If you need an alloy steel that excels in carburizing—perfect for high-wear, precision parts like automotive gears or machinery shafts—JIS SCM420 alloy steel è una scelta migliore. Come lega giapponese di cromo-molibdeno standard, it balances great hardenability, tenacità, e macchinabilità. Questa guida rompe tutto ciò che devi sapere, Dal suo trucco chimico agli usi del mondo reale, Per aiutarti a usarlo in modo efficace.
1. Material Properties of JIS SCM420 Alloy Steel
JIS SCM420’s performance comes from its well-balanced properties, Tutti conformi al GiapponeLui G4105 standard. Esploriamo chiaramente ogni aspetto chiave.
1.1 Composizione chimica
Gli elementi di JIS SCM420 lavorano insieme per aumentare le prestazioni di carburizzazione, forza, e durata. Di seguito è riportato l'intervallo di composizione standard:
| Elemento | Simbolo | Gamma di composizioni (%) | Ruolo chiave in lega |
|---|---|---|---|
| Carbonio (C) | C | 0.18 - 0.23 | Basso contenuto di carbonio, Ideale per il carburizzazione (forma uno strato esterno duro mantenendo duro il nucleo) |
| Cromo (Cr) | Cr | 0.90 - 1.20 | MiglioraAffidamento Eresistenza all'usura; Migliora la profondità e l'uniformità del carburizzazione |
| Molibdeno (Mo) | Mo | 0.15 - 0.25 | Aumentaforza a fatica e stabilità ad alta temperatura; impedisce la fragilità dopo la carburizzazione |
| Manganese (Mn) | Mn | 0.60 - 0.85 | Aumentamachinabilità e raffinatezza del grano; rafforza la lega senza perdere la duttilità |
| Silicio (E) | E | 0.15 - 0.35 | Funge da desossidante durante la produzione di acciaio; Migliora la forza generale |
| Nichel (In) | In | ≤ 0.25 | Gli importi di traccia migliorano leggermenteLa tenacità dell'impatto senza aumentare i costi |
| Zolfo (S) | S | ≤ 0.030 | Mantenuto basso per evitare il crack in parti carburalizzate e applicazioni ad alta stress |
| Fosforo (P) | P | ≤ 0.030 | Limitato a prevenire la brivido freddo (frattura in ambienti a bassa temperatura) |
| Vanadio (V) | V | ≤ 0.03 | Piccoli importi affinare la struttura del grano, Garantire la durezza uniforme attraverso la parte |
1.2 Proprietà fisiche
Questi tratti mostrano come JIS SCM420 si comporta in diverse condizioni di lavoro, come cambiamenti di temperatura o campi magnetici:
- Densità: 7.85 g/cm³ (Come le leghe più ferrose, Facile da integrare nei design esistenti)
- Punto di fusione: 1420 - 1450 ° C. (high enough for Applicazioni ad alta temperatura like industrial rollers or engine parts)
- Conducibilità termica: 44 Con(M · k) a 20 ° C. (conserva bene il calore, Adatto a parti che funzionano continuamente)
- Capacità termica specifica: 465 J/(kg · k) a 20 ° C. (assorbe il calore costantemente, Evitare la deformazione da sbalzi di temperatura improvvisi)
- Coefficiente di espansione termica: 12.2 μm/(M · k) (bassa espansione, critico per parti di precisione come gli ingranaggi)
- Proprietà magnetiche: Ferromagnetico (attira magneti, utile per strumenti come morsetti magnetici o sensori)
1.3 Proprietà meccaniche
La piena resistenza meccanica di JIS SCM420 è sbloccata dopoCarburazione + spegnimento + tempra (il suo trattamento termico standard). Di seguito sono riportati i valori tipici testati secondo gli standard giapponesi:
| Proprietà | Valore tipico (Carbburato) | Standard di prova (Lui) |
|---|---|---|
| Resistenza alla trazione | ≥ 980 MPA | Solo Z2241 |
| Forza di snervamento | ≥ 785 MPA | Solo Z2241 |
| Allungamento | ≥ 12% | Solo Z2241 |
| Riduzione dell'area | ≥ 45% | Solo Z2241 |
| Durezza (Brinell) | 240 - 300 Hb | Solo Z2243 |
| Durezza (Rockwell c) | 25 - 32 HRC (nucleo) / 58 - 62 HRC (superficie) | Solo Z2245 |
| Durezza (Vickers) | 245 - 305 HV | Lui Z2244 |
| La tenacità dell'impatto | ≥ 70 J | He Z2242 |
| Forza a fatica | ~ 530 MPA | Solo Z2273 |
1.4 Altre proprietà
- Resistenza alla corrosione: Moderare (Resiste lieve umidità e oli; Usa la placcatura di zinco o la vernice per ambienti esterni/umidi)
- Resistenza all'usura: Eccellente (thanks to carburizing and cromo (Cr); Perfetto per parti in movimento come ingranaggi o cuscinetti)
- Machinabilità: Bene (morbido nello stato ricotto; Utilizzare acciaio ad alta velocità (HSS) o strumenti in carburo con fluido di taglio per ridurre l'usura)
- Saldabilità: Accettabile (preriscaldare a 250 -300 ° C e cura del calore post-salvata per evitare il cracking; Utilizzare elettrodi a basso contenuto di idrogeno)
- Affidamento: Eccezionale (La carburizzazione penetra profondamente, Creazione di uno strato esterno duro e un nucleo duro, ideale per parti ad alta conduttura)
2. Applicazioni dell'acciaio in lega JIS SCM420
L'abilità e la tenacità di carburizzazione di JIS SCM420 lo rendono ideale perStress, Applicazioni ad alto consumo. Ecco i suoi usi più comuni, con esempi del mondo reale:
2.1 Industria automobilistica
Auto e camion si basano sulla sua durata per le parti di trasmissione chiave:
- Marcia: Una casa automobilistica giapponese lo usa per gli ingranaggi di trasmissione manuali: la sua superficie carbonizzata (HRC 58–62) dà resistenza all'usura that extends gear life by 40% vs. acciaio al carbonio.
