8620 Baja:Spesifikasi Utama, Perlakuan Panas & Kegunaan
SAE 8620 adalah baja paduan nikel-kromium-molibdenum rendah karbon yang umum digunakan untuk roda gigi, pin, bushing, dan poros yang dikarburisasi. Proses karburisasi menambahkan karbon di dekat permukaan; pengerasan dan temper kemudian menciptakan lapisan tahan aus di atas inti yang lebih keras. Kekuatan dan kekerasannya bergantung pada kondisi pasokan, ukuran penampang, dan perlakuan panas akhir.
.jpg?width=1600)
Apa arti kode 8620 bagi Anda?
Dua digit terakhir menunjukkan kandungan karbon nominal sekitar 0.20%. Tingkatannya juga tercantum sebagai UNS G86200 . Itu mengidentifikasi paduan tersebut; itu tidak menentukan kekuatan tarik, kekerasan akhir, atau kedalaman lapisan yang mengeras.
Kandungan karbon dasar yang rendah cocok untuk komponen yang membutuhkan sifat berbeda di permukaan dan bagian tengahnya. Paduan dengan nikel, kromium, dan molibdenum membantu respons pengerasan. Oleh karena itu, batang yang tidak diolah, blanko yang dianil, dan roda gigi yang dikarburisasi merupakan kondisi material yang berbeda meskipun semuanya disebut 8620.
Pesanan pembelian juga memerlukan standar produk dan kondisi pengiriman. Misalnya, ASTM A322 mencakup batang baja paduan tempa panas; tabung atau tempaan berkualitas khusus memerlukan spesifikasi yang sesuai untuk produk tersebut.
Bisakah Anda menggunakan 530 MPa dan elongasi 26% sebagai satu set properti?
Hanya jika sumber yang berkualifikasi sama memberikan keduanya untuk kondisi yang Anda beli atau analisis. Nama kelas saja tidak cukup untuk menentukan pasangan ini. Perpanjangan juga perlu didasarkan pada uji tarik: perpanjangan saat putus tidak sama dengan perpanjangan seragam.
Contoh-contoh di bawah ini menunjukkan mengapa menyalin angka individual tidak dapat diandalkan. Angka-angka tersebut adalah nilai referensi pemasok, bukan nilai yang dapat dipertukarkan sesuai desain atau batas penerimaan yang dijamin.
| Sumber dan kondisi yang dinyatakan | gaya tarik | Tegangan luluh/bukti | pemanjangan | Cara membacanya |
|---|---|---|---|---|
| Panduan Online Metals 8620 Perlakuan panas dan geometri spesimen yang tepat tidak tercantum dalam tabel propertinya. | 92 ksi ≈ 634 MPa | 52 ksi ≈ 359 MPa | 26% saat jeda | Pertahankan keseluruhan baris secara bersamaan. Jangan pasangkan nilai 26% dengan nilai tarik dari dataset lain. |
| Panduan Vulcan 8620, hlm. 20 Kondisi khas seperti saat digulung. | Kira-kira 820 MPa | Kira-kira 590 MPa Tegangan bukti 0.2% | Kira-kira 22% Panjang pengukur tidak disebutkan. | Angka-angka ini berkaitan dengan batang yang dipasok, bukan selongsong yang telah dikarburisasi. Konfirmasikan stok dan dasar pengujian yang berlaku. |
| Lembar data Hillfoot 8620 Permukaan yang tidak diolah, hasil penggulungan. | Tidak ditentukan | Tidak ditentukan | Tidak ditentukan | Lembar tersebut menyatakan bahwa material ini biasanya tidak diuji secara mekanis. Sertifikat kimia tidak perlu memuat hasil uji tarik. |
1 ksi = 6.894757 MPa; konversi yang ditampilkan dibulatkan. Pada ponsel, geser tabel; pengguna keyboard dapat memfokuskan tabel dan menggunakan tombol panah.
