Si vous avez besoin d'un matériau pour les hauts usages, composants à stress élevé - comme les roulements, engrenages, ou pièces de transmission automobile -EN31 52100 acier de roulement est un choix supérieur. Réputé pour sonExcellente résistance à l'usure etrésistance à la fatigue élevée, Il résout le problème de la durée de vie des composants courts dans les applications exigeantes. Ce guide décompose ses traits clés, Utilise du monde réel, Et comment il surpasse les alternatives, afin que vous puissiez construire durable, produits durables.
1. Propriétés du matériau de base de EN31 52100 Acier de roulement
EN31 52100 est un acier à roulement de chrome à haute teneur en carbone - sa chimie et son traitement thermique sont adaptés pour offrir la dureté et la ténacité nécessaires pour les composants de roulement ou de glissement. Ci-dessous une ventilation détaillée:
1.1 Composition chimique
Ses contrôles chimiques serrés garantissent des performances cohérentes. Typiquecomposition chimique comprend:
- Carbone (C): 0.95–1,10% (critique pour atteindre une dureté élevée après un traitement thermique)
- Chrome (Croisement): 1.30–1,60% (stimule la durabilité, se résistance à l'usure, et force de fatigue)
- Manganèse (MN): 0.25–0,45% (améliore la durabilité et empêche la fragilité)
- Silicium (Et): 0.15–0,35% (renforce la matrice et améliore la réponse au traitement thermique)
- Phosphore (P): ≤0,025% (minimisé pour éviter la fragilité froide et réduire le risque de fissure de fatigue)
- Soufre (S): ≤0,025% (maintenu bas pour maintenir la ténacité et éviter les défauts d'usinage)
- Autres éléments d'alliage: Trace des quantités de nickel ou de molybdène (dans les classes) Pour améliorer encore la ténacité.
1.2 Propriétés physiques
Ces traits sont cohérents dans EN31 52100 grades - essentiel pour les calculs de conception et de fabrication:
| Propriété physique | Valeur typique |
|---|---|
| Densité | 7.81 g / cm³ |
| Point de fusion | 1420–1460 ° C |
| Conductivité thermique | 42 Avec(m · k) (20° C) |
| Coefficient de dilatation thermique | 11.5 × 10⁻⁶ / ° C (20–100 ° C) |
| Résistivité électrique | 0.20 Ω · mm² / m (20° C) |
1.3 Propriétés mécaniques
Les performances mécaniques de l'EN31 52100 brillent après un traitement thermique (trempage et tempérament). Voici comment il se compare à un acier au carbone commun (1045):
| Propriété mécanique | EN31 52100 Acier de roulement (Éteint & Tempéré) | 1045 Carbone (Éteint & Tempéré) |
|---|---|---|
| Résistance à la traction | 1800–2200 MPA | 800–1000 MPA |
| Limite d'élasticité | 1500–1800 MPA | 600–750 MPA |
| Dureté | 58–62 HRC (Rockwell C) | 28–32 HRC (Rockwell C) |
| Résistance à l'impact | 15–25 J (Charpy en V en V, 20° C) | 40–50 J (Charpy en V en V, 20° C) |
| Élongation | 5–8% | 15–20% |
| Résistance à la fatigue | 600–700 MPA (10⁷ Cycles) | 300–350 MPA (10⁷ Cycles) |
Faits saillants clés:
- Se résistance à l'usure: Sa dureté élevée (58–62 HRC) le rend 3 à 4x plus résistant à l'usure que 1045 Acier - idéal pour les roulements et les engrenages.
- Force de fatigue: Surpasse l'acier au carbone de 80 à 130%, Ainsi, des composants comme les arbres ou les roulements à rouleaux durent plus longtemps sous une contrainte répétée.
- Note de compromis: Il a une ductilité inférieure à celle de l'acier au carbone, Mais cela est acceptable pour les applications où la résistance à l'usure et à la résistance à la fatigue est la plupart.
1.4 Autres propriétés
- Excellente résistance à l'usure: Le chrome forme des carbures durs qui résistent à l'abrasion - critique pour les roulements ou les engrenages.
- Bonne résistance à la corrosion: Mieux que l'acier en carbone ordinaire; Le chrome ajoute une fine couche d'oxyde qui ralentit la rouille (peut être amélioré avec le placage).
- Résistance à haute température: Maintient la dureté et la résistance jusqu'à 200 ° C - consommées pour les composants de machines en moteur automobile ou en machines industrielles.
- Soudabilité: Modéré (nécessite un préchauffage à 200–300 ° C pour éviter de craquer; Un traitement thermique après le soudage est recommandé pour toute la ténacité).
- Formabilité: Meilleure forme via le forgeage ou le roulement à froid (La formation à chaud est plus facile que la formation à froid en raison de sa teneur élevée en carbone).
