20Cr2Ni4A Alaşımlı Çelik: Özellikleri ve Uygulamaları

20Cr2Ni4A Alloy Steel is a versatile low-carbon, high-alloy case-hardening steel known for its excellent combination of surface hardness and core toughness after appropriate heat treatment. Understanding its technical characteristics is essential for leveraging its full potential in demanding applications.

1. 20Cr2Ni4A Alloy Steel Kimyasal Bileşim (GB/T 3077—1999)

20Cr2Ni4A için tipik kimyasal bileşim (kütle kesri, %):

Element	Karbon (C)	Silisyum (Si)	Manganez (Mn)	Krom (Cr)	Nikel (Ni)	Fosfor (P)	Sülfür (S)	Bakır (Cu)
En az %	0.17	0.17	0.3	1.25	3.25	0	0	0
Maksimum %	0.23	0.37	0.6	1.65	3.65	0.025	0.025	0.3

Düşük karbon içeriği, bunu bir yüzey sertleştirme çeliği olarak tanımlar. Önemli krom ve yüksek nikel içeriği, sertleştirilebilirliği artırarak daha büyük bölümlerde bile etkili sertleştirmeye olanak tanırken, aynı zamanda mukavemet ve tokluğa da katkıda bulunur.

2. 20Cr2Ni4A Alloy Steel Equivalents

20Cr2Ni4A Çin standardı altında belirtilmiştir GB/T 3077—1999Karşılaştırılabilir uluslararası notlar şunlardır:

• AISI (ABD):E3316
• DIN (Almanya):22NiCr14 (veya 1.5752)
• JIS (Japonya):SNCM420 (veya 20NC14)
• AFNOR (Fransa):20NCD7 (veya 659)
• BS (İngiltere):659M15 (veya EN A15)
• GOST (Rusya):20Х2Н4А

Bu sınıflar benzer olmakla birlikte, belirtilen kimyasal bileşim aralıklarında ufak farklılıklar olabilir.

3. Temel Fiziksel Özellikler ve Isıl İşlem Kılavuzu

3.1 Kritik Sıcaklıklar

Etkili ısıl işlem için kritik dönüşüm sıcaklıklarının anlaşılması hayati önem taşır:

• Ac1:~705°C – 720°C
• Ac3:~775°C – 780°C
• Bayan:~305°C – 395°C (tam bileşime bağlı olarak)

(Not: Soğutma dönüşümleriyle ilgili Ar1 ve Ar3 sıcaklıkları da önemlidir ancak sıklıkla ayrıntılı ısıl işlem protokollerinde türetilir veya belirtilir).

3.2 20Cr2Ni4A Alloy Steel Isıl İşlem

20Cr2Ni4A’da istenilen özelliklerin elde edilmesi hassas ısıl işlem kontrolü gerektirir:

• Dövme:1150°C – 1200°C'ye ısıtın. Dövmeye 1120°C – 1180°C arasında başlayın, 850°C'nin üzerinde bitirin. Yavaş soğutma, ardından tavlama veya temperleme önerilir.
• Tavlama:810°C – 870°C'ye kadar ısıtma, ardından fırın soğutması. Bu, optimum işlenebilirlik (≤217 HBW) elde edilmesini sağlar.
• Karbürleme:Genellikle karbonu yüzeye yaymak için ostenitleme sıcaklıklarında (örneğin, 900°C – 950°C) gerçekleştirilir. Kasa derinliği (0,2 mm ila 1,5 mm) ve yüzey karbon içeriği (0,7% – 1,0%) uygulamaya bağlıdır. Vakum karbürleme de bir seçenektir.
• Söndürme:Yüksek yüzey sertliği (martensit) elde etmek için karbürizasyondan sonra gereklidir. Genellikle karbürizasyon sıcaklığından doğrudan veya yeniden ısıtmadan sonra (örneğin, işleme bağlı olarak 860°C – 880°C veya 780°C – 860°C) yağ söndürmeyi içerir.
• Tavlama:Söndürmeden sonra düşük sıcaklıkta temperleme (150°C – 200°C), yüzey sertliğini korurken stresi azaltmak ve kırılganlığı azaltmak için çok önemlidir. Temper kırılganlığını önlemek için dikkatli kontrol gereklidir.
• Sıfırın Altında Tedavi (Opsiyonel):Son tavlamadan önce, tutulan ostenit miktarını en aza indirmek ve yüzey sertliğini daha da artırmak için söndürmeden sonra (-60°C ila -80°C) uygulanabilir.

4. 20Cr2Ni4A Alloy Steel Uygulamalar

20Cr2Ni4A çeliği, mükemmel çekirdek mukavemeti ve tokluğu ile birlikte yüksek yüzey aşınma direnci gerektiren bileşenler için seçilmiştir:

• Plastik Kalıplar:Özellikle karmaşık boşlukları olan veya aşındırıcı plastiklerle kullanılan (örneğin dolgu maddeleri içeren) büyük ve orta boy kalıplar için uygundur. İyi sertleştirilebilirliği, daha büyük bölümlerde yeterli sertlik sağlar.
• Dişliler ve Miller:Otomotiv, lokomotif ve genel makine uygulamalarındaki ağır yüklü dişliler, pinyonlar, sonsuz vidalar, krank milleri ve spline milleri için idealdir.
• Rulmanlar:Ağır makineler (haddehaneler, madencilik ekipmanları) için büyük, darbeye dayanıklı makaralı rulmanların (rulmanlar ve silindirler) üretiminde kullanılır.
• Diğer Karbürlenmiş Bileşenler:Ağır yüklere ve darbe stresine maruz kalan akslar, manşonlar, kavramalar, takım tezgahı milleri, piston pimleri ve üniversal mafsal çaprazları.

5. Kalıp Yapımında Özel Hususlar

• Şekillendirilebilirlik:Tavlanmış halde çelik, boşlukların soğuk şekillendirilmesine olanak veren iyi bir plastikliğe sahiptir.
• Dava Derinliği:Aşındırıcı plastikler için kalıplar genellikle daha yumuşak plastikler için olanlara (0,8-1,2 mm) kıyasla daha derin karbürlenmiş kılıflar (1,3-1,5 mm) gerektirir.
• Tutulan Austenit:Son söndürmeden önce yüksek sıcaklıkta tavlama, kalan ostenit miktarını azaltmaya yardımcı olabilir.
• Kalite Kontrol:Çelik üretimi ve ısıl işlemi sırasında beyaz lekeler ve temper kırılganlığı gibi riskleri en aza indirmek için dikkatli yönetim gereklidir.

6. Özet

20Cr2Ni4A, üstün sertleştirilebilirlik ve yüzey sertliği ile çekirdek tokluğunun mükemmel dengesini sunan yüksek performanslı bir sertleştirme alaşımlı çeliktir. Plastik kalıplama, ağır hizmet tipi dişliler, yataklar ve diğer kritik mekanik bileşenlerdeki zorlu uygulamalar için birincil tercihtir. Optimum performansa ulaşmak, belirli uygulama gereksinimlerine göre uyarlanmış hassas kontrollü ısıl işleme dayanır.