Si está diseñando piezas que necesitan un núcleo difícily un duro, superficie resistente al desgaste, como engranajes automotrices, ejes industriales, o sujetadores aeroespaciales: necesitas un material que equilibre la ductilidad y la resistencia a la superficie.Aisi 8620 acero aleado es la solución perfecta: como un níquel bajo en carbono-cromo-molibdeno (In-CR-I) aleación, es ideal para carburar (un tratamiento térmico que se endurece solo la superficie), entregando una capa externa dura (arriba a 60 CDH) y un núcleo interno duro. Esta guía desglosa sus propiedades, Aplicaciones del mundo real, proceso de fabricación, y comparaciones de materiales para ayudarlo a resolver "núcleo duro + Desafíos de diseño de la superficie dura ”.
1. Propiedades del material de AISI 8620 Acero aleado
El rendimiento de AISI 8620 proviene de su bajo carbono (0.18–0.23%) Y composición de Ni-C-Mo: El bajo carbono mantiene el núcleo dúctil, Boosts de níqueltenacidad, El cromo mejora la enduribilidad de la superficie, y el molibdeno mejoralímite de fatiga. Exploremos sus propiedades clave en detalle.
1.1 Composición química
Aisi 8620 se adhiere a los estándares ASTM A29/A29M, con elementos optimizados para la carburación. A continuación se muestra su composición típica:
| Elemento | Símbolo | Gama de contenido (%) | Papel clave |
|---|---|---|---|
| Carbón (do) | do | 0.18 – 0.23 | Lo suficientemente bajo para mantener el núcleo dúctil; reacciona con carbono durante la carburación para endurecer la superficie |
| Níquel (En) | En | 0.40 – 0.70 | Refuerzo de la dureza del núcleo; mantenimientodureza de impacto a bajas temperaturas (-30 ° C) |
| Cromo (CR) | CR | 0.40 – 0.60 | Mejora la enduribilidad de la superficie; mejoraresistencia a la corrosión de la capa carburizada |
| Molibdeno (Mes) | Mes | 0.15 – 0.25 | Aumentoslímite de fatiga; previene la fragilidad en la superficie carburizada |
| Manganeso (Minnesota) | Minnesota | 0.70 – 0.90 | Refina la estructura de grano; impulsoresistencia a la tracción sin reducir la ductilidad |
| Silicio (Y) | Y | 0.15 – 0.35 | Desoxidación del SIDA; admite la estabilidad durante la carburación |
| Fósforo (PAG) | PAG | ≤ 0.035 | Minimizado para evitar fracturas quebradizas en la capa carburizada |
| Azufre (S) | S | ≤ 0.040 | Controlado para equilibrarmaquinabilidad y calidad de la superficie (más bajo S = superficies carburizadas más lisas) |
| Vanadio (V) | V | ≤ 0.03 | Elemento traza; Refina los granos para endurecimiento de la superficie uniforme |
| Cobre (Cu) | Cu | ≤ 0.30 | Elemento traza; agrega resistencia de corrosión atmosférica leve para piezas al aire libre |
1.2 Propiedades físicas
Estos rasgos hacen aisi 8620 Ideal para piezas carburizadas en todas las industrias:
- Densidad: 7.85 gramos/cm³ (Igual que los aceros estándar)—Ponsplica los cálculos de peso para los engranajes, ejes, o sujetadores
- Punto de fusión: 1,420 – 1,450 ° C (2,588 – 2,642 ° F)—Compatible con procesos de carburación y forjado
- Conductividad térmica: 42.0 con/(m · k) en 20 ° C; 38.0 con/(m · k) en 300 ° C - Asegura incluso la difusión de carbono durante la carburación (No hay dureza de superficie desigual)
- Coeficiente de expansión térmica: 11.5 × 10⁻⁶/° C (20 – 100 ° C)—Minimiza la distorsión durante la carburación y el enfriamiento
- Propiedades magnéticas: Ferromagnético: habilita las pruebas no destructivas (END) Como la inspección de partículas magnéticas para verificar las grietas de la superficie después de la carburación.
1.3 Propiedades mecánicas
El rendimiento mecánico de AISI 8620 depende de la carburación: la superficie es dura, Mientras que el núcleo sigue siendo difícil. A continuación se presentan valores típicos para las condiciones carburizadas y no carburizadas.:
| Propiedad | Método de medición | No carburado (Recocido) | Carburado (0.8–1.0% superficie c) |
|---|---|---|---|
| Dureza de la superficie | CDH | 18 – 22 CDH | 58 – 60 CDH |
| Dureza del núcleo | CDH | 18 – 22 CDH | 30 – 35 CDH |
| Resistencia a la tracción | MPA (KSI) | 600 MPA (87 KSI) | 1,100 MPA (159 KSI) |
| Fuerza de rendimiento | MPA (KSI) | 350 MPA (51 KSI) | 800 MPA (116 KSI) |
| Alargamiento | % (en 50 milímetros) | 28 – 32% | 12 – 15% |
| Dureza de impacto | j (en -30 ° C) | ≥ 90 j | ≥ 45 j (dureza del núcleo) |
| Límite de fatiga | MPA (haz giratorio) | 300 MPA | 650 MPA |
1.4 Otras propiedades
Los rasgos de AISI 8620 resuelven "núcleo duro + Desafíos de la superficie dura ”:
- Soldadura: Excelente: el carbono bajo permite soldar sin precalentar (para piezas no carburizadas); Las piezas carburizadas necesitan moler para eliminar el carbono de la superficie antes de soldar.
