 |
|
|
|
Certificaat
- Ik ben online Chatten Nu
Bedrijf Nieuws
20CrNi3Mn2Al verouderingshardend genitreerd tandwielstaal
Met de continue ontwikkeling van moderne industriële technologie is nitreertechnologie steeds prominenter geworden op het gebied van oppervlakteversteviging, vooral voor grote, snelle, zwaarbelaste en precisie-tandwielen. Traditionele nitreerstalen hebben echter lange tijd geleden onder het "eierschaaleffect"—een dunne genitreerde laag in combinatie met een lage matrixhardheid—wat hun toepassing in zwaarbelaste scenario's beperkt. Om deze kloof te dichten, is het nieuwe age-hardening nitreerbare tandwielstaal 20CrNi3Mn2Al met succes in eigen land ontwikkeld. Het integreert age-hardening en nitreerversteviging, waardoor het gedeeltelijk carburatieprocessen kan vervangen in grote, zwaarbelaste tandwieltoepassingen. Dit staal is bijzonder geschikt voor tandwielen die onder zware omstandigheden werken, zoals een watermedium met roestpreventie-eisen, een tandoppervlaktespanning van 1160 MPa, een modulus van 1,5 en een tandoppervlaktehardheid van meer dan 52 HRC.
Belangrijkste kenmerken van genitreerde tandwielstalen
Genitreerde tandwielstalen moeten aan de volgende kernvereisten voldoen:
- Uitstekende bewerkbaarheid: De hardheid van tandwielblanks moet variëren van 30 tot 36 HRC (283 tot 332 HB) om bewerkingsbewerkingen te vergemakkelijken.
- Synergetische versteviging: De legeringssamenstelling moet zowel age-hardening als nitreerversteviging bereiken, terwijl een hoge sterkte en taaiheid behouden blijft, waardoor snelle diepe nitreering mogelijk is.
- Hoge prestaties: Tandwielen die van deze staalsoorten zijn vervaardigd, moeten een hoge vermoeiingsweerstand, minimale vervorming na warmtebehandeling, stabiele kwaliteit en milieuvriendelijkheid vertonen.
Legeringssamenstellingsontwerp van 20CrNi3Mn2Al-staal
Legeringsprincipe
- Age-hardening: Bereikt door de coherente precipitatie van ultrafijne intermetallische verbinding Ni₃Al met de α matrix, vereist de coëxistentie van Al en Ni.
- Nitreerversteviging: Gerealiseerd via interstitiële vaste-oplossingsversteviging van stikstof en de 弥散 precipitatie van extreem stabiele nitriden gevormd door Al, Cr, Mo en V—waarbij de coëxistentie van Al, Cr, Mo en V essentieel is.
- Laag-koolstof en hoog-mangaan ontwerp: Een laag koolstofgehalte bevordert de stikstofdiffusie tijdens het nitreren. Koolstof precipiteert chroomcarbiden met Cr tijdens veroudering, waardoor de korrelgrensprecipitatie van Ni₃Al wordt geremd, de taaiheid wordt verbeterd en de verouderingsefficiëntie wordt vertraagd. Mangaan verbetert de hardbaarheid, vertraagt de perliettransformatie en zorgt voor een overwegend bainitische transformatie tijdens luchtkoeling.
Chemische samenstelling
Innovatief ontwikkeld op basis van het Amerikaanse P21-staal, neemt 20CrNi3Mn2Al nikkel en aluminium als kern, gecombineerd met laag koolstofgehalte, hoog mangaan en de coëxistentie van Al, Cr, Mo en V. De chemische samenstelling (massa fractie) wordt weergegeven in de onderstaande tabel:
| Staalsoort | 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 |
Testresultaten en analyse
Oplossingsbehandelingstemperatuur
Testresultaten geven aan dat luchtkoeling na oplossingsbehandeling bij 850-900℃ gedurende 3 uur een hardheid van 33-35 HRC oplevert, ideaal voor bewerking. Het optimale temperatuurbereik is 850-900℃, met 870℃ als de veelgebruikte parameter. De microstructuur na behandeling wordt gedomineerd door korrelig bainiet, met kleine hoeveelheden lath martensiet en rest-austeniet.
| Behandelingstemperatuur (℃) | 840 | 860 | 870 | 890 | 900 | 920 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Luchtkoelingshardheid (HRC) | 34 | - | 34 | - | 34.5 | - |
| Oliekoelingshardheid (HRC) | - | 36 | 37 | - | - | - |
Verouderingstemperatuur
Na oplossingsbehandeling bij 870℃ gedurende 3 uur werden specimens gedurende 6 uur bij verschillende temperaturen verouderd, waarbij sommige secundaire veroudering ondergingen (540℃×6u). Belangrijkste bevindingen zijn:
- Veroudering bij 460-600℃ produceert age-hardening effecten, met de hoogste hardheid (40-43 HRC) bereikt bij 500-560℃. In dit bereik zijn Ni₃Al-precipitaten ultrafijn (≈10nm), gelijkmatig verdeeld en coherent met de matrix.
-
Bartijd : 2026-01-14 10:23:31 >> Nieuwslijst
Contactgegevens
Hangzhou Ocean Industry Co.,Ltd
Contactpersoon: Mrs. Lily Mao
Tel.: 008613588811830
Fax: 86-571-88844378