Sebelum menggunakan nilai 530 MPa yang dikutip, mintalah kondisi material asli, ukuran penampang, lokasi spesimen, dan metode pengujian. Nilai numerik mungkin berlaku untuk satu spesimen tetapi belum tentu berlaku untuk peralatan jadi Anda.
Vulcan mencantumkan kekerasan permukaan yang dikarburisasi hingga 62 HRC. Ini adalah pernyataan kemampuan pemasok, bukan kekerasan standar batang 8620 atau target penarikan universal. Kekerasan permukaan, kedalaman lapisan efektif, dan sifat inti memerlukan persyaratan penerimaan terpisah.
8620 komposisi kimia
Rentang berikut adalah persentase berat, sisanya besi, seperti yang tercantum dalam referensi SAE 8620 Laxcon . Rentang ini menggambarkan baja dasar sebelum karburisasi. Gunakan spesifikasi material dan analisis panas yang berlaku untuk menerima pesanan.
Mempertahankan kadar karbon baja dasar yang relatif rendah untuk ketangguhan inti dan kemampuan pengerjaan sebelum proses karburisasi.
Mendukung ketangguhan dan kemampuan mengeras, yang sangat penting terutama untuk inti penahan beban.
Meningkatkan kemampuan pengerasan dan respons terhadap keausan, bekerja sama dengan casing yang diperkaya karbon.
Mendukung kemampuan pengerasan dan respons tempering sekaligus membantu menahan pelunakan.
Membantu pengerasan dan deoksidasi sekaligus berkontribusi pada respons kekuatan.
Berfungsi terutama sebagai deoksidator dan memberikan kontribusi yang moderat terhadap kekuatan.
Biasanya dibatasi karena kelebihan fosfor dapat mengurangi ketangguhan dan meningkatkan masalah segregasi.
Dikendalikan karena inklusi dapat memengaruhi kelelahan, ketangguhan, dan sifat arah.
Kandungan kromiumnya jauh di bawah standar baja tahan karat. Baja 8620 tanpa lapisan dapat mengalami korosi dan mungkin memerlukan oli, lapisan pelindung, pelapisan ulang, atau sistem perlindungan lain yang disetujui jika lingkungan penggunaannya membutuhkannya.
Apa yang diubah oleh proses karburisasi?
Karbon berdifusi ke permukaan pada suhu tinggi. Pendinginan selanjutnya dapat menghasilkan lapisan keras yang kaya karbon; penempaan menetapkan kondisi yang dapat digunakan. Ini adalah perubahan di dalam baja, bukan lapisan tambahan. Gambaran umum karburisasi Bodycote menjelaskan tahapan pengayaan, pengerasan, dan penempaan.
Lapisan tersebut secara bertahap bertransisi ke inti dengan kandungan karbon yang lebih rendah. Inti juga dapat mengeras selama siklus termal: "inti yang lebih keras" tidak berarti inti tersebut tetap dalam kondisi lunak aslinya. Responsnya bergantung pada kemampuan pengerasan paduan, penampang, dan pendinginan.
Kekerasan permukaan, kedalaman efektif, dan kedalaman total berbeda-beda.
- Kekerasan permukaan: pembacaan di dekat bagian luar, yang dilakukan dengan pengujian yang sesuai untuk bagian dan lapisan tersebut.
- Kedalaman kasus yang efektif: jarak dari permukaan ke kriteria kekerasan tertentu, diukur pada lokasi yang ditentukan.
- Kedalaman kasus total: Luasnya perubahan pada permukaan yang disebabkan oleh metode metalurgi atau kimia tertentu. Ini tidak dapat dipertukarkan dengan kedalaman efektif.
- Kekerasan inti: Hasil terpisah pada lokasi interior yang disepakati. Kekerasan permukaan yang sama dapat disertai dengan respons inti yang berbeda.
Rencanakan jalur perlakuan panas di sekitar bagian yang sudah jadi.
