Die chemische Wärmebehandlung von Stahlgussteilen bezieht sich auf das Einbringen der Gussteile in ein aktives Medium bei einer bestimmten Temperatur zur Wärmeerhaltung, so dass ein oder mehrere chemische Elemente in die Oberfläche eindringen können.Die chemische Wärmebehandlung kann die chemische Zusammensetzung, die metallographische Struktur und die mechanischen Eigenschaften der Gussstückoberfläche verändern.Übliche chemische Wärmebehandlungsverfahren umfassen Aufkohlen, Nitrieren, Carbonitrieren, Borieren und Metallisieren.Bei der Durchführung einer chemischen Wärmebehandlung von Gussteilen sollten Form, Größe, Oberflächenbeschaffenheit und Oberflächenwärmebehandlung des Gussteils umfassend berücksichtigt werden.
1. Aufkohlen
Aufkohlen bezieht sich auf das Erhitzen und Isolieren des Gussstücks in einem Aufkohlungsmedium und das anschließende Einsickern von Kohlenstoffatomen in die Oberfläche.Der Hauptzweck des Aufkohlens besteht darin, den Kohlenstoffgehalt an der Oberfläche des Gussstücks zu erhöhen und gleichzeitig einen bestimmten Kohlenstoffgehaltsgradienten im Gussstück zu bilden.Der Kohlenstoffgehalt von Aufkohlungsstahl beträgt im Allgemeinen 0,1 % bis 0,25 %, um sicherzustellen, dass der Kern des Gussstücks eine ausreichende Zähigkeit und Festigkeit aufweist.
Die Oberflächenhärte der aufgekohlten Schicht beträgt im Allgemeinen 56HRC–63HRC.Die metallographische Struktur der aufgekohlten Schicht besteht aus feinnadeligem Martensit + einer geringen Menge Restaustenit und gleichmäßig verteilten körnigen Karbiden.Netzwerkkarbide sind nicht zulässig, und der Volumenanteil von Restaustenit übersteigt im Allgemeinen 15 % bis 20 % nicht.
Die Kernhärte des Gussstücks nach dem Aufkohlen beträgt im Allgemeinen 30HRC–45HRC.Die metallographische Kernstruktur sollte kohlenstoffarmer Martensit oder niederer Bainit sein.Entlang der Korngrenze darf kein massiver oder ausgeschiedener Ferrit vorhanden sein.
In der tatsächlichen Produktion gibt es drei übliche Aufkohlungsverfahren: Festaufkohlen, Flüssigaufkohlen und Gasaufkohlen.
2. Nitrieren
Nitrieren bezeichnet einen Wärmebehandlungsprozess, bei dem Stickstoffatome in die Oberfläche des Gussstücks eingeschleust werden.Das Nitrieren wird im Allgemeinen unterhalb der Ac1-Temperatur durchgeführt, und sein Hauptzweck besteht darin, die Härte, Verschleißfestigkeit, Ermüdungsfestigkeit, Fressfestigkeit und atmosphärische Korrosionsbeständigkeit der Gussoberfläche zu verbessern.Das Nitrieren von Stahlguss wird im Allgemeinen bei 480°C–580°C durchgeführt.Zum Nitrieren eignen sich Gussteile, die Aluminium, Chrom, Titan, Molybdän und Wolfram enthalten, wie z. B. niedriglegierter Stahl, Edelstahl und Werkzeugstahl für heiße Formen.
Um sicherzustellen, dass der Kern des Gussstücks die erforderlichen mechanischen Eigenschaften und metallografischen Strukturen aufweist, und um die Verformung nach dem Nitrieren zu verringern, ist eine Vorbehandlung vor dem Nitrieren erforderlich.Für Baustahl ist vor dem Nitrieren eine Abschreck- und Anlassbehandlung erforderlich, um eine gleichmäßige und fein angelassene Sorbitstruktur zu erhalten;bei Gussstücken, die sich beim Nitrieren leicht verziehen, ist nach dem Abschrecken und Anlassen zusätzlich ein Spannungsarmglühen erforderlich;Gussteile aus Edelstahl und hitzebeständigem Stahl können im Allgemeinen abgeschreckt und angelassen werden, um die Struktur und Festigkeit zu verbessern;für austenitischen rostfreien Stahl kann Lösungsglühen verwendet werden.
Postzeit: 21. Juli 2021