Ce este EN 10297-1 20NiCrMo2-2?
20NiCrMo2-2, oțel cu numărul 1.6523, este un oțel de călire cu nichel-crom-molibden-furnizat ca tub fără sudură conform EN 10297-1. Denumirea urmează convenția europeană a oțelului de călire: cifra principală oferă conținutul nominal de carbon în sutimi de procent, urmat de elementele de aliere și conținutul lor nominal.
Tuburile fabricate din această calitate sunt utilizate acolo unde o suprafață dură, rezistentă la uzură-trebuie combinată cu un miez dur, rezistent la șocuri-. Conținutul scăzut de carbon menține miezul ductil după călire, în timp ce adaosurile de nichel, crom și molibden asigură călirea necesară pentru ca carcasa carburată să dezvolte o adâncime eficientă de duritate.
Compoziția chimică și proiectarea aliajelor
| Element | % continut | Contribuţie |
|---|---|---|
| Carbon | 0,17 până la 0,23 | Rezistența miezului după întărire, răspunsul carcasei |
| Siliciu | 0,40 max | Dezoxidarea |
| Mangan | 0,60 până la 0,90 | Calibilitatea, controlul sulfului |
| Fosfor | 0,025 max | Reziduu, acoperit pentru duritate |
| Sulf | 0,035 max, mai mic pentru note îmbunătățite | Reziduu, controlat pentru echilibrul de prelucrabilitate |
| Crom | 0,40 până la 0,60 | Calibilitatea și răspunsul la cementarea carcasei |
| Nichel | 0,40 până la 0,70 | Duritate, mai ales la temperaturi scăzute |
| Molibden | 0,15 până la 0,25 | Rezistență la fragilizarea prin temperare |
Compoziția este mai degrabă echilibrată decât puternic aliată. Nichelul îmbunătățește duritatea-la temperatură scăzută a miezului, cromul și manganul creează călibilitatea necesară carcasei, iar molibdenul suprimă fragilizarea la temperatură în timpul etapei de revenire care urmează călirii. Elementele reziduale sunt menținute jos, astfel încât tubul să rămână curat și previzibil în funcționare.
Proprietăți mecanice și duritate
Proprietățile depind de calea de tratament termic și de grosimea peretelui tubului, deoarece călibilitatea este limitată de dimensiunea secțiunii. Cele două condiții citate în mod normal sunt starea de livrare normalizată sau recoaptă, în care tubul este moale și ușor prelucrat, și starea călită și revenită, în care tubul își atinge rezistența de lucru.
| Stare | Rezultat tipic |
|---|---|
| Stare de livrare moale sau normalizată | Structură prelucrabilă pentru formare, strunjire și tăiere |
| stins si calit | Rezistență ridicată la tracțiune și rezistență, cu rezistență bună la crestătură |
| Carcasa carburata si intarita | Duritatea carcasei în regiunea de 58 până la 62 HRC cu o adâncime controlată a carcasei |
| Miez după cementare și întărire | Miez dur, duritatea depinde de dimensiunea secțiunii și de călire |
Deoarece călibilitatea este moderată, duritatea miezului realizabilă scade pe măsură ce grosimea peretelui crește și, prin urmare, proprietățile sunt specificate față de banda de grosime a peretelui, mai degrabă decât ca o singură cifră. Acolo unde designul se bazează pe rezistența miezului, peretele tubului și severitatea călirii trebuie să fie potrivite cu călibilitatea oțelului. Acolo unde designul se bazează pe rezistența la uzură, adâncimea carcasei și duritatea carcasei sunt valorile de control, iar acestea sunt convenite cu tratatorul termic pentru dimensiunea specifică a tubului.
Ciclul de tratament termic
Austenitizarea în intervalul de la aproximativ 830 până la 860 grade Celsius, urmată de stingerea cu ulei pentru a transforma structura în martensită.
