 |
|
|
|
Сертификация
- Оставьте нам сообщение
компания Новости
20ХН3М2АЛ Сталь для шестерен, стареющая, азотированная
С непрерывным развитием современных промышленных технологий технология азотирования становится все более заметной в области упрочнения поверхности, особенно для больших, высокоскоростных, тяжелонагруженных и прецизионных шестерен. Однако традиционные азотируемые стали долгое время страдали от "эффекта яичной скорлупы" — тонкого азотированного слоя в сочетании с низкой твердостью матрицы — что ограничивало их применение в условиях больших нагрузок. Чтобы устранить этот пробел, была успешно разработана отечественная сталь для шестерен 20CrNi3Mn2Al, упрочняемая старением. Она сочетает в себе упрочнение старением и азотированием, что позволяет ей частично заменить процессы цементации в больших тяжелонагруженных шестернях. Эта сталь особенно подходит для шестерен, работающих в суровых условиях, таких как водная среда с требованиями по защите от ржавчины, напряжение на поверхности зуба 1160 МПа, модуль 1,5 и твердость поверхности зуба, превышающая 52 HRC.
Основные характеристики азотируемых сталей для шестерен
Азотируемые стали для шестерен должны соответствовать следующим основным требованиям:
- Отличная обрабатываемость: Твердость заготовок шестерен должна составлять от 30 до 36 HRC (от 283 до 332 HB) для облегчения операций обработки.
- Синергетическое упрочнение: Состав сплава должен обеспечивать как упрочнение старением, так и упрочнение азотированием, сохраняя при этом высокую прочность и ударную вязкость, что обеспечивает быстрое глубокое азотирование.
- Высокая производительность: Шестерни, изготовленные из этих сталей, должны обладать высокой усталостной прочностью, минимальными искажениями после термообработки, стабильным качеством и экологичностью.
Разработка состава сплава стали 20CrNi3Mn2Al
Принцип легирования
- Упрочнение старением: Достигается за счет когерентного выделения ультратонкого интерметаллического соединения Ni₃Al с матрицей α, требующего сосуществования Al и Ni.
- Упрочнение азотированием: Реализуется посредством упрочнения твердого раствора азота и 弥散 выделения чрезвычайно стабильных нитридов, образованных Al, Cr, Mo и V — при этом сосуществование Al, Cr, Mo и V является существенным.
- Низкоуглеродистая и высокомарганцовистая конструкция: Низкое содержание углерода способствует диффузии азота во время азотирования. Углерод осаждает карбиды хрома с Cr во время старения, ингибируя выделение Ni₃Al на границах зерен, улучшая ударную вязкость и задерживая эффективность старения. Марганец повышает прокаливаемость, замедляет превращение перлита и обеспечивает преимущественно бейнитное превращение при воздушном охлаждении.
Химический состав
Инновационно разработанная на основе американской стали P21, 20CrNi3Mn2Al берет никель и алюминий в качестве основы, в сочетании с низким содержанием углерода, высоким содержанием марганца и сосуществованием Al, Cr, Mo и V. Ее химический состав (массовая доля) показан в таблице ниже:
| Марка стали | C | Mn | Si | Cr | Ni | Mo | Al |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| P21 | 0,18-0,20 | - | 0,2-0,4 | 0,2-0,3 | 3,90-4,25 | 0,22-0,25 | 1,05-1,25 |
| 20CrNi3Mn2Al | 0,10-0,25 | 1,0-2,0 | 0,2-0,5 | 0,3-1,0 | 3,0-3,5 | 0,2-0,3 | 0,1-0,5 |
Результаты испытаний и анализ
Температура закалки
Результаты испытаний показывают, что воздушное охлаждение после закалки при температуре 850-900℃ в течение 3 часов дает твердость 33-35 HRC, что идеально подходит для обработки. Оптимальный диапазон температур составляет 850-900℃, при этом 870℃ является обычно используемым параметром. Микроструктура после обработки в основном состоит из зернистого бейнита с небольшим количеством пластинчатого мартенсита и остаточного аустенита.
| Температура обработки (℃) | 840 | 860 | 870 | 890 | 900 | 920 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Твердость при воздушном охлаждении (HRC) | 34 | - | 34 | - | 34,5 | - |
| Твердость при масляном охлаждении (HRC) | - | 36 | 37 | - | - | - |
Температура старения
После закалки при температуре 870℃ в течение 3 часов образцы подвергали старению при различных температурах в течение 6 часов, причем некоторые из них подвергались вторичному старению (540℃×6ч). Основные выводы включают:
- Старение при температуре 460-600℃ приводит к эффектам упрочнения старением, при этом самая высокая твердость (40-43 HRC) достигается при температуре 500-560℃. В этом диапазоне выделения Ni₃Al являются ультратонкими (≈10 нм), равномерно распределенными и когерентными с матрицей.
-
Время Pub : 2026-01-14 10:23:31 >> список новостей
Контактная информация
Hangzhou Ocean Industry Co.,Ltd
Контактное лицо: Mrs. Lily Mao
Телефон: 008613588811830
Факс: 86-571-88844378