- Formabilidad: Genial, suave en la condición recocida (18–22 HRC), Entonces puede estar doblado, falsificado, o estampado en formas complejas (P.EJ., engranaje en blanco) Antes de carburar.
- Maquinabilidad: Excelente - recopilado aisi 8620 corta fácilmente con HSS o herramientas de carburo; Las piezas carburizadas requieren molienda para la formación final.
- Resistencia a la corrosión: Moderado: el cromo en la capa carburizada resiste el óxido leve; para entornos duros, Agregar placas de zinc o recubrimiento epoxi.
- Resistencia al desgaste de la superficie: Excelente superficie carburizada (58–60 hrc) Resiste el desgaste de metal a metal, extender la vida parcial por 3–4x vs. aceros no carburados.
2. Aplicaciones de AISI 8620 Acero aleado
La ventaja de carburación de AISI 8620 lo hace ideal para piezas que necesitan resistir el desgaste mientras absorben el impacto. Aquí están sus usos clave:
- Engranaje: Engranajes de transmisión automotriz, engranajes de la caja de cambios industrial, y engranajes del rotor del helicóptero: la superficie de la mano resiste el desgaste del diente; El núcleo duro absorbe el choque de la malla de engranajes.
- Ejes: Ejes de transmisión, árbol de levas, y ejes del eje: la superficie de la mano resiste la abrasión; Manejo de núcleo duro y flexión.
- Aspectos: Rodar carreras y bujes: Smooth, La superficie dura minimiza la fricción; El núcleo resistente evita que el agrietamiento de las cargas pesadas.
- Piezas automotrices: Piñones, pañales, y cubos de embrague: el calor del motor y el contacto repetido; La superficie carburizada resiste el desgaste del uso diario.
- Maquinaria industrial: Enlaces de cadena, rodillos transportadores, y sujetadores: la superficie de la mano resiste la suciedad/abrasión; Difícil núcleo maneja el impacto del manejo de materiales.
- Componentes aeroespaciales: Pasadores de tren de aterrizaje, Engranajes accesorios del motor, y sujetadores: la superficie carburizada resiste el desgaste; El núcleo resistente tolera el estrés de despegue/aterrizaje.
3. Técnicas de fabricación para AISI 8620 Acero aleado
Producción de AISI 8620 Se centra en la carburación para crear una "superficie dura + estructura de núcleo duro ". Aquí está el proceso paso a paso:
- Creación de acero:
- Aisi 8620 se elabora utilizando un Horno de arco eléctrico (EAF) (Reciclaje de acero chatarra) o Horno de oxígeno básico (Bof). Níquel (0.40–0.70%), cromo (0.40–0,60%), y molibdeno (0.15–0,25%) se agregan durante la fusión para garantizar una distribución de aleación uniforme.
- Laminación & Forja:
- El acero es Rollado caliente (1,100 – 1,200 ° C) en bares, platos, o tubos: el rodar en Hot facilita la formación. Para piezas complejas (P.EJ., engranaje en blanco), es Falsificado to shape, luego recocido para suavizar (18–22 HRC) para mecanizado.
- Mecanizado:
- AISI recocido 8620 se mecaniza en formas cercanas (P.EJ., Engranaje en blanco) Usando el giro, molienda, o perforación. Las herramientas HSS funcionan bien para la mayoría de los cortes; Las herramientas de carburo se utilizan para tolerancias ajustadas.
- Carburador (Paso crítico):
- Carburación de gas: Las piezas se calientan a 880–920 ° C en un gas rico en carbono (P.EJ., metano) por 4–12 horas (más larga = capa dura más gruesa). El carbono se difunde en la superficie (0.8–1.0% C), Mientras que el núcleo permanece bajo en carbono (0.18–0.23% C).
- Temple: Después de la carburación, Las piezas se enfrían a 830–850 ° C, mantenido brevemente, luego se apagó en aceite. Esto endurece la superficie a 58–60 hrc y el núcleo a 30–35 hrc.
- Templado: Las piezas se recalentan a 180–220 ° C durante 1–2 horas, luego refrigerado por aire. Esto reduce la fragilidad de la superficie sin reducir la dureza.
- Tratamiento superficial:
- Molienda: Las piezas carburizadas están molidas para suavizar la superficie (elimina la oxidación) y lograr tolerancias finales (P.EJ., Precisión de diente de engranaje).
- Enchapado: Enchapado de zinc (resistencia al óxido) para piezas al aire libre; revestimiento (Resistencia al desgaste adicional) para piezas de alta fricción.
- Disparó a Peening: Optional—blasts the surface with small metal balls to reduce residual stress and boost límite de fatiga.
