8620 Legeringsstål: Förgasningsstål

1. Introduktion

Under det senaste århundradet, 8620 legeringsstål har fått ett rykte som en arbetshäst i branscher som kräver fallhärdad, komponenter med hög toughness- Från fordonskugghjul till tunga maskiner axlar.

Utvecklades först i mitten av 1900-talet, 8620 faller under SAE J403 nomenklatursystem (ofta parallellt med ASTM A681 eller AISI -klassificeringar) som en låglegering, förgasningsgrad stål.

Dess balanserade kemi - måttligt kolinnehåll förstärkt av nickel, krom,

och molybden - aktiveras förgasning och efterföljande släcknings-/temperaturcykler som producerar en hårt externt fall ovanpå a Hertig, tuff kärna.

Följaktligen, Aisi 8620 Stål visas i applikationer som kräver slitbidrag på ytan utan att offra inverkan motståndskraft internt.

Den här artikeln utforskar 8620 från flera utsiktspunkter - metallurgiska, mekanisk, bearbetning, och ekonomisk - för att ge en grundlig, professionell, och trovärdig resurs.

2. Kemisk sammansättning av 8620 Legeringsstål

3. Fysiska och mekaniska egenskaper hos 8620 Legeringsstål

Nedan är en tabell som sammanfattar viktiga fysiska och mekaniska egenskaper hos 8620 legeringsstål i dess normaliserade (kärna) och fallhärdad (förfallna + släckt + tempererad) villkor:

Anteckningar:

• Alla värden är ungefärliga och beror på exakta behandlingsparametrar (TILL EXEMPEL., härdningstemperatur, släckmedium).
• Normaliserade egenskaper representerar de icke-karburerade, glödgat tillstånd. Förgasade fallvärden återspeglar typisk gasförburning (0.8–1.0 % C), olje/släckning + humör (180 ° C) cykler.
• Trötthets- och påverkningsvärden antar standardprover; Verkliga komponenter kan variera på grund av återstående spänningar och geometri.

4. Värmebehandling och ythärdning av 8620 Legeringsstål

Vanliga värmebehandlingscykler

Austenitiserande

• Temperaturområde: 825–870 ° C, beroende på sektionsstorlek (högre för tjockare sektioner för att säkerställa full austenitisering).
• Hålla tid: 30–60 minuter, säkerställa enhetlig austenitkornbildning.
• Hänsyn: För hög temperatur eller överdrivet grepp kan orsaka grovt grovt, Minska seghet.

Släckning

• Medium: Olja av medelviskositet (TILL EXEMPEL., ISO 32–68) eller polymerbaserade kylmedel för att minska snedvridningen, särskilt i komplexa geometrier.
• Målkärnan hårdhet: ~ 32–36 HRC efter härdning.

Härdning

• Temperaturområde: 160–200 ° C för förgasade delar (För att bevara ett hårt fall), eller 550–600 ° C för genomgående hårda krav.
• Hålla tid: 2–4 timmar, följt av luftkylning.
• Resultat: Balanserar hårdhet med seghet - högre temp Temper (550 ° C) ger mer duktil kärna men mjukare yta.

Förgasningsförfaranden

Förgasning

• Förfarande: Inneslutande delar i kolbaserade förpackningar vid 900–930 ° C under 6–24 timmar (Beroende på önskat falldjup), släcka sedan.
• För-/nackdelar: Lågkostnadsutrustning, men varierande fall enhetlighet och större snedvridning.

Gasförgasning

• Förfarande: Kontrollerade atmosfärsugnar introducerar kolbärande gaser (metan, propan) vid 920–960 ° C; falldjup ofta 0,8–1,2 mm på 4–8 timmar.
• Fördelar: Exakt koldioxidpotential, minimal distorsion, repeterbara falldjup.

Vakuumförgasning (Lågtrycksförgasning, Lpc)

• Behandla: Förgasning under lågtryck, Högreningsprocessgaser vid 920–940 ° C, följt av snabb högtrycksgassläckning.
• Gynn: Utmärkt fall enhetlighet (± 0,1 mm), minskad oxidation ("Vitt lager" minimerade), och snäv distorsionskontroll, till högre utrustningskostnader.