Potensi karbon—kecenderungan atmosfer untuk memasok karbon—bekerja bersama dengan suhu dan waktu. Beban tungku, keseragaman atmosfer, struktur mikro sebelumnya, penampang, transfer pendinginan, kondisi oli, pengadukan, dan temper semuanya mengubah profil dan distorsi akhir.
Tunjangan mesin dan rencana
Lakukan pengerjaan kasar pada bagian tersebut dalam kondisi lunak yang sesuai. Sediakan bahan baku untuk penyelesaian akhir dan identifikasi fitur-fitur yang sensitif terhadap distorsi, transisi yang tajam, dinding yang tipis, dan permukaan yang tertutup.
Karburisasi hingga mencapai profil terkontrol.
Kendalikan atmosfer, suhu, dan waktu untuk mengembangkan gradien karbon yang dibutuhkan. Kedalaman pengerasan tidak dapat dijamin hanya berdasarkan jam tanpa bukti kemampuan proses.
Mendinginkan dan memanaskan
Pilih jalur pengerasan untuk struktur lapisan luar, respons inti, dan risiko dimensi. Proses temper mengurangi tegangan dan menetapkan keseimbangan kekerasan/ketangguhan yang dapat digunakan.
Selesaikan dan periksa
Lakukan penggerindaan atau penyelesaian akhir pada fitur-fitur penting, kemudian verifikasi kedalaman lapisan efektif, kekerasan lapisan/inti, struktur mikro jika diperlukan, dimensi, retakan, dan integritas permukaan.
Perhitungkan permukaan yang dihilangkan selama proses finishing.
Contoh perhitungan toleransi: misalkan kedalaman lapisan efektif diukur sebesar 0.90 mm sebelum penggerindaan. Dengan menghilangkan 0.15 mm secara tegak lurus terhadap permukaan tersebut, akan tersisa sekitar 0.75 mm hingga batas kekerasan yang sama, asalkan penggerindaan tidak mengubah profil secara termal. Untuk diameter luar, pengurangan diameter sebesar 0.30 mm akan menghilangkan 0.15 mm secara radial dari setiap sisi.
Jika gambar akhir mensyaratkan setidaknya 0.80 mm di lokasi tersebut, contoh ini kurang memadai meskipun pemeriksaan kekerasan permukaan lolos. Perhitungan tersebut menjelaskan mengapa persyaratan kedalaman lapisan harus menyatakan apakah persyaratan tersebut berlaku sebelum atau setelah penyelesaian akhir. Inspeksi akhir juga harus membahas kerusakan akibat penggerindaan dan profil sebenarnya.
Jaga agar kasus dan persyaratan inti tetap saling terkait.
Pin tipis dan hub roda gigi tebal mungkin tidak mendingin dengan laju yang sama. Sampel kecil dapat membantu memantau suatu proses, tetapi harus mewakili fitur yang sifat-sifatnya ingin dibuktikan. Kekerasan permukaan tidak menjamin kekuatan lelah akar gigi, ketangguhan pusat, atau bebas dari retakan pendinginan.
8620, 8620H atau 4140: pertanyaan mana yang sedang Anda selesaikan?
Pilih 8620 untuk permukaan yang dikarburisasi dan inti pendukung.
Ini adalah titik awal umum untuk roda gigi, spline, pin, dan bushing di mana keausan permukaan menjadi penting. Pemilihan tetap bergantung pada beban, geometri, pelumasan, kedalaman lapisan, respons inti, dan masa pakai yang dibutuhkan. Nama komponen bukanlah persetujuan untuk setiap tingkat beban kerja.
Sebutkan 8620H jika kontrol kemampuan pengerasan menjadi penting.
Akhiran H menunjukkan jenis baja yang dikontrol kekerasannya. Ini tidak berarti bahwa batang baja yang dipasok sudah dikeraskan atau akan mencapai kekerasan permukaan yang lebih tinggi. Rentang komposisi kimia yang diizinkan dapat berbeda dari baja 8620 biasa; penerimaan mencakup batas kekerasan yang ditentukan, bukan hanya komposisi kimia saja. ASTM A304 menjelaskan persyaratan batang baja kelas H ini.
