Se stai progettando parti che necessitano di un nucleo duroE un duro, superficie resistente all'usura-come gli ingranaggi automobilistici, alberi industriali, o dispositivi di fissaggio aerospaziale: hai bisogno di un materiale che bilanci la duttilità e la resistenza alla superficie.Aisi 8620 acciaio in lega è la soluzione perfetta: Come un nichel-cromo-molibdeno a basso contenuto di carbonio (In-Cr-i) lega, È l'ideale per il carburizzazione (Un trattamento termico che indurisce solo la superficie), Fornire uno strato esterno duro (fino a 60 HRC) E un nucleo interiore difficile. Questa guida rompe le sue proprietà, Applicazioni del mondo reale, processo di produzione, e confronti dei materiali per aiutarti a risolvere “Hard Core + Surface dura "sfide di progettazione.
1. Proprietà materiali di AISI 8620 Acciaio in lega
Le prestazioni di AISI 8620 provengono dalla sua bassa carbonio (0.18–0,23%) E composizione Ni-C-mo: Il basso carbonio mantiene il nucleo duttile, Nickel aumentatenacità, Il cromo migliora la difficoltà della superficie, e il molibdeno miglioralimite di fatica. Esploriamo in dettaglio le sue proprietà chiave.
1.1 Composizione chimica
Aisi 8620 aderisce agli standard ASTM A29/A29M, con elementi ottimizzati per il carburizzazione. Di seguito è la sua composizione tipica:
| Elemento | Simbolo | Gamma di contenuti (%) | Ruolo chiave |
|---|---|---|---|
| Carbonio (C) | C | 0.18 – 0.23 | Abbastanza basso da mantenere il nucleo duttile; reagisce con il carbonio durante il carburi per indurire la superficie |
| Nichel (In) | In | 0.40 – 0.70 | Booster di tenacità principale; mantieneLa tenacità dell'impatto a basse temperature (-30 ° C.) |
| Cromo (Cr) | Cr | 0.40 – 0.60 | Migliora l'indurnabilità della superficie; miglioraResistenza alla corrosione dello strato carburoso |
| Molibdeno (Mo) | Mo | 0.15 – 0.25 | Rilancilimite di fatica; impedisce la fragilità nella superficie carburosa |
| Manganese (Mn) | Mn | 0.70 – 0.90 | Raffina la struttura del grano; aumentaresistenza alla trazione senza ridurre la duttilità |
| Silicio (E) | E | 0.15 – 0.35 | Disossidazione dell'AIDS; Supporta la stabilità durante il carburizzazione |
| Fosforo (P) | P | ≤ 0.035 | Riduciti al minimo per evitare fragili fratture nello strato carburoso |
| Zolfo (S) | S | ≤ 0.040 | Controllato a bilanciamentomachinabilità e qualità della superficie (SUPERFICHE SUGGERIMENTE S = più fluide) |
| Vanadio (V) | V | ≤ 0.03 | Oligoelemento; raffina cereali per indurimento di superficie uniforme |
| Rame (Cu) | Cu | ≤ 0.30 | Oligoelemento; Aggiunge una lieve resistenza alla corrosione atmosferica per le parti esterne |
1.2 Proprietà fisiche
Questi tratti rendono AISI 8620 Ideale per le parti carburalizzate in tutti i settori:
- Densità: 7.85 g/cm³ (Come gli acciai standard)—Splifica i calcoli del peso per gli ingranaggi, alberi, o dispositivi di fissaggio
- Punto di fusione: 1,420 – 1,450 ° C. (2,588 – 2,642 ° f)—Cattibile con i processi di carburi e forgiature
- Conducibilità termica: 42.0 Con(M · k) A 20 ° C.; 38.0 Con(M · k) A 300 ° C - Ossure anche diffusione del carbonio durante il carburizzazione (Nessuna durezza superficiale irregolare)
- Coefficiente di espansione termica: 11.5 × 10⁻⁶/° C. (20 – 100 ° C.)—Minomina la distorsione durante il carburi e le spese
- Proprietà magnetiche: Ferromagnetico: test non distruttivi abilitanti (Ndt) come l'ispezione di particelle magnetiche per controllare le crepe di superficie dopo il carburizzazione.
