De chemische warmtebehandeling van stalen gietstukken verwijst naar het plaatsen van de gietstukken in een actief medium op een bepaalde temperatuur voor warmtebehoud, zodat een of meerdere chemische elementen het oppervlak kunnen binnendringen. Chemische warmtebehandeling kan de chemische samenstelling, metallografische structuur en mechanische eigenschappen van het oppervlak van het gietstuk veranderen. Veelgebruikte chemische warmtebehandelingsprocessen omvatten carboneren, nitreren, carbonitreren, boroniseren en metalliseren. Bij het uitvoeren van een chemische warmtebehandeling op gietstukken moet uitgebreid rekening worden gehouden met de vorm, grootte, oppervlakteconditie en oppervlaktewarmtebehandeling van het gietstuk.
1. Carbureren
Opkolen verwijst naar het verwarmen en isoleren van het gietstuk in een opkolingsmedium, en vervolgens het infiltreren van koolstofatomen in het oppervlak. Het belangrijkste doel van carboneren is om het koolstofgehalte op het oppervlak van het gietstuk te verhogen, terwijl er in het gietstuk een bepaalde gradiënt van het koolstofgehalte ontstaat. Het koolstofgehalte van carboneerstaal is over het algemeen 0,1% -0,25% om ervoor te zorgen dat de kern van het gietstuk voldoende taaiheid en sterkte heeft.
De oppervlaktehardheid van de gecarbureerde laag is over het algemeen 56HRC-63HRC. De metallografische structuur van de gecarboniseerde laag bestaat uit fijn naaldmartensiet + een kleine hoeveelheid vastgehouden austeniet en gelijkmatig verdeelde granulaire carbiden. Netwerkcarbiden zijn niet toegestaan en de volumefractie van achtergehouden austeniet bedraagt doorgaans niet meer dan 15%-20%.
De kernhardheid van het gietstuk na het carbureren is over het algemeen 30HRC-45HRC. De metallografische kernstructuur moet uit martensiet met laag koolstofgehalte of lager bainiet bestaan. Het is niet toegestaan om massief of neergeslagen ferriet langs de korrelgrens te hebben.
Bij de daadwerkelijke productie zijn er drie gebruikelijke carboneringsmethoden: vast carboneren, vloeibaar carboneren en gascarboneren.
2. Nitreren
Nitreren verwijst naar een warmtebehandelingsproces waarbij stikstofatomen in het oppervlak van het gietstuk infiltreren. Nitreren wordt over het algemeen uitgevoerd onder de Ac1-temperatuur en het belangrijkste doel is het verbeteren van de hardheid, slijtvastheid, vermoeiingssterkte, weerstand tegen vastlopen en atmosferische corrosieweerstand van het gietoppervlak. Het nitreren van stalen gietstukken wordt doorgaans uitgevoerd bij 480°C-580°C. Gietstukken die aluminium, chroom, titanium, molybdeen en wolfraam bevatten, zoals laaggelegeerd staal, roestvrij staal en heet gereedschapsstaal, zijn geschikt voor nitreren.
Om ervoor te zorgen dat de kern van het gietstuk de noodzakelijke mechanische eigenschappen en metallografische structuur heeft, en om de vervorming na het nitreren te verminderen, is een voorbehandeling vóór het nitreren vereist. Voor constructiestaal is een afschrik- en temperbehandeling vereist vóór het nitreren om een uniforme en fijn getemperde sorbietstructuur te verkrijgen; voor gietstukken die tijdens de nitreerbehandeling gemakkelijk vervormd raken, is na het afschrikken en temperen ook een spanningsarme gloeibehandeling vereist; voor roestvrij staal en hittebestendig staal kunnen gietstukken over het algemeen worden afgeschrikt en getemperd om de structuur en sterkte te verbeteren; voor austenitisch roestvast staal kan oplossingswarmtebehandeling worden gebruikt.
Posttijd: 21 juli 2021