Uji pendinginan ujung Jominy mengukur kekerasan pada jarak yang semakin jauh dari ujung yang didinginkan air. Uji ini mengkarakterisasi respons terhadap perubahan kondisi pendinginan. Jarak ini bukan kedalaman lapisan karburisasi dan tidak secara otomatis sama dengan kedalaman pengerasan pada bagian Anda. ASTM A255 menjelaskan dasar pengujian dan pelaporannya.
Bandingkan dengan 4140 ketika kekuatan melalui bagian tersebut mendominasi.
4140 memiliki kandungan karbon nominal yang lebih tinggi dan umumnya diproses dengan pendinginan cepat dan penemperan untuk kekuatan massal. Ia juga dapat menggunakan perlakuan permukaan terpisah jika diperlukan. Untuk poros yang ditentukan oleh kekuatan penampang daripada lapisan aus yang dikarburisasi, bandingkan jalur kualifikasinya dengan 8620. Lihat sifat dan perlakuan panas 4140 untuk alternatif yang lebih detail.
Kekerasan menggambarkan ketahanan terhadap lekukan pada suatu lokasi. Kemampuan pengerasan menggambarkan kemampuan untuk mengembangkan struktur yang mengeras di bawah kondisi pendinginan tertentu. Baik sifat kekerasan maupun kemampuan pengerasan saja tidak menentukan umur kelelahan komponen.
Pengerjaan mesin, pengelasan, dan perbaikan bergantung pada kondisi saat ini.
Lakukan pengerjaan mesin pada fitur-fitur tersebut sebelum pengerasan permukaan akhir.
Proses pembubutan, pengeboran, pemotongan dengan gergaji, dan penempaan biasanya direncanakan dalam kondisi yang lebih lunak. Tentukan kekerasan material yang masuk jika konsistensi pemesinan penting, pertahankan material finishing yang disepakati, dan identifikasi permukaan yang harus dilindungi dari karburisasi. Fitur yang tertutup dan permukaan gigi yang terbuka dapat memiliki persyaratan perlakuan yang berbeda.
Setelah pengerasan, penggerindaan, pengasahan, atau pemesinan keras yang sesuai mungkin diperlukan. Kendalikan pengangkatan material, penyimpangan, hasil akhir, dan kerusakan permukaan. Suatu bagian dapat memenuhi ukuran tetapi gagal memenuhi persyaratan kedalaman lapisan atau integritas permukaannya.
Jangan perlakukan bagian yang dikarburisasi seperti batang yang tidak dikarburisasi saat pengelasan.
Pengelasan lokal mengubah kondisi material. Lapisan yang kaya karbon dan zona yang terkena panas yang didinginkan dengan cepat dapat menyebabkan keretakan dan risiko kerusakan properti. Jika pengelasan merupakan bagian dari desain, rencanakan urutannya sebelum pengerasan akhir dan pastikan seluruh prosesnya sesuai standar. Memperbaiki roda gigi yang sudah dikeraskan memerlukan persetujuan teknik khusus.
Untuk rakitan yang dilas busur, prosedur harus membahas pengendalian hidrogen, komposisi aktual, ketebalan, pengekangan, masukan panas, kondisi pemanasan awal/antar-lintasan, dan perlakuan selanjutnya. Panduan retak hidrogen TWI menjelaskan mengapa faktor-faktor ini bekerja bersama. Pilihan bahan pengisi atau suhu pemanasan awal yang disalin dari pekerjaan lain tidak dapat memenuhi syarat perbaikan 8620.
Pengelasan laser, pembersihan, dan penandaan juga memerlukan uji coba dalam kondisi sebenarnya. Hasil yang sukses pada batang yang tidak diolah tidak membuktikan bahwa permukaan yang dikarburisasi akan mempertahankan profil kekerasan, dimensi, atau kualitas permukaan yang relevan dengan kelelahan.
