10% felett 8620 |
| Tipikus használati esetek | Autóipari fogaskerekek, tengelyek, általános részek | Repülési fogaskerekek, szélturbinák fogaskerekei | Főtengelyek, elhuny, nehéz gépalkatrészek | Olajmező berendezések, nagyméretű hegesztett alkatrészek |
A megfelelő ötvözet kiválasztása
Amikor ezek közül a karburáló ötvözetek közül választunk, fontolgat:
Az ügy mélységére vonatkozó követelmények:
- Ha mély esetek (> 3 mm) elengedhetetlenek, 9310 vagy LPC-feldolgozással 8620 jelöltekké váljanak.
- Mérsékelt tokmélységhez (1.5-2,0 mm), 8620 vagy 4320 gazdaságosabbak.
A mag szilárdsága és szívóssága:
- 8620 kielégíti a legtöbb mérsékelt igénybevételű igényt az UTS ~ segítségével 900 MPa a magban.
- 9310 vagy 4320 fokozott szívósságot biztosítanak nagy szakaszokban vagy hegesztett szerelvényekben.
Átkeményedés vs. Case Hardening:
- Amikor a egységes HRC 40–45 elegendő, 4140 gyakran költséghatékonyabb, karburáló lépések kiküszöbölése.
- Ha kopásállóság a munkafelületeken kritikus, 8620/9310/4320 kiváló felületi keménységet biztosítanak.
Költség és elérhetőség:
- Nagy volumenű autóipari alkalmazásokban, ötvözött acél 8620 miatt dominál költség/teljesítmény arány egyensúly.
- 9310 ben indokolt űrrepülés és védelem ahol a teljesítmény felülírja a nyersanyagköltséget.
Hegeszthetőségi és gyártási igények:
- 4320Áhít a szigorúbb szennyeződés-ellenőrzés előnyösebbé teszi nagyméretű hegesztett szerkezetek.
- 8620 könnyebben hegeszthető, mint 9310, amely a nagyobb edzhetőség miatt szigorúbb előmelegítést és áthaladási szabályozást igényel.
9. Következtetés
8620 az ötvözött acél továbbra is a közé tartozik legsokoldalúbb tok-edzés elérhető acélok.
A kiegyensúlyozottságától alacsony szén-dioxid-kibocsátású, többszörösen ötvözött kémia bevált teljesítményéhez karburált, kioltott, és edzett állapot,
8620 megfelel a modern iparágak – az autóipar – szigorú követelményeinek, űrrepülés, nehéz gépek, olaj- és gáz, és azon túl.
A 8620-as ötvözött acél kohászatának megértésével, mechanikai viselkedés, feldolgozási paraméterek, és a fejlődő technológiák,
A mérnökök magabiztosan határozhatnak meg és tervezhetnek olyan nagy teljesítményű alkatrészeket, amelyek megfelelnek napjaink változó igényeinek – és előre látják a holnap kihívásait.
A DEZE kiváló minőséget kínál 8620 Ötvözött acél alkatrészek
-Kor EZ, precíziós tervezésű alkatrészek gyártására specializálódtunk ötvözött acél, megbízható anyag, amely a felületi keménység és a mag szívósságának kivételes kombinációjáról ismert.
Kiválónak köszönhetően karburáló képességek, a miénk 8620 az alkatrészek kiválóak kopásállóság, kifáradási szilárdság, és méretstabilitás, igényes mechanikai alkalmazásoknál is.
A mi haladóink hőkezelési folyamatok, szigorú minőség -ellenőrzés, és házon belüli megmunkálási képességek biztosítsa, hogy minden komponens megfeleljen a legmagasabb iparági szabványoknak.
Akár beszerzést keres autóipar, űrrepülés, nehéz gépek, vagy ipari hajtáslánc-rendszerek.
Miért válassza a DEZE-t? 8620 Ötvözött acél alkatrészek?
- Kiváló tok keményedés ig 60–62 HRC
- Kiváló szívósság és fáradtságállóság
- Egyedi megmunkálás és felületkezelés lehetséges
- Teljesen megfelel ASTM, Fellendülés, és AMS szabványok
- OEM és mennyiségi gyártás támogatása
Tól fogaskerekek és tengelyek -hoz vezérműtengelyek és speciális mechanikai alkatrészek, EZ megbízhatóan szállít, nagy teljesítményű megoldások az Ön igényeire szabva.
Vegye fel velünk a kapcsolatot még ma, hogy többet megtudjon, vagy árajánlatot kérjen.
GYIK – 8620 Ötvözött acél
Miért van 8620 karburizálásra alkalmas acél?
8620 viszonylag alacsony széntartalommal rendelkezik a magban (hozzávetőlegesen. 0.2%), amely fenntartja a hajlékonyságot, míg ötvözőelemei 60-62 HRC-ig mélyedzést tesznek lehetővé.
Ez ideálissá teszi a felületi kopásállóságot anélkül, hogy feláldozná a mag szilárdságát.
Milyen hőkezeléseket alkalmaznak jellemzően 8620 ötvözött acél?
A tipikus kezelések közé tartozik a karburálás, ezt követi az oltás és a temperálás. Ez a folyamat megkeményíti a felületi réteget, miközben puhább marad, képlékenyebb mag.
Normalizálás és lágyítás a karburálás előtt is használható a jobb megmunkálhatóság vagy szemcsefinomítás érdekében.7.
Is 8620 könnyen megmunkálható és hegeszthető?
Lágyított állapotban, 8620 jó megmunkálhatóságot mutat. Viszont, a karburálás utáni megmunkálást korlátozni kell a szerszámkopás elkerülése érdekében.
Lágyított vagy normalizált állapotban hegeszthető, de előmelegítést és hegesztés utáni feszültségmentesítést igényel a repedés elkerülése érdekében.
Milyen szabványokat fednek le 8620 ötvözött acél?
Általános előírások a 8620 tartalmaz:
- ASTM A29 / A29M – Általános követelmények
- SAE J404 – Kémiai összetétel
- AMS 6274 / AMS 6276 – Repülési minőségi fokozatok
