E9310 е никел-хром-молибден карбуризираща стомана, произведена като безшевни механични тръби съгласно ASTM A519. Уточнява се, когато даден компонент се нуждае както от твърда,-устойчива на износване повърхност, така и от здрава, устойчива-на умора сърцевина, поради което се появява в аерокосмическата предавка, хеликоптерни и турбовитлови трансмисионни части, състезателни скоростни кутии и шпиндели на прецизни машинни инструменти. Тази статия обяснява химията, пътя на топлинна обработка и контрола на качеството, които правят E9310 надежден клас за карбуризиране.
Химичен състав
Обозначението E9310 идентифицира качествена стомана за електрическа пещ със следния типичен състав: въглерод 0,08 до 0,13 процента, манган 0,40 до 0,60 процента, фосфор 0,025 процента максимум, сяра 0,025 процента максимум, силиций 0,15 до 0,35 процента, хром 1,00 до 1,40 процента, никел 3,00 до 3,50 процента и молибден 0,08 до 0,15 процента. Високото съдържание на никел е определящата характеристика: то укрепва сърцевината, подобрява издръжливостта след карбуризиране и разширява способността за закаляване, така че големите секции реагират равномерно на закаляването.
| елемент | E9310 Типични граници, % | Роля в Alloy |
|---|---|---|
| въглерод | 0.08-0.13 | Твърдост на корпуса след карбуризиране |
| хром | 1.00-1.40 | Закаляемост и устойчивост на износване |
| никел | 3.00-3.50 | Якост на сърцевината и издръжливост при-ниски температури |
| Молибден | 0.08-0.15 | Устойчивост на закаляване и якост на умора |
| Манган | 0.40-0.60 | Деоксидация и втвърдяемост |
Как карбуризирането развива свойствата
Карбуризирането въвежда въглерод в повърхността при повишена температура, обикновено от 900 до 950 градуса по Целзий, като се използва газ или вакуумно карбуризиране под ниско-налягане. След карбуризиране детайлът се охлажда и темперира, а често и дълбоко-замразява, за да се трансформира задържаният аустенит. Резултатът е твърдост на корпуса от 60 HRC и повече с дълбочина на корпуса, която може да се контролира до части от милиметър, комбинирана с твърдост на корпуса от приблизително 30 до 40 HRC. Тази комбинация дава на зъбите на зъбното колело-устойчива на износване страна и сърцевина, която поема натоварванията на огъване без крехко счупване.
Собствени предимства на дизайна на никелови-лагери
В сравнение с по-ниско-карбюризирани стомани като 8620, E9310 предлага по-висока якост на сърцевината, по-добра ударна якост и по-дълбока закаляемост. Показателите за умора при огъване са подобрени, тъй като здравата сърцевина поддържа закалената обвивка и забавя растежа на пукнатини от корена на зъба. За взискателни въртящи се компоненти карбуризираният слой обикновено се определя на 0,8 до 1,2 mm ефективна дълбочина, а контролът на въглеродния градиент е ключов параметър за качество.
Качество на топене и производство
За авиация и услуги с висока -интегритет, E9310 се произвежда чрез вакуумно индукционно топене, последвано от вакуумно-дъгово претопяване, което намалява съдържанието на газ и затяга контрола на включването. Ограниченията на микроелементите като кислород и титан се поддържат при строги стойности, за да се запази живота на умора. Маршрутът на безшевната тръба започва от пробита и валцована куха, последвана от студено изтегляне или горещо довършване и след това окончателна топлинна обработка до необходимото състояние.
Последователност на термична обработка
Типична последователност е: нормализиране за рафиниране на зърното, машинна обработка до почти-чиста форма, карбуризиране до определената дълбочина на корпуса, охлаждане от температурата на карбуризиране или повторно нагряване, темпериране и по избор дълбоко-замразяване при около минус 120 градуса по Целзий за стабилизиране на задържания аустенит, последвано от окончателно темпериране при ниска-температура. Размерът на зърното преди карбуризирането обикновено се поддържа в контролиран диапазон, например ASTM размер на зърното 5 до 8, така че корпусът и сърцевината да реагират предвидимо.
Тестване и контрол на качеството
Контролът на качеството включва химичен анализ на всяка проверка на нагряване, опън и твърдост, измерване на дълбочината на корпуса чрез траверс за микротвърдост, изследване на микроструктурата за потвърждаване на липсата на мрежови карбиди и не{0}}разрушително изследване на обработени повърхности. Критичните-за умора части се валидират чрез-тестване за умора при огъване на единичен зъб до висок брой цикли, а инспекцията с магнитни частици се прилага след шлайфане, за да се уловят изгаряния или пукнатини при шлайфане.
Сравнение с други степени на карбуризиране
8620 е икономичният клас на карбуризиране за умерено натоварване; 4320 добавя молибден и никел за по-добра здравина на сърцевината; 4820 повишава допълнително съдържанието на никел за тежко-зъбни колела; E9310 се намира на върха на семейството на сплави за карбуризиране за здравина и издръжливост. Кобалт-легирани първокласни класове за карбуризиране могат да надвишават E9310 в гореща твърдост, но при значително по-висока цена, поради което E9310 остава практическата подразбиране за високо-производителни зъбни колела, където бюджетът е фактор.
Типични приложения
Тръбите E9310 се обработват машинно в зъбни колела, пиньони, валове, лагерни колела и задвижващи компоненти за двигатели и скоростни кутии на самолети, автомобилни и състезателни трансмисии, роторни задвижващи системи на хеликоптери, шпиндели на машинни инструменти и промишлени редуктори на зъбни колела. Също така е специфицирано за спускаемо и морско оборудване, където се изисква висока надеждност при циклично натоварване.
Поръчване на тръби E9310
Посочете стандарта, ASTM A519; клас, E9310; състоянието, обикновено отгрято за машинна обработка или закалено и темперирано, когато се изисква крайна твърдост; външния диаметър, дебелината на стената и дължината; и всяко допълнително изпитване като ултразвуково изследване или контрол на размера на зърната. С всяка партида се предоставя сертификат за изпитване на материала, отчитащ топлинно число, химия и механични резултати.
ЧЗВ
Какво означава Е в E9310?
Префиксът E указва стомана с качество на електрическа пещ, а 9310 идентифицира фамилията AISI-SAE никел-хром-молибден, официално UNS G93100.
Каква твърдост може да постигне E9310 след карбуризиране?
Правилно карбуризиран и закален корпус E9310 достига 60 HRC и повече, докато сърцевината остава в диапазона от 30 до 40 HRC в зависимост от размера на секцията и темперирането.
E9310 по-добър ли е от 8620 за скорости?
За високи натоварвания на огъване и умора-критична предавка, да: по-високото съдържание на никел дава по-здрава, по-здрава сърцевина и по-добра закаляемост. 8620 остава адекватна и по-икономична за части с умерено-натоварване.
Могат ли тръби E9310 да бъдат заварени?
E9310 не е клас за заваряване. Предназначен е за механична и термична обработка; всяко заваряване изисква квалификация на специализирана процедура и се избягва в готовата предавка.
Каква дълбочина на корпуса е типична за предавки E9310?
Ефективната дълбочина на кутията обикновено се определя от 0,8 до 1,2 mm за аерокосмически зъбни колела, като точната стойност се основава на зъбния модул и работното натоварване.
