Ống ASTM A519 Lớp 4320 là gì
ASTM A519 cấp 4320 là thép hợp kim molypden-niken cacbon-crom-molypden thấp được sản xuất dưới dạng ống cơ khí liền mạch, được đăng ký theo số UNS G43200. Loại này thuộc nhóm chế hòa khí: lượng carbon được giữ ở mức đủ thấp để lõi vẫn cứng và chống va đập, trong khi việc bổ sung niken, crom và molypden giúp thép có đủ độ cứng để hỗ trợ vỏ cứng, chống mài mòn sau khi chế hòa khí và lõi dẻo, chắc chắn bên dưới.
Niken là nguyên tố then chốt trong sự cân bằng này. Nó cải thiện độ bền của lõi và khả năng chống nứt vỡ của vỏ khi chịu tải tiếp xúc, crom tăng độ cứng và phản ứng với quá trình cacbon hóa, còn molypden tăng thêm độ cứng và hạn chế hiện tượng giòn. Sự kết hợp này là lý do tại sao 4320 được sử dụng rộng rãi cho răng bánh răng và các bộ phận khác phải chống lại cả hiện tượng mỏi khi uốn và rỗ bề mặt.
Thành phần hóa học
| Yếu tố | ASTM A519 lớp 4320 |
| Cacbon | 0.17–0.22% |
| Mangan | 0.45–0.65% |
| Silicon | 0.15–0.35% |
| Niken | 1.65–2.00% |
| crom | 0.40–0.60% |
| Molypden | 0.20–0.30% |
| Phốt pho | Tối đa 0,035% |
| lưu huỳnh | Tối đa 0,040% |
Đặc tính vỏ và lõi sau khi cacbon hóa
Các thành phần được cacbon hóa thường được xác định bằng độ sâu vỏ và độ cứng bề mặt thay vì bằng một con số kéo đơn lẻ. Quá trình cacbon hóa bằng khí hoặc-áp suất thấp, sau đó là làm nguội và nhiệt độ-thấp tạo ra một hộp cứng, với độ cứng bề mặt thường được thống nhất trong phạm vi 58–62 HRC, được hỗ trợ bởi lõi vẫn giữ được độ dẻo dai hữu ích vì hàm lượng carbon trong đó vẫn thấp. Độ sâu vỏ được thiết lập bởi ứng suất tiếp xúc và độ dày răng hoặc thành của bộ phận: vỏ sâu hơn phù hợp với tải trọng tiếp xúc cao hơn, trong khi vỏ nông được sử dụng trên các phần mỏng để tránh thành phần giòn.
Bản thân ASTM A519 lập bảng độ bền kéo tối thiểu, cường độ chảy và độ giãn dài cho từng loại và điều kiện giao hàng, do đó, các đặc tính được báo giá cho ống được cung cấp phụ thuộc vào việc ống được hoàn thiện nóng, kéo nguội hay xử lý nhiệt. Các đặc tính của thành phần được cacbon hóa thành phẩm được thỏa thuận riêng với bộ xử lý nhiệt theo các yêu cầu về độ sâu vỏ, độ cứng bề mặt và độ cứng lõi.
Xử lý nhiệt và kiểm soát kích thước
Trình tự thông thường đối với bánh răng hoặc ống bọc hình ống là gia công đến-kích thước cuối cùng, cacbon hóa ở nhiệt độ trong khoảng 900–930 độ, làm nguội và sau đó tôi ở nhiệt độ thấp để giảm ứng suất làm nguội mà không làm mềm vỏ. Nhiệt độ và thời gian thấm cacbon kiểm soát cả độ sâu trường hợp và sự phát triển của hạt, do đó chu trình phải phù hợp với độ sâu yêu cầu. Do quá trình dập nguội làm biến dạng các bộ phận có thành mỏng, nên phôi gia công được để lại trên các bề mặt phải duy trì độ chính xác và hoạt động hoàn thiện như mài hoặc tiện cứng phải được xử lý bằng nhiệt.
Trong trường hợp phải giữ độ biến dạng ở mức rất nhỏ, phương pháp cacbon hóa chân không hoặc{0}}áp suất thấp, sau đó là làm nguội bằng khí áp suất cao- sẽ được sử dụng thay vì làm nguội bằng dầu. Quá trình làm nguội khí đồng đều hơn và trên một ống có thành vừa phải, làm giảm hình bầu dục và sự thay đổi chiều dài.
