Stal do nawęglania

Stal do nawęglania, czyli stal na koła zębate - charakterystyka

Grupa stali konstrukcyjnych stopowych maszynowych do obróbki cieplno-chemicznej, w których po zabiegu nawęglania lub cyjanowania, oraz obróbce cieplnej oczekuje się otrzymania twardej i odpornej na zużycie ścierne powierzchni wyrobu przy zachowaniu odpowiednio dużej ciągliwości rdzenia. Z tego względu najczęściej są one stosowane i nazywane jako stale na koła zębate.

Obróbka cieplno-chemiczna stali do nawęglania

Twardość i odporną na ścieranie powierzchnię uzyskuje się przez nasycenie jej węglem na głębokość w przedziale 0,8 – 1,5mm oraz obróbkę cieplną, której późniejszymi etapami jest hartowanie oraz odpuszczanie. Stale z tej podgrupy charakteryzują się dość niską zawartością węgla w składzie chemicznym – maks. 0,25%, w porównaniu do innych stali konstrukcyjnych stopowych (np. Stali do ulepszania).

W stosunku do innych metod utwardzania powierzchni, takich jak azotowania, cyjanowania, czy też hartowania powierzchniowego, przy nawęglonej powierzchni wyrobu, badając własności i twardość materiału wgłąb rdzenia, parametry maleją nie gwałtownie, a stopniowo.Należy jednak pamiętać, aby zapobiec powstaniu warstwy nadeutektoidalnej, zaleca się stosować łagodnie działające środki nawęglające powierzchnię materiału.

Proces nawęglania w zależności od gatunku stali przeprowadzany jest w przedziale temperatur od ok. 880 – 1050℃. Późniejszy proces hartowania dla rdzenia wynosi 880-920℃, w który można wejść zaraz po zabiegu nawęglania. Hartowanie warstw nawęglonych to temperatury zakresu 780-820℃. Odpuszczanie zaś przeprowadzane jest w temperaturach ok. 150-200℃.

Skład chemiczny

Najczęściej występującymi dodatkami stopowymi w stalach do nawęglania jest Chrom w przedziale 0,7-2,1% stężenia, Mangan – Mn, Molibden – Mo, oraz Nikiel - Ni. Prócz chromu, dodawane są również pierwiastki poprawiające i zapobiegające pogorszeniu nadanych własności, takie jak Tytan – Ti, Wanad – V, Wolfram – W, oraz Bor – B. Chrom, Nikiel oraz Mangan podwyższają hartowność stali, oraz ciągliwość rdzenia. Bor dodawany do stali chromowo-manganowych zwiększa ciągliwość obrobionej cieplnie warstwy materiału. Wszystkie stale do nawęglania są produkowane jako uspokojone.

Zastosowanie

Na mniejsze koła zębate i inne drobne podzespoły w warunkach spokojnej pracy, stosowane są gatunki chromowo – manganowe 14HG, 16HG, 20HG, oraz 18HGT ze względu na niższe własności wytrzymałościowe rdzenia. Również stale chromowe takie jak 15H, 17Cr3, 20H, czy 28Cr4 wykazują tak samo niskie parametry. Dodatek tytanu w gatunku 18HGT wstrzymuje rozrost ziarn w stalach z wysokim stężeniem manganu, oraz pozwala na podwyższenie temperatury nawęglania i skraca czas trwania pierwszego etapu obróbki cieplnej.

Na większe podzespoły jak wały i koła zębate stosuje się stale chromowo – manganowo - molibdenowe oraz chromowo – molibdenowe, takie jak 14HGM, 15HGM, 18HGM, 19HM oraz 17HGN, które charakteryzują się dość wysoką wytrzymałością powierzchni oraz dużą plastycznością rdzenia. Z pośród wcześniej wymienionych, w środowisku narażonym dodatkowo na silne i zmienne przeciążenia, oraz uderzenia, gdzie wymagana jest najwyższa wytrzymałość i ciągliwości rdzenia, najlepszym wyborem są gatunki chromowo niklowe, lub chromowo-niklowe uzupełnione dodatkowo wolframem lub dodatkiem molibdenu jak 15HN, 12HN3A, 12H2N4A, 18H2N2, 20HN3A, 20H2N4A , 18H2N4WA czy też 18H2N4MA.

Normy

Powyżej opisane stale stopowe do nawęglania określają normy PN-58/H-84029, PN-72/H-84035, PN-89/H-84030 oraz euronorma PN-EN 10084, wg których dostarczane są:

Preferencje plików cookie
Szanowni Państwo, nasz serwis stosuje pliki Cookies aby zapewnić jego prawidłowe działanie. Możecie określić warunki przechowywania lub dostępu do plików Cookies klikając przycisk Ustawienia. Zalecamy zapoznanie się z Polityką prywatności i plików Cookies.
Preferencje plików cookie
Wykorzystanie plików cookie

Szanowni Państwo, nasz serwis stosuje pliki Cookies aby zapewnić jego prawidłowe działanie. Możecie określić warunki przechowywania lub dostępu do plików Cookies. Zalecamy zapoznanie się z Polityką prywatności i plików Cookies.

Więcej informacji

W przypadku jakichkolwiek pytań dotyczących naszej polityki dotyczącej plików cookie prosimy o kontakt.