Mikrostrukturella förändringar under förgasning, Släckning, och härdning

• Carburizing: Introducerar en kolgradient (yta ~ 0,85–1,0% C ner till kärnan ~ 0,20% C), bildar ett austenitiskt fallskikt.
• Släckning: Förvandlar det förgasade fallet till martensit (60–62 HRC), Medan kärnan konverterar till en blandad martensit-tempererad martensit eller bainit (Beroende på släckningens svårighetsgrad).
• Härdning: Minskar återstående spänningar, konverterade behållna austenit, och tillåter karbidutfällning (Fe₃c, Cr-rika karbider) För att förbättra segheten.
  Den ideala temperaturcykeln (180–200 ° C för 2 timme) ger ett fall med Fin karbidistribution och en duktil kärna.

Fördelar med fallhärdning kontra genomgående hårdning

• Ythårdhet (60–62 HRC) motstår slitage.
• Kärnans seghet (32–36 HRC) absorberar påverkan och förhindrar katastrofalt sprött misslyckande.
• Reststresshantering: Korrekt härdning minskar släckningsinducerade spänningar, vilket leder till minimal delförvrängning och hög trötthetsliv.

Distorsionskontroll och återstående stresshantering

• Släckmediumval: Oljevatser. polymer vs. GASSKYR - Varje producerar olika kylkurvor.
  Polymerkylar (TILL EXEMPEL., 5–15% polyalkylenglykol) Minska ofta vridning relativt olja.
• Fixturdesign: Enhetlig stöd och minimal återhållsamhet under släckning minskar böjningen eller vridningen.
• Flera härdningssteg: En första låg temperaturtemperatur stabiliserar martensit, följt av ett högre temperatur för att minska återstående stress ytterligare.

5. Korrosionsmotstånd och miljöprestanda

Atmosfärisk och vattenhaltig korrosion

Som en stål med låglögt, 8620 uppvisar måttlig korrosionsbeständighet under atmosfäriska förhållanden. Dock, oskyddade ytor kan oxidera (rost) Inom några timmar i fuktiga miljöer.

I vattenhaltiga eller marina miljöer, Korrosionshastigheter accelereras på grund av kloridattack.

En typisk askyld och härdad yta (32 Hrc) i 3.5% NACL på 25 ° C visar ~ 0,1–0,3 mm/år enhetlig korrosion.

Följaktligen, skyddsbeläggningar (fosfat, måla, eller elektropläterad Zn/Ni) föregå ofta service i frätande miljöer.

Stress-korrosionsprickande känslighet

8620Måttlig seghet efter karburering hjälper till att motstå stresskorrosionsprick (SCC) Bättre än högkolstål, Men försiktighet krävs i kloridrika eller kaustiska miljöer i kombination med dragspänning.

Testning indikerar det tunna halsiserade sektioner (< 4 mm) är mer sårbara om inte helt härdade. pH-kontrollerade hämmare och katodiskt skydd mildrar SCC i kritiska tillämpningar.

Skyddsbeläggningar och ytbehandlingar

• Fosfatomvandlingsbeläggningar: Järnfosfat (Bepo) tillämpad på 60 ° C för 10 minuter ger ett 2–5 um skikt, Förbättra färgadhesion och initial korrosionsbeständighet.
• Pulverbeläggning / Våtmålning: Epoxipolyesterpulver botade vid 180 ° C tillhandahåller 50–80 um barriärskydd, Perfekt för utomhus eller milt frätande miljöer.
• Elektropläterad Zink eller nickel: Tunn (< 10 um) Metallskikt som appliceras efter syrans betning - Zink ger offerskydd, Medan nickel förbättrar slitage och korrosionsmotstånd.

Högtemperaturoxidation och skalning

I kontinuerlig tjänst ovan 300 ° C, 8620 kan bilda tjock oxid (skala) lager, vilket leder till viktminskning av upp till 0.05 mm/år kl 400 ° C.

Molybdentillägg förbättrar något oxidationsmotstånd, Men för långvarig användning av högt temperatur (> 500 ° C), rostfria eller nickelbaserade legeringar föredras.