Călirea în intervalul de aproximativ 550 până la 600 de grade Celsius pentru a echilibra rezistența și duritatea. Creșterea temperaturii de revenire crește duritatea și reduce rezistența.
Cementare opțională prin cementare în intervalul de la aproximativ 900 până la 930 de grade Celsius, urmată de călire, pentru a produce o carcasă tare peste un miez dur.
Fără răcire lentă prin intervalul de fragilizare după călire, pentru a păstra duritatea crestăturii.
Structura călită este martensită călită cu carburi de aliaj fin dispersate. Controlul temperaturii și al timpului de austenitizare este important deoarece o mărime a granulelor de austenită anterior inutil de grosier reduce duritatea piesei finite.
Aplicații tipice
Arborele aerospațiale și componentele tubulare structurale supuse sarcinilor de oboseală
Piese de transmisie ale autovehiculelor, cum ar fi arbori de viteză și componente rotative la solicitarea ridicată
Componente din industria energetică care necesită rezistență la temperatură ambientală sub-zero
Axuri, manșoane și bucșe pentru mașini-unelte care necesită o suprafață rezistentă la uzură
Componente de acţionare hidraulice şi pneumatice unde este necesară o suprafaţă de găurire sau tije
Piese mecanice generale de precizie produse din stoc de tuburi pe mașini automate
Testare și trasabilitate
Inspecția EN 10297-1 tub acoperă în mod normal verificarea dimensională a diametrului exterior și a grosimii peretelui, analiza chimică per turnare, testarea la tracțiune pe lot și testarea durității acolo unde comanda o cere. Testarea cu ultrasunete este utilizată pentru inspecția solidității interioare și a particulelor magnetice sau a colorantului penetrant pentru defecte de suprafață pe tubul destinat componentelor critice la oboseală.
Verificările metalurgice pot include determinarea prealabilă a mărimii granulelor de austenită și evaluarea incluziunii ne-metalice atunci când aplicația necesită oțel curat. Certificarea materialului este emisă la nivelul de inspecție convenit în comandă, cu trasabilitate completă de la numărul turnat până la tubul finit, iar orice cerințe suplimentare, cum ar fi un finisaj specific al suprafeței sau pregătirea finală, sunt menționate în specificația de achiziție.
FAQ
Î: Ce înseamnă denumirea 20NiCrMo2-2?
Cifra principală 20 indică aproximativ 0,20 procente de carbon, literele identifică nichelul, cromul și molibdenul ca elemente de aliere, iar cifrele finale indică conținutul lor nominal, dând oțelul numărul 1.6523.
Î: Acest grad este destinat întăririi suprafeței sau călirii prin întărire?
Este un oțel-călitor. Componentele sunt în mod normal carburate și întărite pentru a obține o suprafață dură, rezistentă la uzură-peste un miez dur, deși tubul poate fi, de asemenea, stins și revenit pentru rezistență.
Î: Ce duritate a carcasei poate fi de așteptat?
O carcasă cementată și întărită corect atinge de obicei regiunea de 58 până la 62 HRC, în timp ce duritatea miezului depinde de grosimea peretelui și de călibilitatea oțelului.
Î: De ce este inclus molibdenul în compoziție?
Molibdenul îmbunătățește întărirea și, mai important, rezistă la fragilizarea prin temperare, astfel încât duritatea crestăturii este păstrată după revenire.
Î: Care este intervalul de temperatură recomandat pentru tratamentul termic?
Austenitizarea se efectuează în jur de 830 până la 860 grade Celsius, urmată de călirea cu ulei, cu revenire în regiunea de 550 până la 600 de grade Celsius și carburarea în jur de 900 până la 930 de grade Celsius când este necesară cementarea.
Î: Cum este inspectat tubul?
Inspecția acoperă verificări dimensionale, analize chimice, încercări de tracțiune și testări de duritate, completate cu ultrasunete și examinarea defectelor de suprafață pentru aplicații critice de oboseală-, toate cu trasabilitate până la numărul turnat.