2. Applications clés de EN31 52100 Acier de roulement
La combinaison de l'EN31 52100 de résistance à l'usure et de force de fatigue le rend indispensable dans toutes les industries. Vous trouverez ci-dessous ses meilleures utilisations, associé à de vraies études de cas:
2.1 Roulements (Application principale)
C'est l'étalon-or pour les composants de roulement, Là où les frottements faibles et la longue durée de vie sont critiques:
- Roulements à billes: Anneaux et balles intérieures / extérieures (Utilisé dans les moteurs électriques, pompes, et roues automobiles).
- Roulements à rouleaux: Cylindres ou rouleaux effilés (pour les machines lourdes comme l'équipement de construction).
- Roulements de poussée: Assiettes et rouleaux (Propose des charges axiales dans les boîtes de vitesses ou les turbines).
Étude de cas: Un fabricant de roulements est passé à partir de 1045 acier à EN31 52100 Pour les roulements à billes à moteur électrique. L'EN31 52100 Les roulements ont duré 5x plus longtemps (depuis 2,000 à 10,000 heures d'opération) et réduit la perte d'énergie liée à la friction de 8% - un avantage majeur pour les moteurs économes en énergie.
2.2 Automobile
L'automobile en s'appuie pour la haute contrainte, composants à haute époque:
- Composants du moteur: Arbres à cames, poussoirs de soupape, et les engrenages de synchronisation (Résistez à l'usure du contact constant métal-métal).
- Composants de transmission: Dents de vitesse et arbres (manipuler le couple et le décalage répété).
- Composants de direction: Time des extrémités et des jointures de direction (résister aux vibrations de la route et au stress).
2.3 Machines industrielles
L'équipement industriel l'utilise pour durable, pièces à faible entretien:
- Engrenages: Dents de vitesse de haute précision (dans les convoyeurs, mélangeurs, et les machines-outils).
- Arbres: Arbres d'entraînement et arbres de broche (Résistez à la flexion et à l'usure).
- Machine: Guide des rails et des blocs coulissants (pour les machines ou presses CNC).
2.4 Aérospatial & Chemin de fer
- Aérospatial: Roulements du moteur d'avion et composants du train d'atterrissage (Doit résister à des changements de contrainte et de température extrêmes).
- Chemin de fer: Roues ferroviaires (Résistez à l'usure du contact de la piste) et les essieux (gérer les charges lourdes et les vibrations).
Étude de cas: Un fabricant ferroviaire a utilisé EN31 52100 pour les essieux de trains de marchandises. Les essieux ont duré 3x plus longtemps que ceux en acier HSLA (depuis 500,000 à 1.5 million de kilomètres) et réduction des coûts de maintenance de 40% - critiques pour les opérations de fret long-courrier.
3. Techniques de fabrication pour EN31 52100 Acier de roulement
EN31 52100 nécessite une fabrication précise et un traitement thermique pour débloquer son plein potentiel. Voici comment il est produit:
3.1 Processus d'acier
- Fournaise à arc électrique (EAF): Le plus courant pour EN31 52100. Merde acier à ferraille, puis ajoute du chrome, manganèse, et d'autres alliages pour frapper les spécifications chimiques. EAF assure un contrôle étroit sur les impuretés (Critique pour les performances de portage).
- Fournaise de base à l'oxygène (BOF): Utilisé pour la production à grande échelle. Souffle de l'oxygène dans le fer fondu pour réduire le carbone, puis ajoute des alliages. Moins commun pour EN31 52100 En raison des exigences d'impureté plus strictes.
3.2 Traitement thermique
Le traitement thermique est l'étape la plus critique - sans, EN31 52100 ne réalisera pas sa dureté signature:
- Trempage et tempérament: Processus standard. Chauffer l'acier à 830–860 ° C (austénidation), tremper dans l'huile ou l'eau pour durcir (Formes de martensite), puis tempérer à 150–200 ° C. Cela atteint 58 à 62 HRC de dureté tout en réduisant la fragilité.
- Carburisant (facultatif): Pour les pièces nécessitant une surface dure et un noyau dur (Par exemple, dents de vitesse). Chauffer à 900–950 ° C dans une atmosphère riche en carbone, éteindre, puis tempérer. Crée une couche de surface dure de 0,5 à 1 mm (60+ HRC) avec un noyau dur.
- Nitrative (facultatif): Améliore la dureté de surface et la résistance à la corrosion. Chauffer à 500–550 ° C dans une atmosphère d'azote. Forme un mince (5–15 μm) couche dure (70+ HRC) Idéal pour les roulements ou les arbres.
3.3 Formation de processus
EN31 52100 est façonné à l'aide de processus qui s'adaptent à sa teneur élevée en carbone:
- Roulement chaud: Chauffe l'acier à 1100–1200 ° C et roule dans les barres, tiges, ou draps (Utilisé pour porter des blancs ou du stock d'équipement).
- Roulement froid: Roule à température ambiante pour créer des formes précises (Par exemple, bagues de roulement) avec des surfaces lisses.
- Forgeage: Chauffe l'acier et les marteaux / le presse sous des formes complexes (Par exemple, composants du train d'atterrissage ou grands arbres).
- Extrusion: Pousse l'acier chauffé à travers un dé, formes uniformes (Par exemple, rails de guidage).