6. Svetsbarhet och tillverkning av 8620 Legeringsstål

Förvärma, Övergå, och PWHT -rekommendationer

• Förvärmning: 150–200 ° C före svetsningen minskar termiska gradienter och bromsar kylning för att förhindra martensit i den värmepåverkade zonen (Had).
• Interpassera temperaturen: Håll 150–200 ° C för flerpasssvetsar för att minimera HAZ-hårdhet.
• Värmebehandling efter svets (Pht): Ett stressavlastningstemperatur vid 550–600 ° C under 2–4 timmar säkerställer HAZ-seghet och minskar återstående spänningar.

Vanliga svetsprocesser

• Svetsning (Smaw): Med hjälp av lågväteelektroder (TILL EXEMPEL., E8018-b2) ger draghållfastheter på 500–550 MPa i svetsmetall.
• Gasmetallbågsvetsning (GMAW/MIG): Flödeshärda (ER80S-B2) eller solida ledningar (ER70S-6) producera svetsar av hög kvalitet med minimal sprut.
• Gas volframbågsvetsning (Gtaw / turn): Erbjuder exakt kontroll, särskilt för tunna sektioner eller rostfria överlägg.

Svetsmetallval

Föredragna fyllmedelsmetaller inkluderar 8018 eller 8024 serie (Smaw) och ER71T-1/ER80S-B2 (Gäver).

Dessa har matchande härdbarhet och härdande egenskaper, Se till att svet och Haz inte blir spröda efter PWHT.

7. Ansökningar och branschanvändningsfall

Bilkomponenter

• Kugghjul och kugghjul: Brödsfall (0.8–1.2 mm djup) med kärnstressavlastad utbyte Ytslitage motstånd och grundläggande stötdämpning—IDEAL FÖR SANTERNINGAR.
• Styraxlar och tidskrifter: Dra nytta av liv och seghet med hög trötthet, säkerställa säkerhet i styrsystem.

Tunga maskiner och konstruktionsutrustning

• Spåra rullarsaxlar och bussningar: Hög ythårdhet (> 60 Hrc) bekämpar slipning av slipning under hårda förhållanden.
• Hinkstift och gångjärnsstift: Kärnsäkerhet förhindrar katastrofalt fel under högeffektbelastning.

Olje- och gasborrverktyg

• Borrhalsar och sub: Kräver roterande böjtrötthetsmotstånd; 8620Förgasad yta minskar slitage i borrmiljöer.
• Kopplingar och gängade anslutningar: Dra nytta av korrosionsbeständiga beläggningar och fallhärdade trådar för högtryckstjänst.

Skål, Gaffeljustmaster, och pivots

• LESING RACES: Förfallna 8620 motstår pitting och spallning under höga varvtalsförhållanden.
• Mast Slide Blocks: Hög kärna duktilitet absorberar chock, Medan härdade ytor minskar galling.

8. Jämförelser med andra förgasningslegeringar

När du specificerar ett förgasningsstål, ingenjörer utvärderar ofta flera legeringar för att balansera kosta, mekanisk prestanda, hårdhetsdjup, och seghet.

Nedan, Vi jämför 8620 Alloy Steel-en av de mest använda fallhärdande betyg-med tre vanliga alternativ: 9310, 4140, och 4320.

Välj rätt legering

När du väljer mellan dessa förgasningslegeringar, överväga:

Falldjupkrav:

• Om djupa fall (> 3 mm) är viktiga, 9310 eller LPC-bearbetad 8620 bli kandidater.
• För måttligt falldjup (1.5–2,0 mm), 8620 eller 4320 är mer ekonomiska.

Kärnstyrka och seghet:

• 8620 uppfyller de flesta måttliga behov med UTS ~ 900 MPA i kärnan.
• 9310 eller 4320 Erbjuda förbättrad seghet i stora sektioner eller svetsade enheter.

Genom att hindra vs. Fallhärdning:

• När en enhetlig HRC 40–45 räcker, 4140 är ofta mer kostnadseffektivt, eliminerar förgasningssteg.
• Om slitbidrag på arbetsytor är kritiskt, 8620/9310/4320 Ge överlägsen ythårdhet.