Apa yang harus dicantumkan dalam gambar dan pesanan pembelian?
Definisikan material yang dibeli dan bukti yang dibutuhkan setelah perawatan. Laporan uji material (MTR) untuk proses pemanasan awal mendukung ketertelusuran dan komposisi kimia; namun, laporan ini tidak secara otomatis mengesahkan hasil akhir.
- Produk dan kondisi: mutu, standar produk, bentuk, ukuran, kondisi pasokan, kuantitas, dan ketertelusuran panas/lot.
- Kemampuan untuk dikeraskan jika diperlukan: Tingkat H atau kelompok yang disepakati, metode, dan bagaimana kaitannya dengan bagian pengendalian.
- Permukaan dan kedalaman akhir: rentang kekerasan, kedalaman dan toleransi efektif, kriteria kekerasan, lokasi pengujian, metode, dan apakah hasilnya berlaku setelah penyelesaian akhir.
- Inti dan metalurgi: Batasan lokasi dan sifat pengujian inti; batasan struktur mikro, austenit yang tertahan, atau kebersihan jika diperlukan oleh desain.
- Dimensi dan rilis: penutupan (masking), bahan gilingan, toleransi distorsi, ukuran/runout akhir, penyelesaian permukaan, inspeksi retak, dan siapa yang berwenang menyetujui perbaikan atau penyimpangan.
Austenit yang tertahan adalah austenit yang tersisa setelah pendinginan; jumlahnya dapat memengaruhi stabilitas dimensi dan perilaku penggunaan. Mintalah batasan dan metode pengukuran hanya jika dibenarkan oleh persyaratan komponen, daripada memperlakukan daftar periksa material umum sebagai spesifikasi.
Apakah "padanan" internasional dapat saling menggantikan?
Penamaan 20NiCrMo2-2 / 1.6523 dan keluarga SNCM220 muncul dalam tabel referensi silang komersial. Ini adalah titik awal perbandingan. Periksa edisi standar aktual, komposisi, kemampuan pengerasan, kondisi pengiriman, bentuk produk, dan pengujian, kemudian dapatkan persetujuan dari otoritas gambar sebelum melakukan penggantian.
Sumber dan cakupan data
- Baja Laxcon — SAE 8620: komposisi dasar dan perbedaan antara jenis beton biasa dan jenis beton yang kekerasannya terkontrol.
- Panduan produk Online Metals — 8620: baris referensi 92 ksi, 52 ksi dan 26%; tabelnya tidak menentukan kondisi perlakuan panas/pengujian secara lengkap.
- Vulcan — Baja Pengerasan Permukaan, dicetak hlm. 20: Sifat khas hasil penggulungan dan kemampuan kekerasan permukaan yang dikarburisasi. Tabel komposisinya mencakup rentang yang lebih luas; tidak digabungkan dengan komposisi SAE biasa di atas.
- Hillfoot — 8620, tidak diolah/seperti yang digulung: deskripsi kondisi pasokan dan tidak adanya seperangkat sifat mekanik yang ditentukan. Batasan kimianya berbeda dari tabel pemasok lain.
- Bodycote — Karburisasi atmosferik: pengayaan karbon diikuti dengan pengerasan dan penempaan.
- ASTM A322, ASTM A304 ke ASTM A255: cakupan batang paduan, penerimaan kelas H, dan metode pengujian kemampuan pengerasan.
- TWI — Retakan hidrogen pada baja: mekanisme retak pengelasan dan variabel penyebabnya.
Rencanakan uji coba pada permukaan 8620 yang sebenarnya.
Untuk tinjauan proses laser dengan Oceanplayer Laser, kirimkan spesifikasi material, perlakuan panas dan kondisi permukaan saat ini, geometri bagian, lapisan atau kontaminasi, dan hasil yang diinginkan. Identifikasi permukaan mana pun yang kekerasan, kedalaman lapisan, atau dimensinya harus dipertahankan.