52100 Oțel pentru rulmenți | 1.3505 | 100Cr6

2. Proprietățile oțelului pentru rulmenți 52100

Această secțiune detaliază caracteristicile critice ale oțelului AISI/SAE 52100 care îl fac un material preferat în numeroase industrii.

Potențialul de duritate și răspunsul la tratamentul termic

Unul dintre cei remarcabili Proprietățile oțelului pentru rulmenți 52100 este capacitatea sa excepțională de duritate.

• Duritate realizabilă: Cu un tratament termic adecvat, oțelul 52100 atinge în mod constant o duritate de 60 până la 64 HRC pe toată secțiunea sa. De exemplu, o piesă cu grosimea de 2,5 cm poate atinge aproximativ 60 HRC atunci când este revenită la aproximativ 204°C (400°F).
• Aplicații ale rulmenților: Pentru componentele critice ale rulmenților cu bile, se specifică de obicei o duritate minimă de 62 HRC, care se obține după călire și revenire.
• Duritate la cald: Este important de luat în considerare faptul că duritatea la cald a oțelului 52100 scade considerabil pe măsură ce temperaturile de funcționare cresc.

2.1 Caracteristicile microstructurii

Microstructura oțelului 52100 după tratamentul termic corect este fundamentală pentru performanța sa:

• Structură tipică: Constă în principal din martensită cu conținut ridicat de carbon, cu carburi sferice primare (nedizolvate) fin dispersate. Un conținut de austenită reținută de 5 până la 10% este, de asemenea, tipic.
• Contribuția la rezistența la uzură: Pentru aplicațiile cu rulmenți, oțelul 52100 este austenitizat intenționat sub temperatura sa Acm. Acest proces încurajează formarea de rețele de carburi de cementită în structura martensitică finală, sporind semnificativ rezistența la uzură.
• Curăţenie: O microstructură curată, fără incluziuni excesive, este vitală, în special pentru aplicațiile care necesită suprafețe foarte lustruite, cum ar fi matrițele.

2.2 Rezistențe mecanice ale miezului oțelului 52100

Oțelul aliat 52100 este proiectat pentru o capacitate portantă ridicată și rezistență ridicată.

2.3 Performanța la oboseală

Durata de viață ridicată la oboseală este critică proprietatea oțelului pentru rulmenți 52100, în special pentru componente precum lagărele de susținere supuse unor încărcări ciclice. Rezistența la oboseală poate fi influențată de factori precum conținutul de incluziuni și precizia tratamentului termic. Controlul calității, inclusiv testarea la oboseală, este primordial.

2.4 Rezistență la uzură

Oțelul 52100 demonstrează o bună rezistență la uzură. Aceasta este semnificativ îmbunătățită de prezența particulelor de cementită foarte mici și dure, care sunt distribuite uniform în microstructură după un tratament termic optim. Tratamentele specializate, cum ar fi procesele duplex, pot îmbunătăți și mai mult caracteristicile de uzură în comparație cu cromarea standard sau alte oțeluri aliate precum 8620, în anumite condiții.

2.5 Călibilitate

Datorită conținutului său de crom, oțelul 52100 posedă o bună călibilitate. Aceasta îi permite să obțină o duritate constantă pe toată secțiunea sa transversală în piese cu grosimea de până la aproximativ 2,5 cm. Călibilitatea sa este comparabilă cu cea a oțelului 5280.

2.6 Prelucrabilitate

Pentru cele mai bune rezultate de prelucrare și pentru a asigura un răspuns uniform în timpul proceselor ulterioare de călire, o microstructură sferoidizată este foarte recomandată pentru oțelul 52100. Această condiție îmbunătățește durata de viață a sculei și finisajul suprafeței.

2.7 Curățenia și calitatea materialelor

Calitate superioară 52100 oțel pentru rulmenți este produs cu un accent puternic pe soliditatea internă, curățenie și compoziție chimică uniformă.

• Controlul includerii: Pentru aplicații critice, cum ar fi rulmenții cu bile, sunt esențiale niveluri foarte scăzute de incluziuni nemetalice (de exemplu, tip A, B, C, D) și un conținut minim de oxigen.
• Procese de topire: Tehnicile avansate de topire, cum ar fi topirea în vid a electrozilor consumabili (CEVM) sau retopirea cu electrozgură (ESR), pot oferi microstructura excepțional de curată necesară pentru aplicații solicitante, cum ar fi matrițele lustruite.
• Considerații privind turnarea: La producerea oțelului 52100 prin turnare continuă modernă, ciclurile de omogenizare insuficiente pot duce la segregare și distribuții nedorite ale carburilor, afectând negativ proprietățile acestuia și răspunsul la tratamentul termic.
• Standarde: ASTM A 535 acoperă țaglele, barele, tuburile rotunde, tijele și tuburile din oțel aliat de calitate specială destinate fabricării rulmenților antifricțiune.

2.8 Stabilitate dimensională

Obținerea unei stabilități dimensionale foarte ridicate în componentele din oțel 52100 necesită un control precis al tratamentului termic. Acesta poate fi sensibil la distorsiune, iar revenirea la o duritate mai mică ar putea fi necesară în comparație cu unele oțeluri avansate dacă stabilitatea maximă este obiectivul principal. Temperaturile de austenitizare sau practicile de revenire incorecte pot duce la fisurare.

2.9 Sudabilitate

Este important de menționat că oțelul pentru rulmenți 52100 este în general considerat nesudabil datorită conținutului ridicat de carbon, ceea ce îl face predispus la fisuri în timpul și după sudare.

2.10 Rezistență

Când este călit corect în ulei de la aproximativ 850°C (1560°F) pentru a obține o microstructură de carburi sferice dispersate în martensită revenită, oțelul 52100 prezintă o tenacitate bună. Aceasta poate fi evaluată folosind teste standard, cum ar fi testele standard de energie la impact Charpy cu crestătură în V și tenacitatea la fractură prin deformare plană (KIc). Studiile au arătat că bainita 52100 poate oferi o tenacitate la impact mai mare în comparație cu unele oțeluri forjate în pulbere.