1. Účel
Používá se především k výrobě převodových soukolí v automobilech a traktorech, vačkových hřídelí, pístních čepů a dalších strojních součástí spalovacích motorů. Takové díly podléhají při práci silnému tření a opotřebení a zároveň snášejí velké střídavé zatížení, zejména rázové zatížení.
2. Požadavky na výkon
(1) Povrchová nauhličená vrstva má vysokou tvrdost, aby byla zajištěna vynikající odolnost proti opotřebení a odolnost proti kontaktní únavě, jakož i odpovídající plasticita a houževnatost.
(2) Jádro má vysokou houževnatost a dostatečnou pevnost. Když je houževnatost jádra nedostatečná, snadno se zlomí při rázovém zatížení nebo přetížení; když je pevnost nedostatečná, křehká nauhličená vrstva se snadno rozpadne a odloupne.
(3) Má dobrý výkon procesu tepelného zpracování. Při vysokých teplotách nauhličování (900 stupňů ~ 950 stupňů) se austenitová zrna nedají snadno růst a mají dobrou kalitelnost.
3. Charakteristika přísad
(1) Nízký obsah uhlíku: Obsah uhlíku je obecně 0,10 % až 0,25 %, takže střed součásti má dostatečnou plasticitu a houževnatost.
(2) Přidejte slitinové prvky pro zlepšení prokalitelnosti: často se přidávají Cr, Ni, Mn, B atd.
(3) Přidejte prvky, které brání růstu austenitových zrn: hlavně přidejte malé množství silných karbidotvorných prvků Ti, V, W, Mo atd. pro vytvoření stabilních slitinových karbidů.
4. Typ a třída oceli
20Cr legovaná karburizovaná ocel s nízkou prokalitelností. Tento typ oceli má nízkou prokalitelnost a nízkou pevnost jádra.
20CrMnTi středně prokalitelná legovaná nauhličovací ocel. Tento typ oceli má vysokou prokalitelnost, nízkou citlivost na přehřátí, relativně rovnoměrnou nauhličovací přechodovou vrstvu a dobré mechanické a procesní vlastnosti.
18Cr2Ni4WA a 20Cr2Ni4A legovaná karburizovaná ocel s vysokou prokalitelností. Tento typ oceli obsahuje více Cr, Ni a dalších prvků, má vysokou prokalitelnost a má dobrou houževnatost a rázovou houževnatost při nízkých teplotách.
5. Tepelné zpracování a strukturní vlastnosti
Proces tepelného zpracování legované nauhličené oceli je obecně kalení přímo po nauhličování a poté temperování při nízké teplotě. Po tepelném zpracování je struktura povrchové nauhličované vrstvy slitinový cementit + temperovaný martenzit + malé množství zbytkového austenitu, o tvrdosti 60HRC ~ 62HRC. Struktura jádra souvisí s prokalitelností oceli a velikostí průřezu součásti. Po úplném zchlazení se jedná o nízko uhlíkový temperovaný martenzit s tvrdostí 40HRC ~ 48HRC; ve většině případů jde o troostit, temperovaný martenzit a malé množství železa. Pevné tělo má tvrdost 25HRC~40HRC. Houževnatost jádra je obecně vyšší než 700 KJ/m2.