- Control de calidad:
- Análisis químico: La espectrometría verifica el níquel, cromo, y niveles de molibdeno (por ASTM A29/A29M).
- Prueba de dureza: Rockwell Testing Checks Surface (58–60 hrc) y núcleo (30–35 hrc) dureza.
- Análisis microestructural: La microscopía óptica confirma una capa de carburación uniforme (Sin brechas o distribución desigual de carbono).
- END: Verificaciones de pruebas ultrasónicas para defectos internos; La inspección de partículas magnéticas encuentra grietas de la superficie al carburar.
4. Estudios de caso: Aisi 8620 en acción
Los proyectos reales muestran cómo AISI 8620 resuelve "desgaste + Impacto "Desafíos.
Estudio de caso 1: Engranajes de transmisión automotriz (Alemania)
Un fabricante de automóviles necesitaba engranajes de transmisión que pudieran resistir el desgaste del diente y absorber el choque de cambio. Cambiaron de AISI 1045 Acero al carbono a AISI carburizado 8620 engranaje. El aisi 8620 Los engranajes duraron 200,000 km - Doble la vida útil de 1045 engranajes, porque la superficie carburizada (59 CDH) Pesaderos del diente evitado, Y el núcleo duro (32 CDH) Impacto de cambio absorbido. Esta reducción de las reclamaciones de garantía por 40%.
Estudio de caso 2: Ejes transportadores industriales (A NOSOTROS.)
Un almacén tenía que reemplazar los ejes transportadores cada 2 Años debido al desgaste de la superficie y las grietas de flexión. Usaron aisi 8620 ejes, carburado a 58 HRC y disparado. Los nuevos ejes duraron 5 Años, sin desgaste o grietas, porque la superficie dura se resistió a la abrasión de la tierra, y las cargas transportadoras de núcleo resistente. Esto guardó el almacén $35,000 en costos de reemplazo.
5. Aisi 8620 VS. Otros materiales
¿Cómo es AISI? 8620 Comparar con otros aceros carburizables y resistentes al desgaste?
| Material | Similitudes a AISI 8620 | Diferencias clave | Mejor para |
|---|---|---|---|
| Aisi 4140 | Acero de aleación cr-mo | Mayor carbono (0.38–0.43%); no es ideal para la carburación (núcleo demasiado duro); 15% más económico | No carburado, piezas de ropa media |
| Aisi 8630 | Acero de aleación ni-cr-mo | Mayor carbono (0.28–0,33%); núcleo más duro después de la carburación; 10% tricular | Piezas de carburado de carga pesada (P.EJ., engranaje de camiones) |
| Aisi 1018 | Acero bajo en carbono | No aleación; Mala resistencia a la superficie carburizada; 30% más económico | Bajo, piezas carburizadas de baja carga |
| 52100 Acero | Acero con alto contenido de carbono | Mejor resistencia al desgaste; Sin níquel (Mala dureza); 20% tricular | Rodamientos de precisión (Sin impacto) |
| Acero inoxidable 410 | Resistente a la corrosión | De carburación; mejor resistencia al óxido; 3× ayuda | Piezas carburizadas con medio ambiente húmedo |
La perspectiva de la tecnología de Yigu sobre AISI 8620 Acero aleado
En la tecnología yigu, Aisi 8620 es nuestra mejor elección para el "núcleo duro + Piezas de superficie dura ". Su composición Ni-CR-Mo baja en carbono resuelve el punto de dolor más grande para los clientes: Obtener resistencia al desgaste sin sacrificar la dureza del impacto: crítico para engranajes, ejes, y sujetadores. Suministramos aisi 8620 en bares, en blanco forjado, o componentes mecanizados, con carburación personalizada (0.5–1.2 mm de espesor de la capa) y le disparó a Peening. Para clientes que se mueven del acero al carbono simple, Aisi 8620 Ofrece 3–4x más larga por vida a una prima de un pequeño costo: ahorrar dinero en mantenimiento y tiempo de inactividad.
Preguntas frecuentes sobre aisi 8620 Acero aleado
- ¿Qué tan gruesa es la capa carburizada en AISI? 8620?
Las capas típicas tienen 0.5–1.2 mm de espesor, ajustadas por el tiempo de carburación (4 horas = ~ 0.5 mm; 12 horas = ~ 1.2 mm). Para piezas como engranajes, Una capa de 0.8–1.0 mm equilibra la resistencia al desgaste y la flexibilidad; para ejes, 0.5–0.7 mm evita el agrietamiento de la superficie. - Puede aisi 8620 ser utilizado sin carburar?
Sí, pero no es ideal. AISI no carburado 8620 tiene baja fuerza (600 MPA TENSILE) y resistencia al desgaste, Entonces solo se usa para piezas de baja carga (P.EJ., corchetes). La carburación desbloquea su máximo potencial de desgaste e impacto. - Es aisi 8620 Adecuado para aplicaciones de baja temperatura?
Yes—its nickel content maintains dureza de impacto en -30 ° C (Incluso después de la carburación). Para las temperaturas a continuación -30 ° C (P.EJ., maquinaria ártica), Elija AISI 8640 (níquel más alto) Para una dureza extra de baja temperatura.