52100 Steel Prezentare generală tehnică

Oțel 52100 Prezentare tehnică: 52100 este un oțel slab aliat, recunoscut în primul rând ca standardul clasic pentru aplicațiile lagărelor cu rulare. Datorită conținutului său ridicat de carbon și adaosului de crom, caracteristicile sale de performanță, în special duritatea, rezistența la uzură și rezistența la oboseală, servesc drept reper pentru evaluarea altor oțeluri pentru rulmenți. Acest lucru demonstrează fiabilitatea sa dovedită în componentele industriale solicitante.

1. 52100 Compoziție chimică din oțel

• Carbon (C):98 – 1.10%
• Crom (Cr): 30 – 1.60%
• Mangan (Mn):25 – 0,50%
• Siliciu (Si): 15 – 0,35%

Urme de fosfor (P) și sulf (S) sunt menținute la niveluri minime conform practicilor standard de fabricare a oțelului. Rețineți că procentele exacte pot varia ușor în funcție de standarde specifice (de exemplu, ASTM A295, AMS 6490/6491).

2. 52100 Tratament termic din oțel și proprietăți rezultate

Atingerea proprietăților optime ale oțelului 52100 se bazează în mare măsură pe procedurile corecte de tratament termic.

2.1 Tratament termic

1. Austenitizare (tratarea cu soluție): se încălzește la aproximativ 850°C (1560°F).
2. Călire: se efectuează de obicei în ulei.
3. Călirea: Execută într-un interval de 180-250°C (355-480°F), în funcție de duritatea țintă și echilibrul de duritate.

2.2 Microstructură

Tratamentul termic adecvat produce o microstructură care constă predominant din martensită ușor temperată. Caracteristicile cheie includ carburi primare (nedizolvate) fin dispersate, care contribuie semnificativ la rezistența la uzură și, potențial, un procent mic (până la ~5%) de austenită reținută.

2.3 Importanța procesării corecte

Controlul precis asupra tratamentului termic, în special asupra temperaturii de revenire, este critic. Temperaturile de revenire mai ridicate reduc în general duritatea și rezistența, dar pot crește duritatea. Procedurile incorecte, cum ar fi temperaturile de recoacere necorespunzătoare (de exemplu, 350°C / 660°F), pot produce microstructuri nedorite care conțin perlită și cementită liberă excesivă, ducând la defectarea prematură a componentelor. Relația dintre temperatura de revenire și duritatea la rupere este un aspect cheie de proiectare.

2.4 Proprietăți mecanice

• Duritate: Duritatea ridicată este realizabilă după tratamentul termic. De exemplu, 59-61 HRC este adesea vizat pentru o viață optimă a matriței.
• Rezistență la uzură: excelentă, datorită conținutului ridicat de carbon și prezenței carburilor de crom dure în microstructură.
• Rezistența la oboseală: Rezistența ridicată la oboseală este caracteristică și esențială pentru rezistența la oboseală prin contact de rulare a rulmenților.
• Modulul Young: Aproximativ 210 GPa, indicând o rigiditate ridicată a materialului.

2.5 Sudabilitate:

Datorită conținutului său ridicat de carbon, oțelul 52100 este în general considerat nesudabil prin metode convenționale. Încercările de sudare duc adesea la fisurarea zonei afectate de căldură (HAZ).

3. 52100 Aplicații din oțel

Combinația dintre duritatea ridicată, rezistența la uzură și rezistența la oboseală face ca oțelul 52100 să fie potrivit pentru diverse aplicații solicitante:

• Rulmenți cu elemente de rulare: Aceștia sunt utilizați în principal pentru rulmenți inele interioare, inele exterioare, bile și role. Clasele de calitate premium (de exemplu, AMS6490D, AMS6491E) specifică adesea materiale topite în vid (VIM) sau retopite cu electrozgură (ESR) pentru o curățenie sporită și o durată de viață îmbunătățită la oboseală în aplicații critice precum aerospațial.
• Instrument și matriță: Potrivit pentru anumite matrițe mai mici (până la aproximativ 50 mm / 2 in), în special acolo unde sunt necesare suprafețe foarte lustruite. Poate fi folosit și pentru matrițele de jos relief produse prin gravare fotochimică.
• Alte componente de precizie: Aplicațiile includ blocuri de măsurare, instrumente de măsurare de precizie, arbori hibridi și alte componente care necesită stabilitate dimensională ridicată și rezistență la uzură.
• Cuțite: Acestea sunt utilizate în unele tipuri de lame de cuțit de înaltă performanță care necesită o reținere bună a marginilor.

4. Opțiuni de îmbunătățire a suprafeței

Tratamentele de suprafață pot fi aplicate oțelului 52100 pentru a îmbunătăți în continuare proprietățile suprafeței, cum ar fi rezistența la uzură sau la coroziune. Exemplele includ procese de cromizare sau duplex (cum ar fi depunerea/difuzia termoreactivă combinată (TRD) și nitrurarea cu plasmă (PN)). Cercetările indică anumite tratamente duplex pot oferi performanțe superioare la uzură în comparație doar cu cromarea standard.