- Estampillage: Utilisé pour mince, parties simples (Par exemple, Small Bearing dans les rondelles) Après l'adoucissement par recuit.
3.4 Traitement de surface
Les traitements de surface améliorent la durabilité et les performances:
- Placage: Placage de chrome (ajoute une résistance à la corrosion et réduit la friction pour les roulements).
- Revêtement: Nitrure de titane (Étain) revêtement (plus dur que l'acier; Utilisé pour les outils de coupe ou les engrenages à haute usage).
- Coup de feu: Souffle la surface avec de petites boules métalliques (crée une contrainte de compression, Amélioration de la résistance à la fatigue).
- Polissage: Crée une surface lisse (réduit la friction dans les roulements et améliore la précision).
4. Comment EN31 52100 L'acier de roulement se compare aux autres matériaux
Choisir EN31 52100 signifie comprendre ses avantages par rapport aux alternatives. Voici une comparaison claire:
| Catégorie de matériel | Points de comparaison clés |
|---|---|
| Autres aciers à roulements (Par exemple, Suj2, 440C) | – contre. Suj2: EN31 52100 est presque identique (Suj2 est la norme japonaise pour 52100); Aucune différence de performance majeure. – contre. 440C acier de roulement en acier inoxydable: 440C a une meilleure résistance à la corrosion mais une résistance à la fatigue inférieure (500–550 vs. 600–700 MPA); EN31 52100 est 20% moins cher. – Mieux pour: EN31 52100 pour une utilisation générale de roulement; 440C pour les environnements humides / corrosifs. |
| Aciers au carbone (Par exemple, 1045) | – Force: EN31 52100 est 125 à 175% plus fort (traction 1800–2200 vs. 800–1000 MPA). – Se résistance à l'usure: 3–4x mieux (58–62 VS. 28–32 HRC). – Coût: EN31 52100 est ~ 50% plus cher mais dure 3 à 5 fois plus. |
| Aciers à alliage élevé (Par exemple, AISI 4340) | – Dureté: 4340 est plus dur (40–60 vs. 15–25 J Impact Energy) mais moins résistant à l'usure. – Se résistance à l'usure: EN31 52100 est 2x meilleur. – Coût: EN31 52100 est ~ 30% moins cher (Mieux pour les pièces axées sur l'usure). |
| Aciers inoxydables (Par exemple, 304) | – Résistance à la corrosion: 304 est meilleur (Pas de rouille dans les environnements humides). – Résistance à la force / usure: EN31 52100 est 2 à 3x plus fort et plus résistant à l'usure. – Coût: EN31 52100 est ~ 20% moins cher (Idéal pour sec, applications à haute teneur). |
| Alliages en aluminium (Par exemple, 7075) | – Poids: 7075 est 3x plus léger; EN31 52100 est 2x plus fort. – Se résistance à l'usure: EN31 52100 est 5 à 10x mieux (critique pour les roulements). – Coût: EN31 52100 est ~ 10% moins cher (Mieux pour la stress élevé, parties à haute époque). |
5. Perspective de la technologie Yigu sur EN31 52100 Acier de roulement
À la technologie Yigu, Nous voyonsEN31 52100 acier de roulement comme un cheval de bataille fiable pour les hauts usages, composants à stress élevé. C'est notre meilleure recommandation pour les roulements, pièces de transmission automobile, et les engrenages industriels - les points douloureux des clients du remplacement des composants fréquents et des coûts d'entretien élevés. Pour les fabricants de roulements, sa dureté constante et sa résistance à la fatigue assurent une longue durée de vie du produit; Pour les clients automobiles, Il stimule la durabilité des pièces de moteur et de direction. Bien qu'il ait une ductilité plus faible que l'acier au carbone, Son usure et ses avantages de la fatigue l'emportent de loin pour la plupart des applications industrielles. Nous le coupons souvent avec un coup de pouce ou un placage de chrome pour améliorer encore les performances.
FAQ sur EN31 52100 Acier de roulement
- Peut en31 52100 être utilisé pour des applications à haute température (Par exemple, moteurs d'avion)?
Oui - résistance à haute température lets it perform reliably up to 200°C. Pour des températures supérieures à 200 ° C, Nous recommandons des notes personnalisées avec du molybdène ajouté (améliore la résistance à la chaleur) ou le jumeler avec un revêtement résistant à la chaleur. - Est en31 52100 difficile à machine?
Il est plus difficile à machine que les aciers à faible teneur en carbone en raison de sa dureté élevée (58–62 HRC). Pour l'usinage, Utiliser des outils en carbure (au lieu d'acier à grande vitesse) et recommencez l'acier d'abord (adoucit à 20–25 hrc) si possible. Le traitement thermique après l'achat restaurera toute sa dureté. - Quel est le délai typique de l'EN31 52100 bars ou blancs?
Les barres à trait à chaud standard prennent 2 à 3 semaines. Barres roulées à froid ou blancs (avec polissage) prendre 3 à 4 semaines. Grades personnalisés (Par exemple, pièces nitridées ou carburisées) prendre 4 à 6 semaines en raison de pas de traitement thermique supplémentaires.