- Alberi: SUV compatti Utilizzare alberi di trasmissione JIS SCM420; suo forza a fatica (~ 530 MPA) gestisce una coppia costante senza rompere.
- Assi: Commercial vans use it for rear axles—its La tenacità dell'impatto (≥70 j) impedisce la flessione durante il carico pesante.
2.2 Industria meccanica
I macchinari industriali beneficiano della sua intensità:
- Cuscinetti: Un impianto di produzione lo utilizza per i cuscinetti del nastro trasportatore: il suo strato carburoso riduce i tempi di inattività di manutenzione di 30%.
- Rulli: La macchina da stampa lo utilizza per i rulli a pressione; suo durezza (240–300 HB Core) Resiste l'usura dall'attrito di carta.
- Bulloni e dispositivi di fissaggio: High-speed machine tools use it for critical bolts—its resistenza alla trazione (≥980 MPa) resiste alle vibrazioni allentate.
2.3 Macchinari pesanti
Per attrezzature su larga scala, Fornisce prestazioni affidabili:
- Sorgenti: Gli escavatori di costruzione lo usano per le sorgenti del secchio; la sua elasticità (dal temperamento) resiste 10,000+ cicli di compressione.
- Componenti strutturali: Mining machinery uses it for crusher shafts—its Affidamento ensures uniform strength in thick sections.
3. Tecniche di produzione per JIS SCM420 Acciaio in lega
Per massimizzare le prestazioni di JIS SCM420, Segui queste fasi di produzione comprovate dal settore:
3.1 Processi di produzione di acciaio
È in genere prodotto usando due metodi:
- Fornace ad arco elettrico (Eaf): Più comune per lotti medi. L'acciaio di scarto viene fuso con elettrodi, Poi cromo (Cr) E molibdeno (Mo) vengono aggiunti per raggiungere la composizione target. Eaf è flessibile e riduce i rifiuti, Ideale per parti personalizzate come ingranaggi di grandi dimensioni.
- Fornace di ossigeno di base (Bof): Utilizzato per la produzione di massa. Il ferro fuso viene miscelato con ossigeno per rimuovere le impurità, Quindi vengono aggiunti elementi in lega. BOF è più veloce ed economico per le parti standard come i bulloni.
3.2 Trattamento termico
La carburizzazione è il trattamento termico principale per JIS SCM420. Il processo standard è:
- Ricottura: Riscaldare a 820 - 850 ° C., raffreddare lentamente. Ammorbidisce la lega per una lavorazione più facile (Taglia l'usura dello strumento da 35%).
- Carburazione: Riscaldare a 900 -950 ° C in un'atmosfera ricca di carbonio (PER ESEMPIO., gas naturale). Crea uno strato esterno duro da 0,8-1,2 mm (Contenuto di carbonio 0,8-1,0%) per resistenza all'usura.
- Spegnimento: Raffreddare rapidamente nell'olio (da 830 - 850 ° C.). Indurisce la superficie carbburizzata a HRC 58–62.
- Tempra: Riscaldare a 180 - 220 ° C., raffreddare in aria. Riduce la fragilità mantenendo la superficie dura.
3.3 Processi di formazione
JIS SCM420 è modellato in parti usando:
- Forgiatura: Martellato o pressato a 1100 - 1200 ° C.. Allinea il grano del metallo, increasing resistenza alla trazione di 15% vs. Parti gettate. Utilizzato per ingranaggi e alberi.
- Rotolando: Passato attraverso i rulli per fare barre o fogli. Utilizzato per le forme di base come le spazi vuoti.
- Estrusione: Spinto attraverso un dado per creare forme complesse (PER ESEMPIO., alberi cavi). Ideale per parti di precisione come i componenti di trasmissione.