Kostnad och tillgänglighet:

• I högvolymbila applikationer, legeringsstål 8620 dominerar på grund av dess kostnad till prestanda balans.
• 9310 är motiverad i flyg- och försvar Där prestanda ersätter råvarukostnad.

Svetsbarhets- och tillverkningsbehov:

• 4320S stramare föroreningsstyrning gör det att föredra i stora svetsade strukturer.
• 8620 är lättare att svetsa än 9310, vilket kräver strängare förvärm- och interpass -kontroller på grund av högre härdbarhet.

9. Slutsats

8620 legeringsstål fortsätter att rankas bland mest mångsidig fallhärdning Stål tillgängliga.

Från dess balanserade lågkol, flernättad kemi till dess beprövade prestanda i förfallna, släckt, och härdat skick,

8620 uppfyller de krävande kraven i moderna industrier - Automotive, flyg-, tunga maskiner, olje och gas, och bortom.

Genom att förstå Alloy Steel 8620: s metallurgi, mekaniskt beteende, bearbetningsparametrar, och utvecklande teknik,

Ingenjörer kan säkert specificera och utforma högpresterande komponenter som uppfyller dagens utvecklande krav-och förutse morgondagens utmaningar.

Deze erbjuder högkvalitativ 8620 Legeringsstålkomponenter

På DETTA, Vi är specialiserade på att producera precisionskonstruerade komponenter gjorda av legeringsstål, ett pålitligt material känt för sin exceptionella kombination av ythårdhet och kärntårighet.

Tack vare dess utmärkta förgasningsförmåga, vår 8620 Delar levererar enastående slitbidrag, trötthetsstyrka, och dimensionell stabilitet, Även i krävande mekaniska tillämpningar.

Vår avancerade värmebehandlingsprocesser, sträng kvalitetskontroll, och interna bearbetningsfunktioner Se till att varje komponent uppfyller de högsta industristandarderna.

Oavsett om du köper efter bil-, flyg-, tunga maskiner, eller industrisystem.

Varför välja Deze's 8620 Legeringsståldelar?

• Överlägset fall härdning upp till 60–62 HRC
• Utmärkt seghet och trötthetsmotstånd
• Anpassade bearbetning och ytbehandlingar tillgängliga
• Helt kompatibelt med Astm, SAE, och AMS -standarder
• OEM och volymproduktionsstöd

Från växlar och axlar till kamaxlar och specialmekaniska delar, DETTA levererar pålitlig, högpresterande lösningar anpassade efter dina behov.

Kontakta oss idag för att lära dig mer eller begära en offert.

 

Vanliga frågor - 8620 Legeringsstål

Varför är 8620 stål lämplig för förgasning?

8620 har ett relativt lågt kolhalt i kärnan (ca. 0.2%), som upprätthåller duktilitet, Medan dess legeringselement möjliggör djupväska som härdar upp till 60–62 HRC.

Detta gör det idealiskt för ytslitebeständighet utan att offra kärnstyrkan.

Vilka värmebehandlingar tillämpas vanligtvis på 8620 legeringsstål?

Typiska behandlingar inkluderar förgasning, följt av släckning och härdning. Denna process härdar ytskiktet medan en mjukare håller en mjukare, mer duktil kärna.

Normalisering och glödgning kan också användas före förgasning för förbättrad bearbetbarhet eller kornförfining.7.

Är 8620 Lätt att mäta och svetsa?

I det glödgade tillståndet, 8620 uppvisar bra bearbetbarhet. Dock, Post-karbureringsbearbetning bör begränsas för att undvika verktygsslitage.

Det kan svetsas i det glödgade eller normaliserade tillståndet men kräver förvärmning och spänningsavlastning efter svetsning för att förhindra sprickor.

Vilka standarder täcker 8620 legeringsstål?

Vanliga specifikationer för 8620 omfatta:

• ASTM A29 / A29m - Allmänna krav
• SAE J404 - Kemisk sammansättning
• AMS 6274 / AMS 6276 - Luftkvalitetskvaliteter