1.3 Proprietà meccaniche
Le prestazioni meccaniche di AISI 8620 dipendono dalla carburizzazione: La superficie è dura, Mentre il core rimane duro. Di seguito sono riportati i valori tipici per condizioni carbburate e non carburate:
| Proprietà | Metodo di misurazione | Non carburoso (Ricotto) | Carbburato (0.8–1,0% di superficie c) |
|---|---|---|---|
| Durezza superficiale | HRC | 18 – 22 HRC | 58 – 60 HRC |
| Durezza principale | HRC | 18 – 22 HRC | 30 – 35 HRC |
| Resistenza alla trazione | MPA (ksi) | 600 MPA (87 ksi) | 1,100 MPA (159 ksi) |
| Forza di snervamento | MPA (ksi) | 350 MPA (51 ksi) | 800 MPA (116 ksi) |
| Allungamento | % (In 50 mm) | 28 – 32% | 12 – 15% |
| La tenacità dell'impatto | J (A -30 ° C.) | ≥ 90 J | ≥ 45 J (tenacia principale) |
| Limite di fatica | MPA (raggio rotante) | 300 MPA | 650 MPA |
1.4 Altre proprietà
I tratti di AISI 8620 risolvono "Tough Core + Surface duro "sfide:
- Saldabilità: Eccellente: il carbonio lo stesso consente la saldatura senza preriscaldare (per parti non carburate); Le parti carburute hanno bisogno di macinare per rimuovere il carbonio superficiale prima della saldatura.
- Formabilità: Ottimo: soft in condizioni ricotti (18–22 HRC), Quindi può essere piegato, forgiato, o stampato in forme complesse (PER ESEMPIO., spazi vuoti di ingranaggi) prima di carbburiare.
- Machinabilità: Eccellente: AISI Anneal 8620 Taglia facilmente con HSS o strumenti in carburo; Le parti carburate richiedono la macinazione per la modellatura finale.
- Resistenza alla corrosione: Moderato: il cromo nello strato carburoso resiste a ruggine lieve; per ambienti difficili, Aggiungi la placcatura di zinco o il rivestimento epossidico.
- Resistenza all'usura della superficie: Eccezionale: superficie carburata (58–60 HRC) Resiste l'usura da metallo a metallo, estendendo la vita parte di 3-4x vs. acciai non carburati.
2. Applicazioni di AISI 8620 Acciaio in lega
Il vantaggio in carburizzazione di AISI 8620 lo rende ideale per le parti che devono resistere all'usura assorbendo mentre assorbono l'impatto. Ecco i suoi usi chiave:
- Marcia: Ingranaggi di trasmissione automobilistica, ingranaggi del cambio industriali, e ingranaggi del rotore di elicotteri: la superficie a corto resiste all'usura dei denti; Il nucleo duro assorbe lo shock dal meshing degli ingranaggi.
- Alberi: Alberi di trasmissione, alberi a camme, e alberi di assi: la superficie dell'anno resiste all'abrasione; Il nucleo duro gestisce la coppia e la flessione.
- Cuscinetti: Portando razze e boccole: Smooth, La superficie dura minimizza l'attrito; Il nucleo duro impedisce la rottura da carichi pesanti.
- Parti automobilistiche: Pignoni, pignoni, e mozzi di frizione: il calore del motore e il contatto ripetuto; La superficie carbburizzata resiste all'usura dall'uso quotidiano.
- Macchinari industriali: Collegamenti a catena, rulli di trasporto, e dispositivi di fissaggio: la superficie dell'oro resiste a sporcizia/abrasione; Le maniglie del nucleo resistente dall'impatto dalla movimentazione dei materiali.
- Componenti aerospaziali: Pin di carrello di atterraggio, ingranaggi accessori del motore, e dispositivi di fissaggio: la superficie carburata resiste ad usura; Il core duro tollera lo stress di decollo/atterraggio.