3.4 Processi di lavorazione
Dopo la formazione, Le parti sono rifinite con:
- Rotazione: Usa un tornio per fare parti cilindriche (PER ESEMPIO., alberi). Usa il fluido di taglio per evitare il surriscaldamento.
- Fresatura: Utilizza un taglierina rotante per modellare i denti degli ingranaggi. Gli strumenti in carburo funzionano meglio per la precisione (PER ESEMPIO., tolleranza dei denti ingranaggi ± 0,02 mm).
- Perforazione: Crea buchi per i bulloni. Esercitazioni ad alta velocità (1000–1500 giri / min) Evita di crack.
- Macinazione: Leviga la superficie carbburizzata a tolleranze strette. Migliora resistenza all'usura by reducing surface friction.
4. Caso di studio: JIS SCM420 in ingranaggi di trasmissione automobilistica
Una fabbrica automobilistica giapponese ha affrontato un problema: I loro ingranaggi di trasmissione in acciaio al carbonio sono falliti dopo 150,000 km, causando richiami costosi. Sono passati a JIS SCM420 e hanno risolto il problema.
4.1 Sfida
Le auto compatte della fabbrica sono state utilizzate nelle aree urbane con frequenti cicli di stop. Gli ingranaggi in acciaio al carbonio erano bassiresistenza all'usura Eforza a fatica (400 MPA), che porta all'usura dei denti e allo slittamento della trasmissione. Il tasso di fallimento era 5% all'anno, ferindo la fiducia del marchio.
4.2 Soluzione
They switched to JIS SCM420 gears, usando:
- Carburazione (920° C per 4 ore) per creare un 1.0 mm strato esterno duro.
- Spegnimento + tempra (200° C.) per raggiungere HRC 60 in superficie e 30 HRC nel nucleo.
- Macinazione di precisione to smooth gear teeth, ridurre l'attrito e indossare.
4.3 Risultati
- Durata di servizio: Gli ingranaggi ora durano 300,000 KM: raddoppio della durata della vita precedente.
- Risparmio dei costi: Cut recall costs by ¥280,000 per year.
- Prestazione: Efficienza di trasmissione migliorata da 5%, Ridurre il consumo di carburante.
5. Analisi comparativa: JIS SCM420 vs. Altri materiali
How does JIS SCM420 stack up against common alternatives? Ecco un confronto fianco a fianco:
| Materiale | Resistenza alla trazione | Resistenza all'usura | La tenacità dell'impatto | Costo (vs. È SCM420) | Meglio per |
|---|---|---|---|---|---|
| È SCM420 | ≥980 MPa | Eccellente | ≥70 j | 100% (base) | ALTERIE, parti di precisione (marcia) |
| Acciaio inossidabile (Sus304) | 515 MPA | Bene | 60 J | 180% | Attrezzatura alimentare/chimica |
| Acciaio al carbonio (S45C) | 600 MPA | Basso | 35 J | 50% | Parti a basso stress (parentesi) |
| Acciaio in lega (SCM415) | 800 MPA | Bene | 60 J | 80% | Parti di macchinari generali |
| Titanio (Ti-6al-4v) | 1100 MPA | Bene | 110 J | 800% | Parti aerospaziali leggere |
Takeaway chiave: JIS SCM420 has betterresistenza all'usura than SCM415 or carbon steel, Grazie al carburizzazione. È più economico dell'acciaio inossidabile e del titanio, rendendolo il miglior valore perALTERIE, precision applications.
Yigu Technology’s Perspective on JIS SCM420 Alloy Steel
Alla tecnologia Yigu, JIS SCM420 is our top choice for carburized parts like automotive gears. L'abbiamo fornito ai clienti per 12+ anni, ed èAffidamento Eforza di fatica potenziata dal molibdeno soddisfare costantemente standard rigorosi. Ottimizziamo il processo di carburizzazione per garantire uno strato duro uniforme, Aiutare i clienti a prolungare la vita in parte di 2-3x. Per uso esterno, Lo abbiniamo a rivestimenti anti-russi. Per i produttori che necessitano di resistenti, Parti di abbigliamento ad alto costo convenienti, JIS SCM420 non ha eguali.
Domande frequenti sull'acciaio in lega JIS SCM420
1. JIS SCM420 è uguale a AISI 4120?
Sì, JIS SCM420 è quasi identico a AISI 4120 (Standard americano) in composizione chimica e prestazioni. They can be used interchangeably, making JIS SCM420 a great choice for global supply chains.
2. Can JIS SCM420 be used without carburizing?
Può, but carburizing is recommended for high-wear parts. Without carburizing, suoresistenza all'usura is lower (similar to mild alloy steel), so it’s only suitable for low-stress parts like non-critical shafts or brackets.
3. How to improve JIS SCM420’s corrosion resistance?
Aggiungi un rivestimento protettivo: Zinco (Per parti esterne come bulloni), rivestimento in polvere (per componenti strutturali), o placcatura cromata (Per parti in movimento come cuscinetti). These treatments extend service life in humid environments by 5–10 years.