5. Standarde și alternative echivalente

5.1 Denumiri comune:

• AISI/SAE: 52100
• China (GB): GCr15
• UNS: G52986
• DIN (W-Nr): 3505 (cunoscut și ca 100Cr6)
• JIS: SUJ2
• AMS: AMS 6490, AMS 6491 (oțel pentru rulmenți de calitate premium pentru aeronave)
• ASTM: A295 (Standard Specification for High Carbon Anti-friction Bearing Steel)

(Notă: verificați întotdeauna revizuirea standard specifică necesară pentru aplicația dvs.)

5.2 Alternative:

Cercetarea și dezvoltarea continuă în domeniul oțelurilor pentru rulmenți. Calități alternative, cum ar fi oțelul 5280, au fost explorate pentru a oferi proprietăți comparabile, simplificând în același timp procesele de producție, cum ar fi turnarea continuă, comparativ cu 52100.

6. Rezumat

52100 este un oțel cu conținut ridicat de carbon, crom, slab aliat, renumit pentru duritatea excelentă, rezistența la uzură și rezistența la oboseală după un tratament termic adecvat. Performanța sa depinde de obținerea microstructurii martensitice temperate dorite cu carburi fine. Rămâne standardul industriei pentru multe aplicații de rulmenți și este utilizat eficient în scule specifice și componente de precizie.

La Aobo Steel, avem o experiență vastă în forjarea și furnizarea de oțel 52100. Contactați-ne pentru a discuta despre cerințele dumneavoastră tehnice specifice și despre cum vă putem oferi soluția materială potrivită pentru aplicația dumneavoastră.

7. Oțel 52100 vs oțel D2

• Conținut de carbon și crom: D2 are un conținut semnificativ mai mare de carbon și crom decât 52100.

• Aplicații: 52100 este în primul rând un oțel pentru rulmenți, în timp ce D2 este un oțel pentru scule, în special pentru aplicații de lucru la rece.

• Duritate: D2 poate atinge o duritate maximă similară sau puțin mai mică decât placarea 52100 tratată termic, dar rezistența sa la uzură este o caracteristică principală.

• Duritate: În general, 52100 este considerat mai dur decât oțelurile cu matrițe cu conținut mai mare de carbon precum D2, deși D2 oferă un echilibru bun pentru clasa sa.

• Întărire: Ambele pot fi întărite integral, dar D2 se întărește prin aer, ceea ce duce la mai puțină distorsiune în secțiuni mai mari.

• Rezistenta la uzura: D2 este formulat special pentru o rezistență excelentă la abraziune, un diferențiere cheie față de 52100.

• Rezistenta la coroziune: 52100 are o rezistență la coroziune relativ mai mică decât alte oțeluri pentru rulmenți, în timp ce conținutul ridicat de crom al D2 contribuie la o rezistență bună la uzură, nu în primul rând la rezistența la coroziune.

Întrebări frecvente

1. La ce este bun oțelul 52100?

• Rulmenți de rulare. Este considerat un material clasic și standard pentru aplicațiile de rulmenți cu conținut ridicat de carbon, în special rulmenți cu bile și cu role.

• Secțiuni de matriță. Poate fi folosit pentru matrițe cu diametrul de până la 50 mm care necesită suprafețe lustruite critic.

• Material de placare în sudare cu arc de transfer de pulbere (PTA).

• Aplicații care necesită o rezistență bună la uzură fără cementare.

2. Care este rezistența oțelului 52100?

Rezistența oțelului 52100 depinde în mare măsură de tratamentul termic specific aplicat.

• Rezistență la tracțiune:

◦Poate varia de la 585-620 MPa (85-90 ksi).

◦După stingerea uleiului de la 850 °C (1560 °F), rezistența la tracțiune variază în funcție de temperatura de revenire.

◦Pentru aplicațiile cu matrițe, rezistența la tracțiune este de 80.000 psi (552 MPa) în stare recoaptă și 120.000 psi (827 MPa) când este stinsă cu ulei și călită la 400°F (204°C).

• Limita de curgere:

◦ Poate fi de 450 MPa (65 ksi).

◦După călirea uleiului de la 850 °C (1560 °F), limita de curgere variază în funcție de temperatura de revenire.

◦Pentru aplicațiile cu matriță, limita de curgere este de 35.000 psi (241 MPa) în stare recoaptă și 93.000 psi (641 MPa) când este stins cu ulei și revenit la 400°F (204°C).

• Rezistența la compresiune:

◦Poate atinge 2760 MPa (400 ksi) sau 2930 MPa (425 ksi).

3. Care este diferența dintre oțelul 52100 și 1095?

Principalele diferențe rezumate:

• Conținut de crom: 52100 conține crom, în timp ce 1095 este un oțel simplu cu conținut ridicat de carbon, fără crom semnificativ.

• Aplicații primare: 52100 este în principal un oțel pentru rulmenți, în timp ce 1095 este un oțel cu conținut ridicat de carbon de uz general, folosit adesea pentru arcuri și lame.

• Întărire: Ambele sunt întăribile, dar conținutul de crom al lui 52100 influențează răspunsul său la tratamentul termic.

• Rezistenta la coroziune: 52100 oferă o rezistență la coroziune puțin mai bună decât carbonul simplu 1095 datorită conținutului său de crom, deși niciunul nu este considerat un oțel rezistent la coroziune.