3. Tecniche di produzione per AISI 8620 Acciaio in lega
Producendo AISI 8620 Si concentra sul carburizzazione per creare una "superficie dura + Struttura del nucleo duro ". Ecco il processo passo-passo:
- Making d'acciaio:
- Aisi 8620 è realizzato utilizzando un Fornace ad arco elettrico (Eaf) (ricicli acciaio di scarto) O Fornace di ossigeno di base (Bof). Nichel (0.40–0,70%), cromo (0.40–0,60%), e molibdeno (0.15–0,25%) vengono aggiunti durante lo scioglimento per garantire la distribuzione della lega uniforme.
- Rotolando & Forgiatura:
- L'acciaio è Laminato caldo (1,100 – 1,200 ° C.) in bar, piatti, o tubi: il rotolamento di HOT semplifica la formazione. Per parti complesse (PER ESEMPIO., spazi vuoti di ingranaggi), suo Forgiato caldo to shape, quindi ricotto per ammorbidire (18–22 HRC) per la lavorazione.
- Lavorazione:
- Aisi ricotto 8620 è lavorato in forme vicine al finale (PER ESEMPIO., spaccature per i denti degli ingranaggi) usando la svolta, fresatura, o perforazione. Gli strumenti HSS funzionano bene per la maggior parte dei tagli; Gli strumenti in carburo vengono utilizzati per tolleranze strette.
- Carburazione (Passo critico):
- Carburazione del gas: Le parti sono riscaldate a 880-920 ° C in un gas ricco di carbonio (PER ESEMPIO., metano) per 4-12 ore (più lungo = strato duro più spesso). Il carbonio si diffonde nella superficie (0.8–1,0% c), Mentre il nucleo rimane a basso contenuto di carbonio (0.18–0,23% c).
- Spegnimento: Dopo il carburi, Le parti vengono raffreddate a 830–850 ° C, tenuto brevemente, poi spento in olio. Ciò indurisce la superficie a 58–60 HRC e il nucleo a 30–35 HRC.
- Tempra: Le parti vengono riscaldate a 180–220 ° C per 1-2 ore, Quindi raffreddato ad aria. Questo riduce la fragilità superficiale senza abbassare la durezza.
- Trattamento superficiale:
- Macinazione: Le parti carburate sono macinate per levigare la superficie (Rimuove l'ossidazione) e ottenere tolleranze finali (PER ESEMPIO., Precisione dei denti degli ingranaggi).
- Placcatura: Zinco (Resistenza alla ruggine) per parti all'aperto; placcatura cromata (Resistenza all'usura extra) Per parti ad alta attribuzione.
- Scatto: Optional—blasts the surface with small metal balls to reduce residual stress and boost limite di fatica.
- Controllo di qualità:
- Analisi chimica: La spettrometria verifica il nichel, cromo, e livelli di molibdeno (per ASTM A29/A29M).
- Test di durezza: Rockwell Test Controlla la superficie (58–60 HRC) e core (30–35 HRC) durezza.
- Analisi microstrutturale: La microscopia ottica conferma uno strato carburoso uniforme (Nessuna lacuna o distribuzione di carbonio irregolare).
- Ndt: Controlli di test ad ultrasuoni per difetti interni; L'ispezione di particelle magnetiche trova fessure di superficie dalla carburizzazione.
4. Casi studio: Aisi 8620 in azione
I veri progetti mostrano come AISI 8620 Risolve "usura + Impatto "sfide.
Caso di studio 1: Ingranaggi di trasmissione automobilistica (Germania)
Un produttore di automobili aveva bisogno di ingranaggi di trasmissione che potessero resistere all'usura dei denti e assorbire lo shock. Sono passati da AISI 1045 Acciaio al carbonio a AISI carbburizzato 8620 marcia. L'Aisi 8620 Gli ingranaggi sono durati 200,000 km: raddoppio della durata della vita di 1045 ingranaggi: perché la superficie carbonizzata (59 HRC) L'origine dei denti prevenuta, E il nucleo duro (32 HRC) Impatto di spostamento assorbito. Questo ha ridotto la garanzia richiede da 40%.