Ứng dụng điển hình
Bánh răng, bánh răng nhỏ và bánh răng vành trong hộp số công nghiệp và xe cộ
Các bộ phận bánh răng hành tinh và hộp số giảm tốc trong bộ truyền động tuabin gió và máy móc hạng nặng
Trục truyền động, ống bọc và các bộ phận đồng bộ hóa
Vòng bi, trục cam và các bộ phận tiếp xúc trong thiết bị quay
Các bộ phận truyền động chính xác trong máy công cụ và thiết bị tự động hóa
Điểm gia công và kiểm tra
Trong điều kiện ủ, máy phân loại dễ dàng và nó được cố tình giữ mềm để cắt trước khi cacbon hóa. Bởi vì thép tương đối mềm và dẻo ở hàm lượng carbon thấp nên dụng cụ sắc bén và lượng cấp liệu thích hợp được sử dụng để kiểm soát các cạnh-được tạo ra. Khả năng hàn bị hạn chế và việc hàn không được thực hiện trên các bộ phận được cacbon hóa.
Việc kiểm tra một bộ phận được cacbon hóa hoàn thiện bao gồm đo độ sâu vỏ trên mẫu cắt, độ cứng bề mặt, độ cứng lõi, cấu trúc vi mô và, trong trường hợp nhiệm vụ yêu cầu, kiểm tra hạt từ tính để phát hiện các vết nứt mài và kiểm tra kích thước xem có biến dạng hay không. Tiêu chí về độ sâu và độ cứng của vỏ phải luôn được nêu dưới dạng giá trị chấp nhận đã được thỏa thuận theo đơn đặt hàng.
Câu hỏi thường gặp
Hỏi: UNS G43200 là gì?
Đây là mã nhận dạng hệ thống đánh số thống nhất cho hóa học niken-crom-molypden 4320 mà ASTM A519 liệt kê trong số các loại tiêu chuẩn của nó. Số UNS xác định thành phần; ASTM A519 xác định các yêu cầu về ống.
Q: Tại sao 4320 được sử dụng cho bánh răng?
Lõi carbon thấp của nó vẫn cứng cáp trong khi bề mặt được cacbon hóa trở nên cứng và chống mài mòn, đồng thời hàm lượng niken giúp vỏ chống lại sự nứt vỡ khi chịu tải tiếp xúc lặp đi lặp lại. Sự kết hợp đó phù hợp với răng bánh răng và các bộ phận tương tự.
Hỏi: Độ sâu trường hợp nào có thể được tạo ra trên ống 4320?
Độ sâu vỏ được thiết lập theo chu trình cacbon hóa và theo nhiệm vụ của bộ phận. Nó được chỉ định bằng milimet chiều sâu vỏ hiệu quả trên đơn đặt hàng hoặc bản vẽ và được xác minh bằng cách cắt và di chuyển độ cứng sau khi xử lý nhiệt.
Hỏi: 4320 so sánh với ống 8620 như thế nào?
Cả hai đều là loại cacbon hóa, nhưng 4320 chứa niken và mang lại độ bền lõi cao hơn và độ cứng cao hơn, phù hợp với các phần nặng hơn và tải trọng tiếp xúc cao hơn. Lớp 8620 không có niken được sử dụng ở nơi có mức độ nhẹ hơn.
Hỏi: Ống 4320 có hàn được không?
Nó không dành cho xây dựng hàn. Hàm lượng hợp kim làm cho vùng bị ảnh hưởng nhiệt trở nên cứng và dễ bị nứt, và các bộ phận sẽ được cacbon hóa thường được nối bằng phương tiện cơ học hoặc được chế tạo trước bất kỳ bước đông cứng nào.
Q: Nên đặt hàng ống 4320 được cacbon hóa như thế nào?
Nêu rõ loại và số UNS, tình trạng giao hàng của ống, kích thước thành phần hoàn thiện, độ sâu vỏ yêu cầu và độ cứng bề mặt cũng như dung sai kích thước phải được duy trì sau khi xử lý nhiệt.