Caso di studio 2: Alberi del trasportatore industriale (NOI.)
Un magazzino doveva sostituire gli alberi del trasportatore ogni 2 Anni dovuti all'usura della superficie e alle crepe di piegatura. Hanno usato Aisi 8620 alberi, Carburati a 58 HRC e colpi di tiro. I nuovi alberi sono durati 5 anni - nessuna usura o crepe - perché la superficie dura ha resistito all'abrasione dalla sporcizia, e il core duro gestito carichi di trasportatore. Questo ha salvato il magazzino $35,000 in costi di sostituzione.
5. Aisi 8620 contro. Altri materiali
Come fa Aisi 8620 Confronta con altri acciai carburizzabili e resistenti all'usura?
| Materiale | Somiglianze con AISI 8620 | Differenze chiave | Meglio per |
|---|---|---|---|
| Aisi 4140 | Acciaio in lega Cr-Mo | Carbonio più alto (0.38–0,43%); non ideale per il carburizzazione (Core troppo duro); 15% più economico | Non carburoso, Parti di medio-astina |
| Aisi 8630 | Acciaio in lega Ni-Cr-Mo | Carbonio più alto (0.28–0,33%); Core più duro dopo il carburizzazione; 10% PICER | Parti carburalizzate a carico pesante (PER ESEMPIO., ingranaggi per camion) |
| Aisi 1018 | Acciaio a basso contenuto di carbonio | Nessuna lega; scarsa resistenza alla superficie carbburizzata; 30% più economico | Bassa guida, Parti carburalizzate a basso carico |
| 52100 Acciaio cuscinetto | Acciaio ad alto contenuto di carbonio | Migliore resistenza all'usura; Nessun nichel (scarsa tenacia); 20% PICER | Cuscinetti di precisione (Nessun impatto) |
| Acciaio inossidabile 410 | Resistente alla corrosione | Carburizzabile; migliore resistenza alla ruggine; 3× aiuto | Parti carbonizzate con ambiente bagnato |
La prospettiva della tecnologia Yigu su AISI 8620 Acciaio in lega
Alla tecnologia Yigu, Aisi 8620 è la nostra scelta migliore per il core duro con carburi + Parti di superficie dura ”. La sua composizione Ni-Cr-MO a bassa carbonio risolve il più grande punto dolente per i clienti: Ottenere resistenza all'usura senza sacrificare la resistenza all'impatto, critico per gli ingranaggi, alberi, e elementi di fissaggio. Forniamo Aisi 8620 in bar, spazi vuoti forgiati, o componenti lavorati, con carburi personalizzato (0.5–1,2 mm di spessore dello strato) e sparò a peing. Per i clienti che si spostano da un semplice acciaio al carbonio, Aisi 8620 offre una vita in parte più lunga di 3-4 volte con un piccolo premio di costo, per la manutenzione e i tempi di inattività.
FAQ su AISI 8620 Acciaio in lega
- Quanto è spesso lo strato carburoso su AISI 8620?
Gli strati tipici hanno uno spessore di 0,5-1,2 mm, regolati dal tempo di carburizzazione (4 ore = ~ 0,5 mm; 12 ore = ~ 1,2 mm). Per parti come gli ingranaggi, A 0,8–1,0 mm strati bilancia la resistenza all'usura e la flessibilità; per gli alberi, 0.5–0,7 mm evita il cracking superficiale. - Può Aisi 8620 essere usato senza carburizzare?
Sì, ma non è l'ideale. AISI non carburoso 8620 ha una bassa resistenza (600 Tensile MPA) e resistenza all'usura, Quindi viene utilizzato solo per parti a basso carico (PER ESEMPIO., parentesi). La carburizzazione sblocca il suo pieno potenziale di usura e impatto. - È Aisi 8620 Adatto per applicazioni a bassa temperatura?
Yes—its nickel content maintains La tenacità dell'impatto A -30 ° C. (anche dopo il carburi). Per temperature sottostanti -30 ° C. (PER ESEMPIO., macchinari artici), Scegli Aisi 8640 (Nickel più alto) Per una temella extra a bassa temperatura.